海水溶解無機(jī)碳原位測定儀的研制.pdf

1、海水溶解無機(jī)碳(Dissolved Inorganic Carbon, DIC)是表征海水碳酸鹽體系的四大參數(shù)之一，也是海洋碳循環(huán)和海洋酸化研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前，海水DIC數(shù)據(jù)的獲取主要依靠科考船采集離散的樣品進(jìn)行分析，由此得到的數(shù)據(jù)時空分辨率低，無法滿足當(dāng)前海洋科學(xué)研究的需求。采用原位儀器進(jìn)行長時間系列觀測是獲取高時間分辨率海水DIC數(shù)據(jù)的最佳手段。目前仍鮮有DIC原位測定儀的報道。本論文研制了原位DIC測定儀(In Situ Ana

2、lyzer of Dissolved Inorganic Carbon,ISA-DIC)，并在實驗室、室外水池和海上對其進(jìn)行性能測試。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)以分光光度法測定pH的原理為基礎(chǔ)，采用八通閥切換流路的方式酸化海水，并以透氣性能良好的Teflon AF2400管制作二氧化碳平衡器，利用自制的以LED(Light Emitting Diode，LED)為光源的分光系統(tǒng)測定Teflon AF2400管內(nèi)指示劑

3、溶液的pH，研制了ISA-DIC。所研制測定儀的重量為6.5 kg，功耗約4.1W。儀器測定單個樣品消耗指示劑溶液約80μL、鹽酸100μL，耗時6min。露天水池中10天的測試結(jié)果表明測定儀的精密度為±4.2μmol/kg，其測定結(jié)果與紅外吸收法（標(biāo)準(zhǔn)方法）的測定結(jié)果之間的符合程度即準(zhǔn)確度為1.7士7.8μmol/kg，未觀察到顯著的信號漂移。在三亞海域的原位海試實驗中，ISA-DIC完全正常工作，獲得了31天的原位觀測數(shù)據(jù)，但準(zhǔn)確度

4、僅為23.7±27.7μmol/kg。
　　 (2)針對儀器存在的不足，對ISA-DIC的八通閥控制器及海水泵進(jìn)行改進(jìn)，并測試其性能。結(jié)果表明，ISA-DIC在實驗室的精密度為士2.5μmol/kg。在7天的三亞海試中，ISA-DIC完全正常工作，準(zhǔn)確度為8.9±15.5μmol/kg。這些結(jié)果說明，改進(jìn)后的ISA-DIC的性能得到明顯的改善，尤其是準(zhǔn)確度和可靠性?？傊菊撐某晒ρ兄屏丝捎糜趯嶋H海洋環(huán)境中海水DIC的長時間系列