海水總堿度原位分析儀的研制.pdf

1、海洋碳循環(huán)和海洋酸化研究是當(dāng)前海洋科學(xué)研究的熱點(diǎn)?？倝A度(TotalAlkalinity，TA)是表征海水碳酸鹽系統(tǒng)4個(gè)參數(shù)之一，高時(shí)空分辨率的TA數(shù)據(jù)是研究海洋碳循環(huán)和海水酸化以及其它海洋生物地球化學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。利用原位儀器進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間系列的觀測(cè)是獲取高時(shí)間分辨率TA數(shù)據(jù)的最佳手段，然而至今仍未見(jiàn)原位TA測(cè)定儀器的研究報(bào)道。針對(duì)此現(xiàn)狀，本論文嘗試研制原位TA分析儀(InSituAnalyzerforseawaterTotalAl

2、kalinity，ISA-TA)，并在實(shí)驗(yàn)室、室外水池及海上現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)ISA-TA基于單步滴定-分光光度法測(cè)定pH的原理。采用八通閥切換流路的技術(shù)使海水和滴定劑(鹽酸和酸堿指示劑-溴甲酚綠的混合溶液)以固定不變的比例混合，實(shí)現(xiàn)單步滴定。滴定完成后，用帶有十字形流通池的自制分光光度計(jì)測(cè)定混合溶液的pH。性能測(cè)試結(jié)果表明，ISA-TA在實(shí)驗(yàn)室恒溫條件下的精密度為±1.0μmolkg-

3、1(n=44)，在室外水池中的精密度為±0.8μmolkg-1(n=48);在7d和32d的水池實(shí)驗(yàn)中，ISA的準(zhǔn)確度分別為5.5±2.1μmolkg-1(n=6)和8.9±4.7μmolkg-1(n=54);在31d的三亞海試中，ISA-TA可正常工作，可能由于采樣等原因，準(zhǔn)確度僅為23.8±12.8μmolkg-1(n=53)。這些結(jié)果證明ISA-TA具有良好的精密度，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的海上觀測(cè);
　　 (2)針對(duì)上述工作中發(fā)現(xiàn)

4、的不足，對(duì)ISA-TA的八通閥控制器、流通池及海水泵進(jìn)行改進(jìn)，并測(cè)試其性能。結(jié)果表明，改進(jìn)后的ISA-TA在實(shí)驗(yàn)室恒溫條件下的精密度為±0.4～±0.9μmolkg-1(恒溫條件下)，在室外水池中的精密度為±0.8μmolkg-1(n=48);在31d的水池實(shí)驗(yàn)中，前12d的準(zhǔn)確度為-0.4±5.8μmolkg-1(n=17)，后期可能因?yàn)槿鋭?dòng)泵泵管的磨損導(dǎo)致測(cè)定偏差隨時(shí)間增大;在7d的三亞海試中，改進(jìn)后的ISA-TA完全正常工作，準(zhǔn)確