不同二氧化碳分压环境近平衡状态下海洋碳酸盐溶解及沉淀动力学研究

论文摘要

本论文旨在利用free-drift开放反应系统,保持反应系统温度和二氧化碳分压（pCO2）恒定,研究人工海水中文石、方解石在近溶解、沉淀平衡状态下溶解、沉淀动力学过程,分析pCO2的变化对文石、方解石溶解和沉淀速率及其动力学方程的影响,探讨不同饱和度条件下文石和方解石之间溶解/沉淀速率的关系。绝大部分实验温度控制在25℃,为了探讨温度对溶解速率及其动力学的影响,小部分实验在15℃环境下进行。根据反应过程中,反应液碳酸盐碱度值随时间的变化,计算文石、方解石的溶解、沉淀速率。通过改变实验中通入CO2/N2混合气体的pCO2（0/300/3000ppm）,探讨pCO2对海洋中碳酸盐沉淀、溶解机制的影响。在相同的温度、pCO2、饱和度（Ω）条件下,如果Ω< 0.75,文石的溶解速率大于方解石;当Ω> 0.8时,方解石的溶解速率小于文石。温度和饱和度相同时,pCO2越高,文石和方解石的溶解速率越大,但对沉淀速率没有明显的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究历史
• 第二章 理论基础
• 2.1 海水中的碳酸体系
• 2.2 海洋中的碳酸钙矿物
• 2.3 海水中碳酸钙饱和度的计算
• 2.4 海水中碳酸钙溶解、沉淀形成的基本过程
• 第三章 实验材料与方法
• 3.1 模拟实验系统和流程
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 人工海水的配置
• 3.2.2 其他材料
• 3.3 样品分析测试
• 3.3.1 pH测试
• 2+滴定分析'>3.3.2 碱度和Ca²⁺滴定分析
• 3.3.2.1 器材和试剂
• 3.3.2.2 操作流程
• 3.4 数据的处理
• 3.4.1 碳酸体系的基本计算
• 3.4.2 碳酸盐碱度值随时间变化曲线的模拟
• 3.5 实验完成情况
• 第四章 结果
• 4.1 溶解实验
• 2、[CO₃^2-]随时间的变化趋势'>4.1.1 总碱度值、pH值、pCO₂、[CO₃^2-]随时间的变化趋势
• T和饱和度Ω之间的关系'>4.1.2 溶解过程中总碱度值A_T和饱和度Ω之间的关系
• 4.1.3 二氧化碳分压和温度对溶解度的影响
• 4.1.4 二氧化碳分压和温度对溶解速率的影响
• 4.1.5 二氧化碳分压和温度对溶解动力学方程的影响
• 4.2 沉淀实验
• T）、pH值、pCO₂、[CO₃^2-]随时间的变化趋势'>4.2.1 总碱度值（A_T）、pH值、pCO₂、[CO₃^2-]随时间的变化趋势
• 4.2.2 二氧化碳分压对沉淀速率的影响
• 4.2.3 沉淀动力学方程
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在攻读硕士学位期间发表的论文（包括已被录用待发表的）
• 致谢