海水总碱度走航分析系统的研制

【摘要】总碱度(TotalAlkalinity,TA)是海水缓冲能力的度量,也是海水碳酸盐体系四大参数之一。高时空分辨率的TA数据是研究海洋碳循环和海洋酸化以及其它海洋生物地球化学过程的基础数据之一。走航观测设备是获取高空间分辨率海水TA数据的最佳手段,但是现有的TA走航观测设备综合性能不佳、实际应用少,无法适应目前海洋科学研究的要求。为此本论文在课题组原有的自动化TA分析仪的基础上研制了走航TA分析系统(UnderwayMeasurementSystemforTotalAlkalinity),并于实验室和海上对其性能进行了相关测试。主要的研究内容和结果如下：(1)在原有的自动TA分析仪的基础上,增加水样快速恒温装置和在线气泡去除器,通过优化实验条件、改进仪器部件等方法,研制出走航TA分析系统。实验室测试结果表明,分析系统在6天里连续测定的精密度可以达到±1.5μmol/kg(n=7),未见明显漂移；恒温装置可以在6.5min内将水样温度由3.29～37.10℃恒定为25℃,使分析系统可用于水温不同的海区表层海水TA的走航测定。海上试验结果显示,分析系统可以在船上长时间连续工作,完全适应海船上的工作环境；测定频率为6.5min/样,可获得海水TA的高分辨率走航观测数据；滴定剂中BCG浓度过高所致的BCG沉淀析出以及蠕动泵管接头固定不牢引起的接头移动都会使系统的测定结果增大；分析系统在船上的测定结果与采样后在实验室用传统方法的测定结果之间存在较大的系统误差,约为15～19μmol/kg。(2)针对发现的问题,对分析系统的机箱、水样恒温装置、试剂恒温装置以及蠕动泵管与其它管路的连接方式进行了适当改进,并进行了性能测试。改进后的分析系统仅由自动TA分析仪以及水样和试剂恒温装置两个部分组成,具有结构紧凑、体积小、重量轻、便于携带和外观漂亮的特点。实验室测试结果表明,改进后的分析系统在4天里连续测定的精密度可以达到±1.89μmol/kg(n=3),未见明显漂移；与传统方法的符合程度为1.10±1.22μmol/kg(n=8),说明准确度得到明显提高。本论文成功地研制了可应用于实际海洋环境中表层海水TA的高频率走航观测的走航TA分析系统,其具有携带方便、精密度与准确度高、校正频次少的特点,但仍需更多的海上试验以验证其性能。
【作者】薛有惠；
【导师】李权龙；
【作者基本信息】厦门大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】海水总碱度；分光光度法测定pH；单点滴定；走航观测；

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