中国海洋大学：《海洋化学》课程教学资源（教案讲义）第七章 海洋有机物和海洋生产力

第七章 海洋有机物和海洋生产力 本章重点：（1）海洋中的溶解有机碳、颗粒有机碳的组成、含量、分布和运移规律；（2）海 洋的初级生产力和中国近海及其主要河口（长江口、黄河口和珠江口）的有机物质。 7.1 海洋中溶解有机物质(DOC) 海洋中有机物质大致可分为：①溶解有机物质；②颗粒有机物质（碎屑）；③浮游植物；④ 浮游动物；⑤细菌。 7.1.1 海洋中溶解有机物的组成、含量和分布 海水中溶解有机物总含量的测定，是海洋化学家长期关心的问题，至今未得到满意解决，通 常是使有机物质氧化 ，随后测定它的一种组成元素（一般为 C、N 和 P），然后将结果表示 为有机碳、有机氮和有机磷。图 7.6 列出了不同海区溶解有机磷分析的平均值和（或）典型 范围值。 海水中具体的溶解性有机化合物主要有：氨基酸、腐殖质、碳水化合物、烃和氯代烃、以及 维生素。表 7.15 列出了海水中的各种烃和氯代烃的浓度。 图 7.6 南海 DOC 的垂直分布 （a）14 号站 （b）8 号站 （c）1 号站

第七章 海洋有机物和海洋生产力 本章重点：（1）海洋中的溶解有机碳、颗粒有机碳的组成、含量、分布和运移规律；（2）海 洋的初级生产力和中国近海及其主要河口（长江口、黄河口和珠江口）的有机物质。 7.1 海洋中溶解有机物质(DOC) 海洋中有机物质大致可分为：①溶解有机物质；②颗粒有机物质（碎屑）；③浮游植物；④ 浮游动物；⑤细菌。 7.1.1 海洋中溶解有机物的组成、含量和分布 海水中溶解有机物总含量的测定，是海洋化学家长期关心的问题，至今未得到满意解决，通 常是使有机物质氧化 ，随后测定它的一种组成元素（一般为 C、N 和 P），然后将结果表示 为有机碳、有机氮和有机磷。图 7.6 列出了不同海区溶解有机磷分析的平均值和（或）典型 范围值。 海水中具体的溶解性有机化合物主要有：氨基酸、腐殖质、碳水化合物、烃和氯代烃、以及 维生素。表 7.15 列出了海水中的各种烃和氯代烃的浓度。 图 7.6 南海 DOC 的垂直分布 （a）14 号站 （b）8 号站 （c）1 号站

7.1.2 海洋中有机物的供给源和移出 海洋是一个开放体系，从物质全球变化的角度而论，对有机物质，内源为主，外源为辅。但 随着近年来人类活动对海洋的影响，外源亦日益引起人们的重视。大气输入的突出例子是含 氯农药，是 DDT 及其衍生物进入海洋的主要途径。 7.2 海洋中的颗粒有机碳(POC) 海洋中颗粒有机碳一般是指直径大于 0.45μm 的微粒的有机碳，包括海洋中有生命和无生命 的悬浮颗粒和沉积物微粒。 7.2.1 海洋中 POC 的含量和分布 7.2.2 海洋中 POC 的运移规律 POC 的运移规律包括来源：（1）陆地和大气输入；（2）在海洋中现场生成：碎屑（粪粒、 碎片）的直接形成，细菌的吸附和聚凝，有机分子聚集，在无机矿物颗粒上吸附和胶体絮凝。 图 7.26 和 7.28 表示了海洋中有机物随深度的变化和天然烃循环的有关过程

7.1.2 海洋中有机物的供给源和移出 海洋是一个开放体系，从物质全球变化的角度而论，对有机物质，内源为主，外源为辅。但 随着近年来人类活动对海洋的影响，外源亦日益引起人们的重视。大气输入的突出例子是含 氯农药，是 DDT 及其衍生物进入海洋的主要途径。 7.2 海洋中的颗粒有机碳(POC) 海洋中颗粒有机碳一般是指直径大于 0.45μm 的微粒的有机碳，包括海洋中有生命和无生命 的悬浮颗粒和沉积物微粒。 7.2.1 海洋中 POC 的含量和分布 7.2.2 海洋中 POC 的运移规律 POC 的运移规律包括来源：（1）陆地和大气输入；（2）在海洋中现场生成：碎屑（粪粒、 碎片）的直接形成，细菌的吸附和聚凝，有机分子聚集，在无机矿物颗粒上吸附和胶体絮凝。 图 7.26 和 7.28 表示了海洋中有机物随深度的变化和天然烃循环的有关过程

7.3 海洋的初级生产力 7.3.1 光合作用的呼吸作用 海洋生物及其食物链中最重要的步骤就是光合作用的呼吸作用。在光合作用中，例如浮游植 物吸收太阳能，转换成高能量的有机物。以这种方式固定的有机碳，又被更高营养水平的生 物消耗掉。而浮游植物本身则把化合物分解成低能化合物，获得其成长所需的能量，此即为 呼吸作用。 7.3.2 海洋的初级生产力 图 7.26 颗粒有机氮、颗粒有机碳、总游离甾醇 和叶绿素 a 的浓度随深度的变化

7.3 海洋的初级生产力 7.3.1 光合作用的呼吸作用 海洋生物及其食物链中最重要的步骤就是光合作用的呼吸作用。在光合作用中，例如浮游植 物吸收太阳能，转换成高能量的有机物。以这种方式固定的有机碳，又被更高营养水平的生 物消耗掉。而浮游植物本身则把化合物分解成低能化合物，获得其成长所需的能量，此即为 呼吸作用。 7.3.2 海洋的初级生产力 图 7.26 颗粒有机氮、颗粒有机碳、总游离甾醇 和叶绿素 a 的浓度随深度的变化

海洋生产力是海洋中生物通过同化作用生产有机物的能力。他是海洋生态系的基本功能之 一，通常以单位时间（年或天）内单位面积（或体积）中所生产的有机物的重量来计算。 表 7.20 列举了海洋生产力的分布，图 7.32 是海洋初级生产力的全球分布图。 7.3.3 新生产力（NP） 7.4 Redfield 模型 初级生产物（CH2O）106(NH)16(H3PO4)中，C:N:P=106:16:1 的关系称为 Redfield 比率。表 7.26 和 7.27 分别为南加利福尼亚湾悬浮粒子和沉降性颗粒中有机 C、N、S 的比值

海洋生产力是海洋中生物通过同化作用生产有机物的能力。他是海洋生态系的基本功能之 一，通常以单位时间（年或天）内单位面积（或体积）中所生产的有机物的重量来计算。 表 7.20 列举了海洋生产力的分布，图 7.32 是海洋初级生产力的全球分布图。 7.3.3 新生产力（NP） 7.4 Redfield 模型 初级生产物（CH2O）106(NH)16(H3PO4)中，C:N:P=106:16:1 的关系称为 Redfield 比率。表 7.26 和 7.27 分别为南加利福尼亚湾悬浮粒子和沉降性颗粒中有机 C、N、S 的比值

7.5 中国近海及其主要河口的有机物质 7.5.1 长江口的有机物质 长江口的有机物质包括烷烃、多环芳烃和氨基酸。表 7.31 列出了沉积物中氨基酸组分。 7.5.2 黄河口和珠江口的有机物质 7.5.3 中国近海的有机污染 主要有油污染和农药污染。表 7.33 和 7.34 分别列出了石油污染源和沿岸各省油排泄、港口 和船、工业废水污染状况

7.5 中国近海及其主要河口的有机物质 7.5.1 长江口的有机物质 长江口的有机物质包括烷烃、多环芳烃和氨基酸。表 7.31 列出了沉积物中氨基酸组分。 7.5.2 黄河口和珠江口的有机物质 7.5.3 中国近海的有机污染 主要有油污染和农药污染。表 7.33 和 7.34 分别列出了石油污染源和沿岸各省油排泄、港口 和船、工业废水污染状况

表 7.31 沉积物中氨基酸组分（×10-6）

表 7.31 沉积物中氨基酸组分（×10-6）