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1、第四章第四章pH、盐度和叶绿素盐度和叶绿素 一、一、pH海水是多组分电解质溶液体系海水是多组分电解质溶液体系由阳离子（碱性金属）、阴离子由阳离子（碱性金属）、阴离子（强酸型、弱酸型）组成（强酸型、弱酸型）组成由由于于阳阳离离子子的的水水解解作作用用，海海水水呈呈弱碱性，弱碱性，pH值变化幅度不大。值变化幅度不大。大洋海水：大洋海水：8.0-8.5表层水：表层水：8.10.2深层水：深层水：7.8-7.5近岸海区和河口：近岸海区和河口：7.0-8.0pH的作用：的作用：研研究究CO2体体系系最最重重要要的的物物理理量量，计计算算CO2分分量量。认认识识各各种种海海洋洋动动植植物物的的生生活活环环
2、境境，掌掌握握海海洋洋动动植植物物的的生生长长繁繁殖殖规规律律。pH直直接接影影响响海海洋洋中中各各种种元元素素存存在在形形态态及及反反应应过过程程，是是海海洋洋化化学学研研究究的的重重要要参参数数之之一。一。影响影响pH的因素：的因素：温度：温度：T上升，上升，pH下降。下降。因海水中弱酸电离常数随因海水中弱酸电离常数随T升高而升高。实验升高而升高。实验室测定水样室测定水样pH值的温度与现场温度不同，因此值的温度与现场温度不同，因此需要进行校正。需要进行校正。下标下标t2现场水温，现场水温，t1水样测定时水温水样测定时水温温度效应系数（可查表）温度效应系数（可查表）压压力力：海海水水静静压压
3、增增加加，pH下下降降。因因为为碳碳酸酸的的离离解度随深度增加而增加。通常也须校正：解度随深度增加而增加。通常也须校正：式中，式中，pHP海水静水压力下的海水静水压力下的pH值值pH1压力为压力为1atm下的下的pH值值P海水静水压力海水静水压力盐盐度度：盐盐度度升升高高，离离子子强强度度也也升升高高，碳碳酸酸的的电电离离度度下下降降，氢氢离离子子活度下降，所以活度下降，所以pH升高。升高。因为因为CO2平衡如下：平衡如下：生生物物活活动动：因因为为光光合合作作用用消消耗耗CO2，使使平平衡衡左左移移，H+浓浓度度下下降降，pH升升高高；而而生生物物呼呼吸吸作作用用或或有有机机物物的的分分解解
4、则则产产生生CO2，使使平平衡衡右右移移，H+浓度上升，pH下降。下降。在在夏夏季季，白白天天表表层层海海水水光光照照升升高高，浮浮游游植植物物的的光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用或或有有机机物物分分解解作作用用，pH升高；升高；到到了了晚晚上上，没没有有光光照照，光光合合作作用用为为0，呼呼吸吸或分解作用照样进行，故或分解作用照样进行，故pH下降。下降。控制控制pH值的因素：值的因素：海洋大气的海洋大气的CO2交换交换天然海水中各种离子对缔合平衡天然海水中各种离子对缔合平衡多相体系平衡多相体系平衡pH值测定值测定：1、电极与电极与pH计插孔相连计插孔相连接电源接电源开机开机预热预热20分钟分
5、钟2、pH值校正值校正 选择开关选择开关pH 温度补偿温度补偿标准缓冲液的温度标准缓冲液的温度 斜率斜率100%即达最大即达最大 电极插入电极插入pH7的标准缓冲溶液的标准缓冲溶液 摇动瓶子摇动瓶子平衡后从表中查缓冲液平衡后从表中查缓冲液 测定温度下测定温度下pH值值调调“定位定位”至仪至仪 器显示该器显示该pH值值取取出出电电极极、清清洗洗、擦擦干干插插入入pH4或或9的的标标准准缓缓冲冲溶溶液液平平衡衡后后从从表表中中查查缓缓冲冲液液测测定定温温度度下下pH值值调调“斜斜率率”至仪器显示该至仪器显示该pH值值如如果果需需要要保保证证精精度度，可可重重复复数数次次上上述述步步骤骤，校校正正完
6、完毕毕后后，“定定位位”和和“斜率斜率”旋钮就不能更动。旋钮就不能更动。3、水样测量水样测量校正后，取出电极洗静、擦干校正后，取出电极洗静、擦干调调“温度补偿温度补偿”至待测水样的温度至待测水样的温度电电极极插插入入待待测测水水样样，摇摇动动，平平衡衡后后，仪仪器器显显示示的的pH值值即即为为水水样样pH值值测测量量完完毕毕，取出电极清洗，再用。取出电极清洗，再用。4、结果计算结果计算pHwpHm（tmtw）tw水样现场温度水样现场温度tm水样测量温度水样测量温度校正系数校正系数二、二、盐度盐度海水盐度海水盐度是海水重要的基本特征之一是海水重要的基本特征之一是海洋水文、海洋生物和海洋地质是海洋
7、水文、海洋生物和海洋地质研究的重要指标研究的重要指标是海水物理化学性质的参数。是海水物理化学性质的参数。水生生物对水环境含盐量的忍耐性、水盐代水生生物对水环境含盐量的忍耐性、水盐代谢和渗透压的调节性有很大区别。大致可分谢和渗透压的调节性有很大区别。大致可分为二类：为二类：狭盐性生物狭盐性生物：对盐度变化敏感，只能生活在盐：对盐度变化敏感，只能生活在盐度稳定的环境中。深海和大洋生物是典型的度稳定的环境中。深海和大洋生物是典型的狭盐性生物。狭盐性生物。广盐性生物广盐性生物：对盐度变化有很大的适应性，能：对盐度变化有很大的适应性，能忍受盐度的剧烈变化。沿海和河口海区的生忍受盐度的剧烈变化。沿海和河口
8、海区的生物以及洄游动物属广盐性生物。物以及洄游动物属广盐性生物。不同海区动物种类的丰歉程度与盐度高低相关不同海区动物种类的丰歉程度与盐度高低相关。盐度的变动，通常伴随着物种数量的减少。如：盐度的变动，通常伴随着物种数量的减少。如：地中海地中海 S=38 S=38 鱼类鱼类 549549种种 黑黑 海海 S=17 S=17 鱼类鱼类 121121种种 亚速海亚速海 S=11 S=11 鱼类鱼类 84 84 种种盐度变化影响动物的形态、生长和发育盐度变化影响动物的形态、生长和发育。如：。如：紫贻贝在紫贻贝在S=15 S=15 海水中生长，体长海水中生长，体长110mm110mm 在在S=12 S=
9、12 海水中生长，体长海水中生长，体长 27mm 27mm 比目鱼比目鱼 在北海在北海 生长生长3 3年，体长可达年，体长可达21cm21cm 在波罗的海生长在波罗的海生长6 6年年,体长才达体长才达21cm21cm盐度定义盐度定义：1千千克克海海水水中中所所有有的的溴溴化化物物和和碘碘化化物物被被等等摩摩尔尔的的氯氯化化物物取取代代，所所有有的的碳碳酸酸盐盐全全部部转转化化为为氧氧化化物物后后所所含含的的固固体物质的总克数。体物质的总克数。单位：单位：g/Kg，用，用表示表示符号：符号：S海水的总含盐量盐度海水的总含盐量盐度0.45%S盐度测定方法：盐度测定方法：盐度计盐度计比重计比重计光学
10、折射仪光学折射仪氯度滴定氯度滴定按定义测定海水盐度，较准确，但操按定义测定海水盐度，较准确，但操作复杂，需时长。根据大洋海水主要成分作复杂，需时长。根据大洋海水主要成分恒比关系，只要测定其中一个主要成分含恒比关系，只要测定其中一个主要成分含量就可反映溶解物总量的大小，所以采用量就可反映溶解物总量的大小，所以采用氯度。氯度。氯度定义：氯度定义：1千千克克海海水水中中，当当溴溴和和碘碘被被等等摩摩尔的氯取代后所含的氯的克数。尔的氯取代后所含的氯的克数。用用Cl表示。表示。盐度与氯度之间关系式：盐度与氯度之间关系式：S0.030+1.8050Cl（适用于大洋）适用于大洋）1966年联合国统一规定：年
11、联合国统一规定：S1.8050Cl一般海水，精密度要求一般海水，精密度要求0.02，物，物理海洋学作为计算海水密度、研究水理海洋学作为计算海水密度、研究水团运移等用途；团运移等用途；河口海区，精密度只要河口海区，精密度只要0.1。氯度的测定氯度的测定：银量法银量法1AgNO3标定标定标标准准海海水水15mL双双份份烧烧杯杯玻玻璃璃转转子子2ml荧荧光光黄黄钠钠盐盐指指示示剂剂开开动动搅搅拌开关拌开关AgNO3粉红色（终点）粉红色（终点）2水样测定水样测定：与标定方法同。与标定方法同。注意事项：注意事项：1注意安全，爱护公物，小心使用电、注意安全，爱护公物，小心使用电、试剂和实验器材；试剂和实验
12、器材；2吸耳球、洗瓶和移液管架在桌吸耳球、洗瓶和移液管架在桌上的箱子内，实验结束后将实验上的箱子内，实验结束后将实验器材放在原来位置上；器材放在原来位置上；3不浪费试剂和蒸馏水；不浪费试剂和蒸馏水；4使用硝酸银时要小心，不能将硝酸银溶液使用硝酸银时要小心，不能将硝酸银溶液滴在地上或衣服上，粘在手或衣服上会变黑；滴在地上或衣服上，粘在手或衣服上会变黑；5移取、滴定样品和试剂时要小心，保证在移取、滴定样品和试剂时要小心，保证在操作过程中没有损失；操作过程中没有损失；6读数力求准确；读数力求准确；7滴定时尽量使前后两个样品颜色相近；滴定时尽量使前后两个样品颜色相近；8查表时不能用笔在表上划；查表时不
13、能用笔在表上划；9记录表上要写上样品号，即水样瓶上的编记录表上要写上样品号，即水样瓶上的编号；号；器皿应干净，其内壁应能被水均匀的润湿而无器皿应干净，其内壁应能被水均匀的润湿而无水的条纹，且不能挂水珠水的条纹，且不能挂水珠实验中常用的烧杯、锥型瓶、量杯等一般的玻实验中常用的烧杯、锥型瓶、量杯等一般的玻璃器皿，可用毛刷蘸去污粉或合成洗济粉刷洗，璃器皿，可用毛刷蘸去污粉或合成洗济粉刷洗，再用自来水冲洗干净，然后用蒸馏水或去离子再用自来水冲洗干净，然后用蒸馏水或去离子水润洗水润洗2-32-3次。次。滴定管、移液管、容量瓶等具有精确刻度的仪滴定管、移液管、容量瓶等具有精确刻度的仪器，用以下洗剂液，铬酸
14、有毒，少用。合成洗器，用以下洗剂液，铬酸有毒，少用。合成洗济剂或洗衣粉。济剂或洗衣粉。比色皿：比色皿：HClHCl-乙醇、合成洗济剂、铬酸洗液。乙醇、合成洗济剂、铬酸洗液。思考题思考题：什么是海水的盐度？：什么是海水的盐度？哪些影响因素？哪些影响因素？海海海海洋洋洋洋中中中中增增增增盐盐盐盐的的的的因因因因素素素素有有有有蒸蒸蒸蒸发发发发、结结结结冰冰冰冰、高高高高盐盐盐盐的的的的平平平平流流流流、与与与与高高高高盐盐盐盐海海海海水水水水的的的的混混混混合合合合、含含含含盐盐盐盐沉沉沉沉积积积积物物物物的的的的溶溶溶溶解解解解等等等等。减减减减盐盐盐盐的的的的因因因因素素素素包包包包括括括括降
15、降降降水水水水、融融融融冰冰冰冰、低低低低盐盐盐盐的的的的平平平平流流流流、与与与与低低低低盐盐盐盐水水水水的的的的混混混混合合合合、陆陆陆陆地地地地上上上上的的的的淡淡淡淡水水水水流流流流入入入入等等等等。所所所所有有有有这这这这些些些些因因因因素素素素在在在在不不不不同同同同时时时时间间间间、不不不不同同同同地地地地点点点点，它它它它们们们们的的的的相相相相对对对对重重重重要要要要性性性性是是是是不不不不相相相相同同同同的的的的。对对对对大大大大洋洋洋洋来来来来说说说说，蒸蒸蒸蒸发发发发、降降降降水水水水、环环环环流流流流和和和和海海海海水水水水的的的的混混混混合合合合最最最最为为为为重重
16、重重要要要要。在在在在高高高高纬纬纬纬度度度度的的的的寒寒寒寒带带带带海海海海区区区区，结结结结冰冰冰冰和和和和融融融融冰冰冰冰对对对对盐盐盐盐度度度度的的的的影影影影响响响响很很很很大大大大。沿沿沿沿岸岸岸岸海海海海区区区区，尤尤尤尤其其其其是是是是河河河河口口口口海区，海区，海区，海区，盐盐盐盐度的度的度的度的变变变变化化化化则则则则取决于大取决于大取决于大取决于大陆陆陆陆径流。径流。径流。径流。1、海水为什么是咸的？、海水为什么是咸的？2、什么是海水的盐度？哪些影响因素？、什么是海水的盐度？哪些影响因素？3、海水盐度的研究意义？、海水盐度的研究意义？4、有哪些测定方法？、有哪些测定方法？思考题：思考题思考题：海水为什么是咸的？：海水为什么是咸的？海海海海水水水水之之之之所所所所以以以以咸咸咸咸，是是是是因因因因为为为为海海海海水水水水中中中中有有有有3.53.5左左左左右右右右的的的的盐盐盐盐类类类类，其其其其中中中中大大大大部部部部分分分分是是是是氯氯氯氯化化化化钠钠钠钠，还还还还有有有有少少少少量量量量的的的的氯氯氯氯化化化化镁镁镁镁、硫硫硫硫酸酸酸酸钾钾钾钾、碳碳碳碳酸酸酸
