华东师范大学816化学海洋学历年考研真题1315.docx

1、华东师范大学816化学海洋学历年考研真题1315华东师范大学2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：化学海洋学 科目代码：816 考试时间： 月 日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！）一、填空题或选择题1、海水中含量最高的元素是 H 和 O 。2、开阔大洋表层水盐度通常在 亚热带海域 （赤道海域、亚热带海域、亚极地海域）出现极大值。3、在现场大气压为101.325 kPa时，一定温度和盐度的海水中，某一气体的饱和含量称为该温度、盐度下该气体的 溶解度 。4、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，一般而言，风速约大，薄膜层厚度约 薄 ，海-气界面气体交换

2、通量越 大 。5、在海-气界面气体交换的薄膜模型中，气体分子的海-气净扩散通量与该气体分子的分子扩散系数有关，一般而言，水体温度的增加，分子扩散系数越 大 ；气体分子量越大，分子扩散系数越 小 。6、在全球海水碳储库中， DIC 的储量最多，其下依次是 DOC 、 和 POC 。（从DIC、DOC、POC、PIC中选择）。7、假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制，则温度升高时，pH值 降低 ；盐度增加时，pH值 增加 ；压力增加时，pH值 降低 ；Ca(Mg)CO3沉淀形成时，pH值 降低 。8、海洋硝化作用是指 在氧化性海水中，氨通过海洋细菌的作用被氧化成NO2-，并进一步被氧化为NO

3、3- ；海洋反硝化作用是指 在溶解氧不饱和的海水中，一些异氧细菌将NO3-作为电子接受体以代谢有机物，从而将部分NO3-还原为NO2-，并进一步还原为N2 。9、在不考虑N2的情况下，开阔大洋表层水的氮主要以 DON 形式存在，开阔大洋深层水的氮主要以 DIN 形式存在。（从DIN、DON、PIN、PON中选择）。10、判断题：利用CTD实测得某海水的盐度为32.02315。（ ）11、判断题：开阔大洋表层水中不含有难降解的DOM。（ ）二、问答题1、与硝酸盐和活性磷酸盐不同，开阔大洋硅酸盐的垂直分布并未在1000m左右水深处表现出极大值的特征，为什么？答案：由于蛋白石的溶解相对于有机物的降解

4、是一个比较缓慢的过程，因此溶解态硅酸盐的垂直分布没有像硝酸盐和活性磷酸盐一样在1000m水深附近产生极大值。12、试分析海水中CaCO3的溶解、颗粒有机物的再矿化这两个过程对海水中的TCO2和Alk将分别产生什么样的影响。答案：CaCO3溶解导致Alk增加，TCO2增加。 颗粒物再矿化时，Alk不变，TCO2增加。三、分析题1、下图为一些气体在海水中溶解度随温度的变化情况，从中您可得到什么信息。答案： （1）气体在海水中的溶解度一般随分子量的增加而增加； （2）气体在海水中的溶解度随温度的升高而降低。2、下图为北太平洋与北大西洋溶解氧的典型垂直分布图，请描述其分布特点，并解释成因。答案：（1）

5、5001000m存在溶解氧极小值；（2）深水中相对较高的溶解氧；（3）北太平洋深层水溶解氧明显低于北大西洋。中层溶解氧极小值是有机物氧化分解与富含O2冷水的平流输送之间平衡的结果。在大西洋、太平洋和印度洋，表层至900m深度区间，南极中层水（AAIW）的入侵可明显看出。北大西洋深层水（NADW）是高溶解氧海域，从60 N的表层2000m向南至南大西洋3000m均存在溶解氧极大值。这些NADW在向太平洋、印度洋的北向输送过程中逐渐损失O2。南极底层水的形成也导致了南大洋高的溶解氧。3、下图为北太平洋与北大西洋文石的垂直分布图，请描述其分布特征，并简单阐述其成因。答案：大洋表层水对于文石是过饱和的

6、，过饱和约4倍。随着深度的增加，文石的过饱和程度逐渐降低，直至其跨过的线。在太平洋水深200-400m，文石已成为不饱和。至深层海洋，文石在深海水中是不饱和的，其原因可能在于温度的降低、压力的升高及有机物的氧化等所致。另外，太平洋水体文石的饱和程度小于大西洋。原因在于太平洋深层水比大西洋深层水具有低的CO32-离子浓度（即高的CO2含量），换句话说，太平洋深层水更具腐蚀性。这是因为海洋环流与生物活动共同作用的结果：太平洋深层水年龄“老”于大西洋，因而它包含了更多由有机物再矿化所产生的CO2，从而降低CO32-离子浓度。4、下图为北大西洋与北太平洋总碱度的垂直变化，请描述其分布特征，并简述其成因

7、。答案：太平洋表层水的Alk低于大西洋，而深层水的Alk高于大西洋。表层水的差异主要是因为大西洋由蒸发导致的高盐度，深层水的差异原因在于太平洋水年龄更老，其累积了更多由CaCO3溶解所释放的CO32-。 5、下图为南大洋表层水中硅酸盐与硝酸盐随纬度的变化情况，请比较二者的分布有何共同点与不同点，为什么？答案：硅藻吸收上层水体的的硅酸盐是非常有效的，在40 50 S的海域，硝酸盐浓度较高，但硅酸盐浓度仍接近于0，说明这些海域硅酸盐浓度限制着浮游植物的生长。在55 S以南，硝酸盐浓度和硅酸盐浓度均比较高，这是因为存在亚极地上升流和生物吸收速率低所共同形成的，这些海域浮游植物的生长被认为受光、低温度

8、及痕量营养盐如Fe等所限制。6、下表为用沉积物捕集器于北太平洋环流区不同深度得到的颗粒物各组分百分含量的垂直变化，试用图形与简单文字描述出各组分的垂直变化特征，并计算出各层位有机物的C/N比，简单阐述C/N比垂直变化的产生原因。深度（m）碳酸盐有机物OCN（%总重量）（%有机组分）37835.159.552.36.897872.116.245.15.7277868.414.045.44.9428071.610.748.95.3558261.413.544.35.4答案：随着深度的增加，有机物、OC、N组分的含量均有所降低，而碳酸盐含量由378m-978m有所增加外，随深度变化不大。原因在于有机

9、物的降解导致了有机物、OC、N组分的含量的降低，而碳酸盐的溶解速率要慢于有机物的降解，因此其随深度变化较小。 各深度C/N比分别为：378 m: 8.97; 978m: 9.23; 2778m: 10.81; 4280m: 10.76; 5582m: 9.57。其垂直分布显示随深度增加而增加，至2778m后相对稳定。原因在于颗粒有机氮组分的降解速率快于有机碳组分。四、计算题1、假设某组分仅由河流输入海洋，其在河水中的平均浓度为2 mg/L，在开阔海洋混合层与深层水中的浓度分别为4 mg/L和16 mg/L，试计算该组分从混合层中以颗粒沉降迁出的份额及其在海洋中的平均停留时间（已知混合层与河水的

10、体积比为30；海洋水体周转一次的时间为1000 a）。答案：已知Cr=2 mg/L, Cs=4 mg/L; Cd=16 mg/L; ；Tmix=1000 a，由：得组分从混合层中以颗粒沉降迁出的份额（g）为：g=0.75.由混合层颗粒物迁出进入深层箱子的元素最终埋藏于沉积物的份额（f）为： = 0.0055该组分在海水中的停留时间为：1000/（fg）= 2.42105 a2、假设开阔大洋与沿岸海域浮游植物的Fe:C原子比分别为1:33000和1:3300，已知全球海洋的初级生产力为2.61015 molC/a，沿岸海域单位面积的初级生产力是开阔大洋单位面积初级生产力的4倍，且 沿岸海域面积是

11、开阔大洋面积的1/9，试计算沿岸海域与开阔大洋浮游植物每年吸收的Fe量。答案： 沿岸海域初级生产力 = 0.81015 molC/a；开阔大洋初级生产力 = 1.81015 molC/a沿岸海域浮游植物吸收的Fe = 242109 molFe/a；开阔大洋浮游植物吸收的Fe = 55109 molFe/a华东师范大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：化学海洋学 科目代码：816 考试时间： 月 日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！）一填空题1.在海水中，浓度大于0.05 mmol/kg的元素为常量元素，海水中的11中常量元素是：阳离子：Na+

12、、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+阴离子：Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32-)、F-分子：HBO32.海水中，与海洋生物生长密切相关的元素称为营养盐：主要营养盐：N、P、Si微量营养盐：Mn、Fe、Cu、Zn3.实用碱度（PA）是碳酸碱度，硼酸碱度，水碱度之和4. 盐度的原始定义: 一千克海水中，所有碳酸盐转化为氧化物，溴、碘以氯置换，所有的有机物被氧化之后所含全部固体物质的总克数。单位为克/千克，符号为S5. 浮游植物光合作用中被吸收，与碳、氧等为构成生物体基本元素。有较为恒定的吸收比（C:N:P:O=106:16:1:276）。6. 总氮（TN）, 颗粒氮（PN）, 溶解

13、氮（DTN）, 溶解无机氮（DIN）, 溶解有机氮（DON）7. 总磷（TP）, 颗粒磷（PP）, 溶解磷（DTP）, 溶解无机磷（DIP）, 溶解有机磷（DOP）8.海水中无机配位体重要有：9.海水中有机配位体大部分含有羧基，氨基，羟基官能团10.影响海洋初级生产力的主要因素是光照（温度），营养盐，微量元素等二简答题1.盐度答：在1 kg海水中，将所有的碳酸盐转变为氧化物，所有的溴和碘为等摩尔的氯所取代，且所有有机物被氧化以后，所含全部固体物质的总克数。单位：g/kg， 以符号S表示。2. 氯度答：在1 kg海水中，当溴和碘为等摩尔的氯所取代，所含氯的克数。单位：g/kg，以符号Cl表示。3

14、. CaCO3和MgCO3沉淀的形成与溶解对海水pH值的影响?答：4.海水pH值空间变化的原因？答： 答：A浅层水观察到由生物光合作用导致的pH极大值，生物的光合作用会迁出水体中的CO2，导致pH值增加； B随深度的增加，pH值逐渐降低，至1000m左右出现极小值，该区间的降低是由于生源碎屑的氧化分解所导致。pH值的极小值所处层位与DO极小值和pCO2极大值所处层位相同。C深层水中pH值的增加来自CaCO3的溶解。5.氮的生物吸收和有机物再矿化过程中溶解无机氮的释放对总碱度的影响？答：海洋生物吸收硝酸盐伴随着OH-的产生，因而总碱度增加，每吸收1 mol的NO3-，海水总碱度增加1mol；海洋

15、生物吸收氨盐伴随着H+的产生，海水总碱度降低；尿素的吸收对总碱度没有影响。生源有机物再矿化过程对海水总碱度的影响与上述氮的生物吸收刚好相反。6. 在图中指出CaCO3的饱和深度、溶解跃层与补偿深度答：A是CaCO3的饱和深度B是CaCO3的溶解跃层C是CaCO3的补偿深度6.BOD的定义答：在有氧环境中，由微生物分解1 dm3水中的有机物所需要消耗氧量，通常以mg O dm3表示。7.COD的定义答：在一定条件下，氧化1 dm3水体中的还原物质所需要消耗氧的量，以mg O dm3表示。8. 赤潮的危害有哪些？答：a危害近海水产养殖和捕捞业；b分泌黏液，导致鱼、虾、贝窒息死亡；c赤潮生物带有毒素

16、，毒害海洋生物；d缺氧引起虾、贝大量死亡；e损害海洋环境；f危害人体健康；g影响海洋旅游业9. 石油污染对海洋的危害有哪些？答：a 油膜阻碍阳光进入水体，抑制浮游植物光合作用；b 油膜阻碍氧气进入水体，使海水缺氧；c油污染物的降解和分解，消耗大量溶解氧；d使海兽、海鸟失去游泳和飞行的能力；e油污染物使海洋生物中毒、死亡；f油污染物中的致癌物质在海洋生物体内富集，通过食物链危害人体健康；g破坏海滨风景区和海滨浴场。10. 缺氧水的化学特征答：A 反硝化作用在缺氧水中，由于微生物作用，NO3N 还原为NO2N ，再进一步还原为NH3或N2，使NO3N 消失。B SO42-被还原为H2S当海水中NO

17、3-和NO2-被耗尽时，在硫酸盐还原菌的作用下，有机物以SO42-作为氧化剂（电子受体）氧化分解，而SO42-被还原为H2SC 氧化还原电位低Eh降低导致有机物分解速度减慢，有机物倾向于积累。在缺氧区和底层沉积物中，厌氧菌大量繁殖。变价元素以低价态存在。有机物的积累导致了金属有机络合物的大量形成，使硫化物沉淀的形成推迟，金属离子的溶解度增大（增溶作用）。11. 营养盐再生答：在真光层内，营养盐经生物光合作用被吸收，成为生物有机体组成部分。生物体死亡后下沉到真光层以下，有机体分解、矿化，营养元素最终以无机化学形式返回到海水中的过程为营养盐再生12. 富营养化答：富营养化是水体老化的一种现象。由于

18、地表径流的冲刷和淋溶，雨水对大气的淋洗，以及废水、污水带有一定的营养物质向湖泊和近海水域汇集，使得水体的沿岸带扩大，沉积物增加，N、P 等营养元素数量大大增加，造成水体的富营养化。13. 赤潮答：赤潮在国际上也称作有害藻类（HAB），是指在一定的环境条件下，海洋中的浮游微藻、原生动物或细菌等在短时间内突发性链式增殖和聚集，导致海洋生态系严重破坏或引起水色变化的灾害性海洋生态异常现象。14.富集因子答：15. 指出以下图中元素的分布所属分布类型及该种分布类型形成的原因答：这些元素在上层水被浮游生物吸收，生物死亡后，部分在上层水体再循环，另有部分通过颗粒沉降输送至中深层。进入中深层水体的颗粒物发生

19、再矿化作用，这些元素重新回到水体中，由此形成表层低而中深层高的分布。16. 指出以下图中元素的分布所属分布类型及该种分布类型形成的原因答：（1）大气输送进入海洋，如Pb。Pb主要通过人类燃烧含Pb汽油进入大气，并被大气气溶胶颗粒所吸附，其后颗粒态Pb主要通过降雨输送进入海洋表层。（2）由河流输送或由陆架沉积物释放，而后通过水平混合进入开阔大洋，形成表层或次表层极大值（Mn）。（3）生物过程导致的氧化还原反应会使还原态金属元素在表层或次表层出现极大值，例如Cr(III)、As(III)、I-。 16. 海水中有机配体重要有哪些分类答：17. 金属有机配位体的环境效应答：容存与迁移效应，改变金属的

20、生物毒性，增溶作用18.汞的生物甲基化作用20. 什么是海洋腐殖质？答：海洋腐殖质是海洋生物的代谢产物、死亡后残留物的简单成分或分解作用的中间产物（如糖类、氨基酸、酚类、类脂物等），在微生物和其它自然条件作用下，经过化学和生物化学的合成作用，而形成的一类性质稳定、不易分解，高分子量较高，结构复杂的有机物。21. 海洋腐殖质的分类答：腐殖酸将腐殖质溶于碱中，再酸化至pH2时析出沉淀的部分为腐殖酸。吉马多美朗酸是HA的可溶于醇的部分。富里酸在碱中溶解，酸化后亦溶解的部分为富里酸。胡敏素是腐殖质在碱和酸中都不溶解的部分。22. 溶解有机碳（DOC）答：通过一定的孔径过滤器材如玻璃纤维滤片（如GF/F

21、，0.7 m）或银滤器（0.45 m ）的海水中所含有机物中碳的量。23. 颗粒有机碳（POC）答：由一定的孔径过滤器材如GF/F（ 0.7m）或银滤器（ 0.45 m ）所截留的颗粒物中有机碳的量，包括海洋中有生命和无生命的颗粒物质。24. “初级生产（primary production）”答：是指含叶绿素a的植物通过光合作用将无机碳转化为有机碳，同时将光能转化为化学能贮存于有机物中的过程。25. “初级生产力（primary productivity）”答：是单位时间内单位体积或单位面积水体生产有机碳的量。单位为“mg C m3 d1（h1，y1）”或“mg C m2 d1（h1，y1）

22、”。26. 什么是“新生产”？“新生产（new production，NP）”是真光层以外（如从深层水、大气和陆地）输入的营养盐导致的初级生产论述题1. 水的特殊性质及意义?答：（1）异常高的冰点与沸点，导致其高的热容量：水所具有的高热容量对于维持地球的气候与生命具有重要意义。（2）异常的密度变化：对于中纬度地区水中生物的生存具有重要意义。（3）水是极好的溶剂：对于物质的输运与转移具有重要意义（4）水中盐分的增加导致冰点的降低以及达到最大密度的温度降低：减少海洋冰封的可能，保护海洋生态（5）水中盐分的增加导致渗透压增加使海洋生物几乎不用耗费多的能量来维持体内与海水之间的盐浓度平衡。2. 海洋二

23、氧化碳碳酸盐体系的重要性?答：（1）在天然海水正常pH范围内，其酸碱缓冲容量的95%是由二氧化碳碳酸盐体系所贡献。在几千年以内的短时间尺度上，海水的pH主要受控于该体系。(2)海水中总CO2浓度的短期变化主要由海洋生物的光合作用和代谢作用所引起，研究海洋它可以获得有关生物活动的信息。(3)海洋中碳酸钙沉淀与溶解的问题也有赖于对海洋二氧化碳碳酸盐体系的了解。(4)大气CO2浓度对地球气候有重要的影响，海洋二氧化碳碳酸盐体系是调节大气CO2浓度的重要因子之一。(5) 海洋CO2储库比大气CO2储库大得多，影响海洋碳储库变化的各种过程的微小变化，有可能对大气CO2产生明显影响。(6)人类活动明显地增

24、加了大气CO2的浓度，海洋在调节大气CO2的增加中起着重要作用。3. 海洋具备大量吸收大气CO2的潜力有两方面理由?答：（1）溶解于海水中的CO2气体可通过与CO32-的反应，使其溶解度得到很大的提高，这一反应的平衡常数很大，因此进入海洋的CO2将被快速地转化为HCO3-： CO3 2- +H2O+CO2 HCO3-（2）进入海洋的碳最终将通过海洋生源颗粒有机物和CaCO3的沉降从表层输送进入深海，并通过水体的层化作用将再矿化产生的CO2储存于深海水中。4. 计算深层水AOU时如何校正？答：选择保守气体Ar进行校正。原因：Ar是惰性气体，在下沉过程中不会有非保守性转移，即不参与生物和化学过程。

25、Ar与O2有相近的溶解特性。温度等物理因素对于Ar与O2溶解度的影响近乎相同，气泡潜入影响也相近。根据Ar的现场测定结果，求出O2的原始含量，即下沉前的含量。cAr* cAr = cO2* cO2cAr*、cO2*分别为现场条件（位温和盐度）下Ar和O2的溶解度；cAr为Ar的实测值（气相色谱）；cO2为根据Ar进行校正所得的O2的原始浓度。氧的实际消耗量为5. 利用海水氧化还原电位通过计算解释海水中为什么氯的稳定存在形式是氯离子？已知：海水温度为25摄氏度，PH值为8.1,氧化还原电位为0.74伏特答：6. 影响海水常量组分组成非恒定性的因素?答：（1）河口区：河水输入对区域恒比规律有一定影

26、响（2）缺氧海盆：导致海水中的SO42-/Cl-非常低，偏离恒比规律。（3）海冰的形成：导致盐卤水常量组分比值偏离恒比规律。4）矿物的沉淀与溶解：导致海水中Ca/Cl比值的变化。（5）海底热液的输入：（6）与盐卤水的混合（7）海-气界面物质的交换（8）沉积物间隙水的影响：华东师范大学2013年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：化学海洋学 科目代码：816 考试时间： 月 日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！）一、选择题1.海洋化学和化学海洋学都是海洋科学的二级学科，化学海洋学的母体学科为（ ）A. 化学 B. 海洋学 C. 海洋科学导论 2. 海水主要

27、溶解阳离子中， 的保守性最差。A. Sr B. Na C. Ca D.Mg3.下列元素中，在海水中含量最高的是（ ）A.Cl B.Na C.Ca D. Br 4. 根据溶解氧的分布规律，下列各大洋溶解氧的平均浓度最高的是（ ）。A. 太平洋 B.印度洋 C.大西洋 5.不同化学形态的重金属元素的生物毒性是不同的，有机形态的生物毒性远大于其无机形态的重金属元素为（ ）A. Cu B.Fe C.Zn D.Hg二、填空题1.海洋中的溶解氧主要消耗过程有 、 和 。2.海水无机化合氮中的三氮是 、 、 ，主要以 存在。3.海水中的有机物质按粒径可分为三类： 、 和 。4.海水中的总碳酸盐应为 、 、

28、三者之和。5.大约超过10%的世界海洋表面海水，其主要的植物生长营养盐以及光照是充足的但浮游植物的量是很低的，呈现 现象，经过研究证实此海区缺少 元素限制了浮游植物的生长。三、简答题1. 海水盐度和氯度的定义？两者之间的关系？ 2.物质在海水-大气界面上通量如何计算？主要影响因子有哪些？3什么是海水缓冲容量？pH=8左右，海水海水缓冲容量实测值为多少？与计算值相比如何，为什么？4什么是营养盐再生？5.简述金属有机络合物生成的环境效应。6.什么是新生产？试说明其意义。四、问答题1海水中微（痕）量元素垂直分布类型有哪些？试举例。2大洋海水中溶解氧的垂直分布特征是怎样的？形成原因是什么？3. 大洋海水溶解有机物（DOC）和颗粒有机物(POC)何者为主？DOC和POC的垂直分布有何特点，为什么？五、绘图说明题1.试绘出温带海区夏季磷酸盐和硅酸盐的垂直分布图，并分别说明特征及形成原因。六 论述题1. 试表述海洋重金属的生物地球化学过程和循环。2. 对下图进行描述并作适当分析。