海水中文石溶解、沉淀速率及动力学研究

摘要

利用free-drift开放反应系统,在恒压力 (1×105 Pa)、恒温度 (25.0 ℃±0.2 ℃) 环境下,研究人工海水中近溶解、沉淀平衡状态时二氧化碳分压 (pCO2) 的变化对文石溶解、沉淀速率及其动力学方程的影响.每组实验中通入混合气体的pCO2分别为2 300×10-6和320×10-6 两种,并保持通入气体的pCO2恒定,通过实验得到了这两种pCO2环境下,文石的溶解和沉淀速率及动力学方程.研究结果表明:(1) 文石在近溶解、沉淀平衡附近,溶解速率相对于Ac(碳酸盐碱度值)或Ω(饱和度)的变化速率要大于沉淀速率相对于Ac或Ω的变化速率;(2) Ac相同时,pCO2越高,溶解速率越高,沉淀速率越低;Ω相同时,亦是如此;(3) 溶解实验中,在Ω > 0.8的区间内,反应液和混合气体之间pCO2平衡,反应级数n介于9～10之间;沉淀实验中,文石的反应级数介于2.0～3.2之间.