海水总碱度原位测定仪的改进及性能测试

摘要

总碱度(Total Alkalinity，TA)是海水碳酸盐体系的四大参数之一，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表征海洋中一些物理、化学、生物过程的重要数据之一。目前主要依靠测定离散样品获得海水TA数据，由此得到的数据时空分辨率低，无法满足当前海洋科学研究的需求。采用原位仪器进行长时间观测是获取高时间分辨率TA数据的最佳手段。目前有关TA测定仪器尤其是原位测定仪器的报道较少。本论文在原有的原位总碱度测定仪(In SituAnalyzer for Total Alkalinity，ISA-TA)的基础上对其进行改进，并在实验室和室外水池中对其进行性能测试。主要的研究内容和结果如下:
　　1、在课题组原有ISA-TA的基础上，采取在流路中串联在线CO2去除器、增加海水泵泵管的壁厚、更换试剂泵、优化实验参数和采用单点校正方法等措施，提高了ISA-TA的性能。
　　2、实验室测试结果表明，改进后仪器性能得到改善，主要体现在:(1)工作曲线的线性得到明显提高;(2)试剂泵由脉冲泵改为蠕动泵后，ISA-TA的精密度由±0.62μmol/kg(n=35)提升为±0.35μmol/kg(n=35);(3)采用单点校正法进行校正后，仪器的测定误差为-3.58～3.49μmol/kg，在一周内未见明显的漂移，大大提高准确度。
　　3、为期12 d的室外水池实验中，用ISA-TA测定标准海水，仪器测定得的TA值与标准TA值之间的符合程度为(-1.30±2.20)μmol/kg(n=12)。用ISA-TA测得的水池海水的TA值与人工采样后用标准方法测得的TA值之间的符合程度为(11.15±7.40)μmol/kg(n=12)，两者相差较大，具体原因有待进一步验证。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 海水总碱度的定义及研究海水总碱度的意义

1．2．1 海水总碱度的定义

1．2．2 研究海水总碱度的意义

1．3 总碱度的测定方式、测定方法及仪器

1．3．1 测定方式

1．3．2 测定方法

1．3．3 测定仪器

1．4 课题的提出及研究内容

1．4．1 课题的提出

1．4．2 研究内容

第2章 海水总碱度原位测定仪的改进及实验室性能测试

2．1 原位测定仪的改进

2．2 原位测定仪的制作及组装

2．2．1 原位测定仪的结构及运行过程

2．2．2 原位测定仪各部件的选择

2．2．3 电路及软件

2．2．4 水密外壳、水密接头及直流电源

2．2．5 原位测定仪的装配

2．3 原位测定仪的测定原理

2．4 改进后仪器性能的提高和温度对体积混合比γv的影响

2．4．1 改进后仪器性能的提高

2．4．2 温度对体积混合比γv的影响

2．5 实验部分

2．5．1 滴定剂的配制

2．5．2 运行程序的确定

2．5．3 体积混合比γv的测定

2．5．4 仪器的校正

2．5．5 仪器的长期稳定性

2．5．6 单点校正

2．6 改进前后仪器性能的对比

2．7 本章小结

第3章 原位测定仪室外水池性能测试

3．1 实验室准备实验

3．1．1 标准海水和滴定剂的配制

3．1．2 体积混合比γv的测定

3．1．3 仪器校正

3．2 室外水池实验

3．2．1 实验地点

3．2．2 实验过程

3．2．3 实验结果

3．3 本章小结

第4章 贡献与展望

4．1 本研究的贡献

4．2 本研究的不足和展望

攻读硕士学位期间发表的论文与专利情况

参考文献

致谢