4.3.1海水中的溶解气体

海水中除含有无机盐和有机物外，还溶解有一些气体。因为海水表面与大气接触，必然会把大气中某些成分溶解在海水中，这些气体在海洋和大气之间不断进行交换，存在着动态平衡。

表层海水与大气接触，溶解有充足的氧气，氧气在两相之间存在近似的平衡。由于某种原因(升温、降温、生物活动等)而破坏这一平衡时，表层氧气会逸出或溶入而达到新的平衡。在几千米的深海中也不缺乏氧气，正是深海环流把表层的富氧水带到深层的结果。如果没有深海环流，仅表层水有充足的氧气而深层缺氧则海洋水会变成污水。

海水中的溶解氧含量与海洋生物活动有关，海洋植物在光合作用中放出氧气，进行呼吸作用时要消耗水中氧气。光合作用主要发生在深度不大的光合层，所释放的氧气与光照、生物密度和活动情况等有关，因此可以利用表层海水氧气的含量推测生物活动的情况。

近年来海洋与大气的交换作用受到重视，有的气体可以被海洋吸收，如CO2；而有的气体只能由海洋向大气输送，如CO。只有充分掌握海气交换的机理、交换速率等才有可能正确了解气体在地球上的循环过程。

海水中有些气体参加生物和化学的反应，例如CO2，O2等，有些则不参加反应，叫做保守气体，如惰性气体和氮气等。保守气体在海水的分布仅受海水物理过程的影响，相反，海水中的氧气除了受物理过程影响之外，还受到生物、化学过程的影响。因此，从氮气和氧气的分布差异可以了解海洋中氧气的生物化学过程。

海水中溶解气体以空气为主，因此在讨论气体溶解度之前先介绍空气的主要成分及分压。

一、空气的主要成分和分压

空气成分有不变成分和可变成分之分(表4-3，表4-4)。不变成分中除了CH4和N2O之外，其它气体的组成比例不随地理位置变化，铅直方向从地面到100km高处也无变化。CO2在地表上有较小的变化。另外，大气中还含有变动较大的水汽。水汽的含量随空气的温度及状况变化，通常用相对含量和绝对含量，即相对湿度和绝对湿度表示。

表4-3空气中不变成分的含量

表4－4空气中的可变成分含量(地面)

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