海洋懸浮粒子，海水中粒徑在幾微米至幾百微米之間、分散度不同的各種懸浮物質和膠體粒子。
基本介紹
- 中文名：海洋懸浮粒子
- 所屬學科：海洋學
為了研究其化學組成，通常用孔徑為0.45微米的過濾膜將其從海水中分離出來。海洋中懸浮物的總量估計約1016克，相當於平均海水濃度約(10～20)×10−9克/升。懸浮物包括有機組分和無機組分兩類：①有機組分。主要是生物殘骸、排泄物和分解物，由纖維素、澱粉等碳水化合物、蛋白質、類脂物質和殼質等所組成。②無機組分。包括石英、長石、碳酸鹽和黏土等來自大陸的礦物碎屑，在海水化學過程中所生成的矽酸鹽、鈣十字石碳酸鹽、硫酸鹽和水合氧化物等次生礦物，在生物過程中生成的矽骨架碎屑等生源物質。分布 海岸水體中的懸浮物，大都要沉降到海底。其沉降速率主要取決於顆粒的大小和幾何形狀。例如粒徑為2～20微米的球狀懸浮物，其沉降速率約為0.1～10米/天。在深度達3 650米的海域，從表層沉降到洋底要經過1～100年的時間。實際上，在沉降的過程中，它們經歷著溶解、沉澱、絮凝、離子交換、吸附和解吸等一系列的物理化學過程。這些過程對海水微量元素的含量分布起著重要的控制作用。圖1是典型大洋總懸浮物的斷面圖。圖2是海洋TSM(總懸浮物)粒子大小的體積分布圖，同時提出相應的粒子組成的類型和分布。含量和組成 1939年，K.卡勒首次利用丁鐸爾效應直接測量海水中懸浮物的含量；1953年，N.G.傑爾洛夫套用光學方法測定了太平洋、大西洋、印度洋、紅海和地中海的懸浮物的時空分布。結果表明海水中懸浮物的含量隨地理位置和季節而有很大的變化。懸浮物的含量，決定著海水的水色和透明度，還直接影響著海水的聲學性質和其他的光學性質。大洋中懸浮物含量只有幾微克/升，粒度微小，水色深藍；近岸和河口海區的懸浮物含量達到100毫克/升左右，而且顆粒較粗，水色多呈淺藍、綠以至於黃。大洋中的懸浮物，主要包括顆粒有機物、無鋁無機物和鋁矽酸鹽3類，其組成隨深度而變化：在表層的海水中，大部分懸浮物是有機物；在近底層的海水中，約一半的懸浮物為無鋁無機物。沿岸和河口的懸浮物，組成比較複雜，主要是來自大陸的無機顆粒和有機顆粒。離岸越遠，生物過程和化學過程中形成的成分（次生成分）越多。雖然在沿岸海水中無機組分和有機組分在深淺不同的水層的含量變化幅度比較大，但是平均起來，沿岸水體的含量稍多(見表)。海水中懸浮物的含量膠體粒子 海水中懸浮物的表面，能夠有選擇地吸附有機負離子，因而常荷負電（見海洋物理化學）。20世紀70年代初，人們發現海水中懸浮膠體粒子都帶負電荷。按膠體粒子帶電特性，水合氧化鐵等表面帶正電荷，水合氧化矽等黏土表面才帶負電荷。海水中膠體粒子都帶負電荷是因為其表面交換吸附了有機物之故；而且主要吸附了腐殖酸和胺基酸，可能以前者為主。這已被大量海水中膠體粒子的電泳實驗所證明。懸浮顆粒所攜帶的這些有機物，為細菌和其他微生物的繁殖提供了有利的條件。海水中懸浮粒子研究近些年來的最新發展是海水中膠體（粒子大小為1納米至10微米）或納米粒子（粒子大小為1～100納米）可用掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡等來觀察。其特徵是量子狀態和經典狀態的交叉和混合。1996年美國伍茲霍爾海洋研究所等10所大學和研究所聯合發表有關的研究成果，推薦了多種超濾裝置，特別是切向流超濾系統(CFF)及其在海洋化學上的套用，可以直接分離出無機的和有機的膠體。膠體（納米）化學與海洋化學相結合，形成海洋膠體化學和海洋界面化學，它們是21世紀海洋化學的一個發展前沿。海洋中膠體有機物(COC)的研究是其中的一個研究熱點。圖3是海洋中有機膠體的物理–生物–化學作用。推薦書目 張正斌,劉蓮生.海洋化學進展.北京:化學工業出版社,2005. RILEYJP,CHESTERR.ChemicalOceanography:Vol.7.2nded.London:AcademicPress,1978.
