海水的缓冲性能及缓冲容量

海水pH值的变化范围通常为7.5—8.6之间。其pH值变化范围之所以如此狭小,是因为海水是一种缓冲体系,具有一定的缓冲能力。 海水中可起缓冲作用的成份主要为二氧化碳体系(CO_2-HCO_3~--CO_3~(2-)),其次是B(OH)_3-B(OH)_4~-,HPO_4~(2-)-H_2PO_4~-,H_4SiO_4-H_3SiO_4~-等弱酸及其盐。但因这些成分浓度较低,缓冲能力也就较二氧化碳体系低得多,故在计算海水的缓冲容量时常忽略不计。 海水的pH值主要受二氧化碳系统的控制,而后者     

南海西部秋季海表p_(CO_2)分布与海-气CO_2通量

文章综合分析了南海西部2012年秋季海表二氧化碳分压(p_(CO_2))分布及控制因素,估算并讨论了海-气CO_2通量及其区域性差异。结果表明,秋季南海西部海表p_(CO_2)变化范围为37.8~57.1Pa,均高于大气p_(CO_2),表现为大气CO_2的源。研究海域海表p_(CO_2)分布主要受海水碳酸盐热力学的影响,海表温度(SST)是影响海表p_(CO_2)分布的主要因素。但在局部海域,海表p_(CO_2)分布还受到其他因素的控制。其中,越南东部局部海域表层海水受湄公河冲淡水的影响呈低盐特征,高p_(CO_2)的冲淡水团和离岸水团的混合作用直接影响该海域海表p_(CO_2)分布。此外,珊瑚礁的钙化活动造成南沙群岛弹丸礁西部海域出现表层p_(CO_2)极高值。秋季南海西部表层海水CO_2释放速率的分布格局主要受风速的控制。北部海域海-气CO_2分压差(Δp_(CO_2))低于中南部海盆,但其海表风速远高于中南部海盆,造成北部海域表层海水CO_2释放速率(2.9mmol C·m~(-2)·d~(-1))明显高于中南部海盆(0.9mmol C·m~(-2)·d~(-1))。海-气CO_2通量估算中不能忽视局部海域珊瑚礁代谢作用的影响。     

海洋化学中的线性自由能关系——Ⅲ.盐度效应和离子交换剂/配位体效应

本文应用LFERs讨论了海洋化学中盐度对海水中弱酸解离常数的影响,金属离子在海洋悬浮颗粒上的表面离子交换反应以及各种金属离子与海水中主要无机配位体的络合反应。根据E-C方程和文献数据证明了海水介质中主要无机配位体与各种金属离子形成的络合物表观稳定常数之间存在着LFERs。发现海洋中悬浮颗粒与Cu,Zn,Cd形成的表面配位络合物表观稳定常数之间也存在着LFERs。根据化学热力学简单讨论了海水中H_2O,H_2CO_3,H_3BO_3,等弱酸的表观解离常数,并且发现其相互间亦存在着LFERs。这表明在各种盐度下的弱酸表观解离常数可根据LFERs确定。     

CO_2驱动海洋酸化对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)幼蟹甲壳结构和组成成分的影响

大气中过量的CO_2溶解到海水中造成海洋酸化,破坏了海水原有的酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡。甲壳类动物甲壳的形成过程依赖于海水正常的酸碱平衡和碳酸钙溶解平衡。本研究以三疣梭子蟹幼蟹为研究对象,采用CO_2与空气的混合气体对自然海水进行曝气,模拟在现有CO_2排放速度下,本世纪末和下世纪末海洋酸化的程度(表层海水p CO_2分别为750μatm,1500μatm),研究不同海洋酸化程度对三疣梭子蟹幼蟹甲壳结构和组成成分的影响。结果发现,海洋酸化导致:(1)三疣梭子蟹幼蟹甲壳上表皮的外表面微刺排列趋于简单化,由2—3个微刺为主要排列形式逐渐变为单个微刺排列的形式;(2)甲壳厚度变薄,甲壳厚度从正常海水对照组(pH 8.13±0.02)90.20±4.85μm,变薄到OA1组(pH 7.98±0.02)84.53±13.71μm,再到OA2组(pH 7.75±0.03)61.94±13.43μm,并且有随海洋酸化程度加重厚度变得更薄的趋势;(3)随着酸化程度的加深,甲壳中甲壳素含量显著上升,从对照组(13.10±0.07)%上升到OA1组(14.22±0.04)%,再到OA2组(14.30±0.06)%(P=0.000**);(4)甲壳中钙、镁元素含量及钙镁比没有明显变化。结果表明海洋酸化对三疣梭子蟹幼蟹甲壳的结构和甲壳素含量产生了较大影响。     

古海洋学的回顾与前瞻(二)

三、古海洋学的主要成就2.海洋化学环境的变化洋底沉积物的地球化学研究,可以有助于阐明海洋的化学环境,表层生物生产力(肥力)以及表层和底层环流的变化,在海洋地球科学上具有十分重要的意义.(甲)方解石补偿深度(CCD)及CaCO_3含量的变化 CCD指进入海底的CaCO_3供给量被溶解量所平衡的水深,它是洋底钙质沉积物与非钙质沉积物间的岩相界线.CCD的水深是CaCO_3供给率与溶解率的函数,受多种因素的影响,如上层海水的肥力、深层海水的碱度、CO_2含量,以及海水与沉积物界面上的水流流速等,是一个复杂的问     

海水总碱度及其示性特征

海水总碱度是指中和1升海水中的质子接受体所需强酸的毫克当量数。对海水总碱度贡献最大的弱酸阴离子是HCO_3~-,其次是CO_3~(2-)和H_2BO_3~-。在大多数情况下,各种有机酸根及活性无机磷酸盐对海水总碱度的影响是微不足道的。海水总碱度通常在2.3—2.4meq/1的水平上。它与海水氯度的比值称作比碱度。总碱度和比碱度都是相对保守的水化学指标,它们的示性特征在海洋学研究中是非常有用的。     

长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素

基于对2015—2016年长江口邻近海域现场调查数据的分析,探讨了其海水pH的季节变化和影响因素。结果表明:长江口邻近海域四季pH在7.76—8.32之间,其中夏季最高,秋季最低;夏季具有明显的分层现象,冬季水体pH垂直分布相对均一。长江冲淡水对长江口邻近海域水体pH的影响是局域性的。浮游植物光合作用是影响春、夏、秋季海水pH区域分布的重要过程。春、冬季节表层海水pH分布受海-气界面CO2交换的影响较大。温度、生物作用及长江冲淡水扩展是导致长江口邻近海域表层海水pH季节变化的主要因素。     

海洋化学有关名词解释

海水组成守恒性 亦即海水主要成分恒比关系。1884年英国人狄特玛(Dittmar)证实:虽然大洋海水的盐度是可变的,但海水主要成分之间的比值却几乎保持恒定。由此,只要知道海水的一种主要成分,则可计算其他主要成分。 主要元素和微量元素 海水中主要元素指Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Sr~(2+)、B、CI~-、SO_4~(2+)、HCO_3~-、Br~-和F~-(11)个离子而言,占海水中总盐量的99.9％以上,其浓度均在1ppm以上。其在大洋中均遵从海水组成守恒性,所以也称其为“保守成分”。海水中微量元素一般指除主     

不同海水酸化模式对马粪海胆胚胎和浮游幼体骨针发育的影响（英文）

为了比较CO_2引起的海水酸化和HCI引起的海水酸化对棘皮动物的影响,本研究以中国北方海岸带土著种-马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)为对象,分析比较了两种海水酸化模式对马粪海胆胚胎和骨针发育的影响。根据IPCC对2100年海水酸化程度的预测,在实验室条件下,建立了自然海水组(pH=8.06±0.01)和六个海水酸化处理组(三个CO_2处理组和三个HCI处理组)。结果表明:(1)与自然海水组相比,酸化处理组马粪海胆胚胎的卵裂率呈现随海水pH下降而延长的趋势,与HCI酸化处理相比,CO_2处理对马粪海胆胚胎卵裂率的影响更为严重;(2)两种海水酸化模式下,马粪海胆浮游幼体四腕浮游幼体均出现对称性缺失和骨针外露现象;(3)与自然海水组相比,两种海水酸化模式对马粪海胆四腕浮游幼体骨针发育具有不同影响,HCI酸化处理组浮游幼体呈现骨针变短现象,而CO_2处理组四腕幼体的骨针则出现变长现象;(4)扫描电镜结果显示,海水酸化可影响马粪海胆浮游幼体骨针的钙化结构,当海水△pH=-0.5时,CO_2处理组马粪海胆浮游幼体骨针的腐蚀程度要比HCI处理组更为严重。本研究结果提示,不同的海水酸化模式对马粪海胆胚胎和骨针发育有不同程度的影响,相比强酸(HCI)引起的海水酸化而言,CO_2引起的海水酸化对马粪海胆的影响更为严重。     

河水与海水混合过程中Eh-pH的变化特征及影响因素

河口是河水和海水混合地带,河口地区每时每刻都在发生复杂的物理、化学、生物作用,该过程中水体Eh、pH参数的变化直接关系到氧化还原元素的行为以及重金属、有机污染物的迁移、转化和清除。本研究采集了长江河水、东海陆架海水,设置了盐度为5、12.5、25的3组混合实验,模拟长江河口水体混合过程,实时测定混合过程中水体Eh、pH变化,分析其影响因素。结果表明:混合水体为弱碱性-强氧化环境,pH值变化范围为7.83~8.22,pH值总体上呈现下降的趋势;Eh值变化范围为503.7~579.7 mV,在混合开始的1 h内迅速升高,随后迅速下降并逐渐趋于稳定。河水和海水混合过程中Eh、pH的变化主要受机械混合和氧化还原反应控制,机械混合导致两类水体Eh、pH快速中和,以Fe2+为主的氧化反应消耗了水体中的O2和OH-,使得混合水体中的Eh、pH呈现下降趋势,并逐渐趋于稳定。     

胶州湾东北部海水中锌的存在形态及其分布

研究微量元素在海水中的存在形态是海洋化学上比较重要的课题之一,对了解微量元素在海洋中的循环具有重要的意义。关于锌在海洋中的存在形态曾有过详细的评论。 海水中的无机锌主要以Zn~+、Zn(OH)~+及Zn(CO_3)~0的形式存在。其含量范围一般在1—50μg/L之间,平均值约为3μg/L.近岸及河口区含量较高,个别测定值可高达300—400μg/L。关于海水中锌的测定方法如ASV法和分光光度     

胶州湾海水中二氧化碳的研究

二氧化碳-碳酸盐体系是海水中最复杂的体系,其平衡主要包括如下过程:它直接影响海水pH的变化,对于海气界面交换及海水化学和海洋沉积过程等起着重要作用.     

有机磷农药敌百虫的水解特性和水解机理研究

本文为了评价广谱有机磷农药在水环境中的自发降解规律及其安全性,以杀虫剂敌百虫(Trichlorfon, TCF)为对象,通过室内模拟实验,研究了其在不同pH及温度下的自发水解特性,应用³¹P核磁共振(³¹P-NMR)技术与气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对其水解产物进行了鉴定。结果表明,敌百虫在不同pH条件下水解速度差异明显,在酸性条件下比较稳定,pH=5时几乎不自发水解,pH=6时水解缓慢;在中性及碱性(pH=7～9)条件下不稳定,水解速度随着pH升高而加快;温度显著影响敌百虫的水解过程,水解速度随着温度的升高而加快,温度效应系数Q为2.11～4.63。敌百虫的自发水解产物主要有敌敌畏、亚磷酸二甲酯、水合氯醛、三氯乙醛,据此推断敌百虫水解路径有重排反应、亲核取代反应2种,其中重排反应是主要水解路径。敌百虫自发水解过程受pH、温度影响显著,水解产生毒性更强的敌敌畏,研究结果可为敌百虫在农业活动中的科学使用、敌百虫污染治理提供科学依据。     

CO_2加富对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)叶绿素荧光参数的影响

大气中CO_2浓度不断升高导致的海水酸化,已经引起了广泛的环境、生态和气候问题。本实验采用实验生态学的方法,以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为研究对象,分析其在CO_2加富的条件下叶绿素荧光参数的变化。研究表明,CO_2加富对盐生杜氏藻光系统Ⅱ最大光化学量子产额(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(rETRmax)无显著影响(P0.05),显著促进了光系统Ⅱ实际光合效率(P0.05)和光能利用效率(α)(P0.05),并且降低了饱和光强(Ek)(P0.05)。然而,CO_2升高增加了盐生杜氏藻的光抑制参数(β)(P0.05)和非光化学淬灭(NPQ)(P0.05),这说明在光照充足的情况下,CO_2加富会对盐生杜氏藻产生负面效应,使其更容易受到光抑制。     

海带幼孢子体的光合碳利用

于1999年10月，采用pH移移技术研究了海带幼孢子虫的无机碳源利用途径以及无机碳对幼孢子体光合碳利用的影响。结果表明，在天然海水中（pH=8.1-8.3)，海带幼孢子体外源无机碳的利用形式主要是HCO3^-,HCO3^-由质膜外碳酸酐酶（CA）将HCO3^-水解成CO2，以游离CO2形式扩散进入细胞，占全部无机碳供应的75％。游离CO2只占所吸收总无机碳的25％；在游离CO2浓度接近于零（pH=9.1)时，幼孢子体的全部无机碳源均来自于HCO3^-的水解。提高海水中无机碳的浓度能增加海带对无机碳的利用量，当无机碳浓度达到3．5mmol/L时，无机碳的利用速率达到最大值，说明天然海水中的无机碳不能满足其最大生长的需要。     

地衣芽孢杆菌胞外产物消化活性的研究

将地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis的胞外产物置于不同的pH、温度和金属离子条件下,分别测定其蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性的变化。结果表明,当pH为7.5—8.5时胞外产物表现出较高的蛋白酶和淀粉酶活性,胞外产物消化脂肪的最适pH为9.0—10.0。胞外产物水解淀粉、脂肪和蛋白质最适温度分别为60—80、40—60和50—70℃,60℃时蛋白酶活力最大。试验测定了8种金属离子对胞外产物活性的影响,发现Mg2+、Zn2+Cu2+可抑制其水解蛋白质,而Ca2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+却无此影响;在胞外产物消化脂肪底物时Co2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+均能抑制其活力,而Mg2+、Zn2+能使其消化活力升高,与前者相比,金属离子对淀粉水解的影响相对较小,仅Cu2+有一定的抑制作用,其它离子对其均无明显的影响。还研究了不同胞外产物浓度与生物学活性的相关性,发现当反应体系中胞外产物浓度升高时水解蛋白质的活力会相应降低,但对脂肪的消化活力则与胞外产物的浓度呈正相关。反应体系中胞外产物的浓度在0—132.4μg.ml-1时其水解淀粉的活力随浓度的升高而升高,浓度为191.0μg.ml-1时活力最大,浓度大于191.0μg.ml-1时活力不再变化,稳定在一个较高的水平。     

脲酶固定化的研究及应用

脲酶(Urease)在自然界广泛存在,但实际应用的主要来源于豆类植物,如刀豆脲酶、黄豆脲酶等;脲酶可催化尿素水解产生CO_2和NH_3,反应速度10~4倍于无脲酶催化时此反应的速度。 脲酶 尿素+H_2O———→CO_2+NH_3 脲酶用途广泛,可用于医疗诊断,环境监测,     

模拟添加氮对海水溶解无机碳体系的影响

碳和氮作为主要的生源要素对维持海洋生态系的正常运转起着至关重要的作用,碳与氮的变化是相互耦合的且呈双向作用,为探讨海水无机碳与氮的相互作用规律,研究了室内模拟添加硝酸盐对海水无机碳体系pH、溶解无机碳(DIC)、HCO3-、二氧化碳分压(Pco2)的影响。结果表明,在室内培养的条件下,单纯添加硝酸盐(增加至原海水硝酸盐浓度的5-20倍)可引起培养体系浮游生物量的变化,但不能引起海水pH及DIC、HCO-3含量的明显变化,对DIC而言,其变化率仅仅在1%以内,但可导致海水Pco2的相对明显升高,其最终结果导致海水碳汇强度的减弱,碳源强度的增加。     

黄海、东海颗粒有机碳的分布特征及其影响因子分析

分析研究了2001年春季黄海、东海颗粒有机碳(POC),结果表明POC的浓度为2~3815μg/dm3,其平面分布呈现近岸高、远岸低的特点.海水表层POC浓度与三磷酸腺苷(ATP)呈显著的正相关,这表明2001年真光层POC主要是海洋生物源.对不同海区POC垂直分布的影响因素做了探讨:长江口附近受总悬浮颗粒物浓度的影响,POC呈现表层低、底层高的特征;陆架区POC的垂直分布是生物活动与水文条件(海水混合、层化)等因素共同作用的结果;在离岸较远的深水区,影响POC垂直分布的主要因素是大洋海水的性质.由海区4个周日连续站的观测结果得知黄海区POC的周日变化主要受生物周日活动的影响,而在东海区POC周日变化除了受生物周日活动影响外,还分别受到潮汐作用以及海水水团周日变化等因素的影响.     

青岛近海冬末春初海水碳酸盐体系的特征

通过在青岛近岸海域采集海水样品,测定了海水pH、总碱度(TA)、溶解无机碳(DIC)以及溶解钙离子,并根据这些参数计算了海水中的碳酸氢根、碳酸根等分量以及海水二氧化碳分压(pCO_2)、碳酸钙饱和度等参数。各站点海水pH范围为8.09~8.18,平均8.13;TA范围为2309~2345(mol/kg,平均2325(mol/kg;DIC范围为2158~2200(mol/kg,平均2180(mol/kg;海水中溶解钙离子的浓度为0.3700~0.3732g/kg,平均0.3716g/kg。求得海水pCO_2范围为371~476(atm,平均415(atm;方解石和文石的饱和度范围分别为2.31~2.84和1.45~1.78,平均值分别为2.57和1.61。通过与温度、盐度进行比较,发现冬末春初青岛近岸海域海水总碱度、溶解无机碳和溶解钙离子具有较为均匀的特征,是冬季混合导致的结果。海水pH有一定的变化性,与营养盐和叶绿素a的关系显示,观测区西部已开始增强的生物生产使海水pH升高,pH是该季节影响海水pCO_2、碳酸钙饱和度等参数的主要因素。该季节青岛近海总体上表现为大气CO_2的弱源,但西部海区是大气CO_2的弱汇。