中国海洋大学：《海洋化学》课程教学资源（课件讲稿）第三章 海洋中常量元素

Chemical Oceanography 第三章 海洋中的常量元素 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 §3-2 海水盐度和氯度 §3-3 海水主要成分存在形式：海水化学模型 §3-4 海水碳酸盐体系

Chemical Oceanography 第三章 海洋中的常量元素 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 §3-2 海水盐度和氯度 §3-3 海水主要成分存在形式：海水化学模型 §3-4 海水碳酸盐体系

§3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 第三章 海洋中的常量元素 z海水中元素的分类 z海水主要成分及组成恒定性 z海水主要成分中的阳离子 z海水主要成分中的阴离子和硼 z影响海水组成恒定性的因素

§3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 第三章 海洋中的常量元素 z海水中元素的分类 z海水主要成分及组成恒定性 z海水主要成分中的阳离子 z海水主要成分中的阴离子和硼 z影响海水组成恒定性的因素

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 海水中已检出的元素有80多种，含量差异很大（见教材第436页 附表）。 对海水中化学元素，从不同研究角度有不同分类法。 例如 ●Goldschmidt分类 ●Barth分类 ●Broecker分类

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 海水中已检出的元素有80多种，含量差异很大（见教材第436页 附表）。 对海水中化学元素，从不同研究角度有不同分类法。 例如 ●Goldschmidt分类 ●Barth分类 ●Broecker分类

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àGoldschmidt分类（按元素地球化学平衡分类，详请回顾第二章） ●风化易溶解、性质较稳定，在海水中存留量较大的阳离子。 ●存留量大于 0的阴离子。 ●存留量较低的微量元素。 ●易变价元素（过渡元素）

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àGoldschmidt分类（按元素地球化学平衡分类，详请回顾第二章） ●风化易溶解、性质较稳定，在海水中存留量较大的阳离子。 ●存留量大于 0的阴离子。 ●存留量较低的微量元素。 ●易变价元素（过渡元素）

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àBarth分类（按逗留时间分类，详请回顾第二章） ●τ≥10 5年，元素周期表中第一、二、六、七主族元素，包括阳离子 和阴离子。 ● τ短的元素，在海水pH条件下易水解，如Al 、Fe 、Cr等元素。 ● τ约在10 4年左右的过渡元素，主要为微量元素，如Cd 、Zn 、Hg 、 Cu 、Co 、Ni 、Se 、Sb等，有以下性质： 易形成配位化合物； 存在形式复杂； 易被吸着，含量低。 ●受生物作用影响， τ较长（约为104 －10 6年）的元素，具有不保守 性质

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àBarth分类（按逗留时间分类，详请回顾第二章） ●τ≥10 5年，元素周期表中第一、二、六、七主族元素，包括阳离子 和阴离子。 ● τ短的元素，在海水pH条件下易水解，如Al 、Fe 、Cr等元素。 ● τ约在10 4年左右的过渡元素，主要为微量元素，如Cd 、Zn 、Hg 、 Cu 、Co 、Ni 、Se 、Sb等，有以下性质： 易形成配位化合物； 存在形式复杂； 易被吸着，含量低。 ●受生物作用影响， τ较长（约为104 －10 6年）的元素，具有不保守 性质

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àBroecker分类（按生物作用的大小分类） ●生物制约元素： N 、 P 、Si。 ●生物中等制约元素：Ca 、 C 、Ba 、Ra等。 ●生物非制约元素：Na 、 K 、Rb 、Cs 、Mg 、Cr 、 B 、 S 、 F 、Cl等

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 àBroecker分类（按生物作用的大小分类） ●生物制约元素： N 、 P 、Si。 ●生物中等制约元素：Ca 、 C 、Ba 、Ra等。 ●生物非制约元素：Na 、 K 、Rb 、Cs 、Mg 、Cr 、 B 、 S 、 F 、Cl等

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 à按元素含量和存在状态等特征综合分类（化学海洋学通常采用） ●海水主要成分 含量大于 1 ×10 － 6 （w/w），占海水总盐量的99.9%，共11种元素。 （含量大于 1 ×10 － 6 （w/w）的元素共14个，不包括 H 、 O 和Si。） ●海水微（痕）量元素 含量小于 1 ×10 － 6 （w/w），但不溶解气体、营养盐和放射性核素。 ●海水中溶解气体 常温下以气态存在的成分，如 O 2 、 N 2 、Ar 、Kr 、Ne 、CO 2等。 ●海水中的有机物 ●海水营养盐 N 、 P 和Si。 ●海水中的放射性核素

一、海水中元素的分类 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 à按元素含量和存在状态等特征综合分类（化学海洋学通常采用） ●海水主要成分 含量大于 1 ×10 － 6 （w/w），占海水总盐量的99.9%，共11种元素。 （含量大于 1 ×10 － 6 （w/w）的元素共14个，不包括 H 、 O 和Si。） ●海水微（痕）量元素 含量小于 1 ×10 － 6 （w/w），但不溶解气体、营养盐和放射性核素。 ●海水中溶解气体 常温下以气态存在的成分，如 O 2 、 N 2 、Ar 、Kr 、Ne 、CO 2等。 ●海水中的有机物 ●海水营养盐 N 、 P 和Si。 ●海水中的放射性核素

1. 海水主要成分（含量大于1×10－6（w/w）或1 mg kg－1的成分） ●阳离子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+ 、Sr2+； ●阴离子：Cl－、SO42－、HCO3－（CO32－）、Br－、F－ ； ●分 子：H3BO3。 二、海水主要成分及海水组成恒定性 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性

1. 海水主要成分（含量大于1×10－6（w/w）或1 mg kg－1的成分） ●阳离子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+ 、Sr2+； ●阴离子：Cl－、SO42－、HCO3－（CO32－）、Br－、F－ ； ●分 子：H3BO3。 二、海水主要成分及海水组成恒定性 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性

13 Trace Elements Minor Elements IVa Va Vla VIla 3 4 >50 mmolkg- 13 14 15 16 17 Na Mg AI Si P 9 IV VI -l ilib IVb Vb VIb Vilb VIllb ilb 19 20 7 22 23 24 25 26 27 28 29 o 32 33 34 35 K Ca Se Ti Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se e H IV VI I n i 计 IV V VI 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 49 50 51 52 53 Rb Sr Y Zr Nb Mo (Te) Ru p阳 Ag Cd Sn Sb VI VI iV IV V VI 55 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 31 82 Cs Ba La Hf Re Os r Pt Au 49 Pb i Iv V Vi VII (IV (IVI) (HHLI) 58 60 61 2 63 65 66 6> 9 70 71 r Nd (Pm) Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu I n l

二、海水主要成分及海水组成恒定性 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 2. 海水主要成分的特点 ●含量大于 1 ×10 － 6 （w/w）或1 mg kg －1。 S ＝35的海水中主要成分含量如 表3.1（教材第53页）。 ●性质稳定 －在海水中逗留时间较长（ C除外。海水中 C的结合种类复杂，τ值 难以确定），lg τ=5.7 － 8。 －生物活动影响较小，为 “保守元素 ”。 －海水各主要成分含量之间具有恒定比关系（海水组成恒定性）

二、海水主要成分及海水组成恒定性 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性 2. 海水主要成分的特点 ●含量大于 1 ×10 － 6 （w/w）或1 mg kg －1。 S ＝35的海水中主要成分含量如 表3.1（教材第53页）。 ●性质稳定 －在海水中逗留时间较长（ C除外。海水中 C的结合种类复杂，τ值 难以确定），lg τ=5.7 － 8。 －生物活动影响较小，为 “保守元素 ”。 －海水各主要成分含量之间具有恒定比关系（海水组成恒定性）