海水溶解無(wú)機(jī)碳原位測(cè)定儀的研制.pdf

1、海水溶解無(wú)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(shí)空分辨率低，無(wú)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(zhǎng)時(shí)間系列觀測(cè)是獲取高時(shí)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(cè)定儀的報(bào)道。本論文研制了原位DIC測(cè)定儀(In Situ Ana

2、lyzer of Dissolved Inorganic Carbon,ISA-DIC)，并在實(shí)驗(yàn)室、室外水池和海上對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)以分光光度法測(cè)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(cè)定Teflon AF2400管內(nèi)指示劑

3、溶液的pH，研制了ISA-DIC。所研制測(cè)定儀的重量為6.5 kg，功耗約4.1W。儀器測(cè)定單個(gè)樣品消耗指示劑溶液約80μL、鹽酸100μL，耗時(shí)6min。露天水池中10天的測(cè)試結(jié)果表明測(cè)定儀的精密度為±4.2μmol/kg，其測(cè)定結(jié)果與紅外吸收法（標(biāo)準(zhǔn)方法）的測(cè)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(hào)漂移。在三亞海域的原位海試實(shí)驗(yàn)中，ISA-DIC完全正常工作，獲得了31天的原位觀測(cè)數(shù)據(jù)，但準(zhǔn)確度

4、僅為23.7±27.7μmol/kg。
　　 (2)針對(duì)儀器存在的不足，對(duì)ISA-DIC的八通閥控制器及海水泵進(jìn)行改進(jìn)，并測(cè)試其性能。結(jié)果表明，ISA-DIC在實(shí)驗(yàn)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(shuō)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?，本論文成功研制了可用于實(shí)際海洋環(huán)境中海水DIC的長(zhǎng)時(shí)間系列