基于电位滴定法的海水总碱度分析仪校准方法研究

本文探索了基于电位滴定原理的海水总碱度分析仪的校准方法。利用称量法可以实现进样管容量误差的校准,盐酸容量误差小于等于0.1%;分别利用海水总碱度标准样品和标准物质碳酸钠作为参考标准物质进行校准方法研究,实验结果表明海水总碱度标准样品和碳酸钠两种参考标准物质均可用来校准海水总碱度分析仪,相对误差绝对值均小于0.1%,首次进行了碳酸钠溶液的稳定性测试,24 h后溶液更稳定;校准工作曲线的斜率约为1.0027,说明总碱度测量值与标准值之间的一致性良好;从不确定度分析结果来看,采用海水总碱度标准样品校准的不确定度为0.22%,碳酸钠配制的总碱度溶液的不确定度偏大,为0.30%;但从经济角度来看,碳酸钠更具有适用性。

海水总碱度分析仪进样管容量误差测量不确定度的评估

依据海水总碱度分析仪的工作原理,利用称重法建立盐酸和海水样品等进样管容量误差的校准方法。根据进样管容量误差的数学模型,具体地分析测量结果的不确定度来源。系统地量化校准过程中测量重复性、电子天平、查衡量表法等不确定度分量的影响,丰富化学容量分析的结果准确度评价方法。研究结果显示海水样品和盐酸进样管容量误差的扩展不确定度为9×10–3 mL和2×10–3 mL(k=2),表明盐酸进样管容量是影响海水总碱度测量结果的关键因素,作为海水总碱度分析仪校准的重要方面,对海洋监测中总碱度测定仪的应用具有一定的参考意义。

海水总碱度及其示性特征

海水总碱度是指中和1升海水中的质子接受体所需强酸的毫克当量数。一对海水总碱度贡献最大的弱酸阴离子是HCO3^-，其次是CO3^2-和H2BO3^-。在大多数情况下，各种有机酸根及活性无机磷酸盐对海水总碱度的影响是微不足道的。海水总碱度通常在2．3-2．4meq／l的水平上。它与海水氯度的比值称作比碱度。总碱度和比碱度都是相对保守的水化学指标，它们的示性特征在海洋学研究中是非常有用的。

青岛近海碱度的研究及其测定方法的比较

2012年春季以青岛近海为研究海域，采用pH单点法、自动电位滴定法及溶解无机碳（DIC）计算法测得海水总碱度（Alk），并对这3种方法进行比较；探讨该海域海水Alk的分布特征及影响因素；对过滤前后样品的Alk差值与叶绿素（Chl—α）间的相关性进行分析。结果表明：DIC计算法和pH单点法得出的Alk误差较大，电位滴定法测定的Alk结果精密度较高；青岛近海海域表层水体中Alk范围为2070--2364μmol／kg，其平均值2310μmol／kg；过滤前后样品的Alk差值与Chlα含量具有一定的相关性，表明浮游植物和颗粒物对Alk有影响。

桑沟湾表层水pCO2的季节变化及影响因素分析

根据2011年4、8、10月和2012年1月在桑沟湾获得的表层海水总碱度(TA)和pH值,结合现场水文、化学、生物和养殖等参数,探讨了桑沟湾海域CO2体系各参数的空间分布特征、季节变化情况及其影响因素。调查结果显示,10月和翌年1月,CO2体系各参数主要受温度和盐度的影响;8月,pH和pCO2分别与初级生产力和溶解氧显著相关;4月与水文、化学生物因子无显著相关性。8月各参数的空间差异最大,其次是10月,1月最小。4个航次的平均表层pCO2都低于大气pCO2,为表观碳汇区;季节变化趋势是8月<4月<1月<10月。pCO2总体的空间分布趋势都是湾内向湾外递增,即贝类养殖区<贝藻混养区<藻类养殖区<非养殖区。8月,桑沟湾较低的pCO2可能与赤潮有关,而4月可能是物理、生物及大规模贝藻养殖的综合结果。桑沟湾较低的pCO2是由于受沿岸区高初级生产力的影响,还是受大规模的贝藻养殖的影响,尚需进一步的研究。

龙须菜养殖对深澳湾表层水体pCO_2的影响

根据2014年2—5、7月在深澳湾获得的表层海水总碱度和pH值,结合水文、天气、海湾养殖情况等因素,以探讨海区CO_2收支计算方法为主要目的,研究了汕头市南澳县龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)养殖对深澳湾表层水CO_2体系空间分布特征的影响。结果显示:2014年2、4、7月深澳湾为CO_2的汇区,3、5月为CO_2的源区。相比浮游植物,2014年2、3、5月龙须菜对CO_2吸收贡献率分别为62.90%、71.19%和52.20%。4月赤潮爆发,叶绿素a含量高达16.65μg·L^(-1),此时龙须菜光呼吸作用变强,吸收O_2同时释放CO_2,浮游植物成为深澳湾主导生物,对CO_2的吸收占主导地位。通过区域对比,发现龙须菜养殖区水体的p CO_2和DIC都比非养殖区的低,相比鱼、贝养殖区,藻类养殖区更有可能成为CO_2的汇区。