井盐水培育轮虫过程中碳酸钙浓度过饱和的危害及防控方法的研究

为探究自然海水、井盐水混合自然海水两种水体下轮虫产量差别,提高轮虫的单产水平,找到限制轮虫产量的环境影响因子,试验选择盘锦光合蟹业有限公司三角洲基地12排5个自然海水轮虫池塘和18排5个自然海水与井盐水混合的轮虫池塘进行调查,井盐水的量占总量的比例≥50%,连续监测15 d水温、pH值的变化,定期测定水体的理化指标,包括碱度、盐度、钙离子,计算晶型CaCO_(3)·H_(2)O临界突变的饱和度指数,并跟踪记录各池轮虫总产量。结果显示,对比自然海水池塘,井盐水混合池塘更易发生水质突变,且突变次数明显增多,平均自然海水为0.4±0.49次,井盐水混合池塘为2.6±0.49次。井盐水混合池塘碱度普遍较高,平均(4.18±0.10)mmol/L,自然海水为(2.63±0.22)mmol/L。添加井盐水的池塘,轮虫产量显著低于正常轮虫池(P<0.01),平均每亩产量低25万kg左右。研究结果显示,在轮虫池大量混合井盐水会使水体突变增多,最终导致轮虫大量减产。

碳酸镉饱和溶液作标准用便携式AAS测定镉的研究

以CdCO3固体溶于煮沸冷却的去离子水中配制成饱和溶液,将该饱和溶液稀释成标准溶液系列用于便携式钨丝电热原子吸收光谱仪野外实时与在线分析环境水样中痕微量镉。经测定在25℃该饱和溶液中镉的浓度为272μg.L-1,与理论计算值279μg.L-1有很好的吻合。实验优化了相关的仪器条件和实验条件,在最优的条件下该方法的线性相关系数为0.9948,检出限为0.08μg.L-1。通过检测分析环境中的水样验证了该方法是可行的。

岩溶水碳酸钙饱和指数分析在岩溶水文地质勘查中的应用——以恩口煤矿区深部水文地质勘探为例

含有一定浓度CaCO3的地下水是否仍具有溶蚀能力,其补给、迳流、排泄条件如何?这是岩溶水文地质研究的主要内容之一。在岩溶充水矿床—湖南省恩口煤矿区深部水文地质勘探中,应用包括岩溶水碳酸钙饱和指数分析在内的水化学分析方法,获取了较多、较准确的水文地质信息,结合其他手段成功解决了上述问题。本文介绍了应用岩溶水碳酸钙饱和指数进行水文地质分析的基本原理、技术要求和所取得的主要成果。

饱和碳酸钠溶液和二氧化碳气体反应实验的研究

通过控制反应条件及反应物用量,对向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体和向盛有二氧化碳气体的容器中注入饱和碳酸钠溶液分别作了实验探究.结果发现,在盛有二氧化碳气体的矿泉水瓶中注入适量的饱和碳酸钠溶液,易析出碳酸氢钠晶体.作为课堂演示实验,能让学生深刻领悟其反应原理及碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小的物理性质,操作简便,现象明显且耗时短,有良好的教学效果.

排水法与排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳实验比较

利用氯离子传感器从吸收氯化氢效果、二氧化碳溶解多少、收集的二氧化碳浓度、收集二氧化碳的湿度等角度将排水法收集二氧化碳与排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳作对比,发现排水法同样可以除去二氧化碳中的氯化氢,并且排水法二氧化碳溶解得更少,所以排水法收集二氧化碳从实验便捷性、节俭性的角度可取代排饱和碳酸氢钠溶液法。

镁合金微弧氧化膜在三种饱和盐溶液中的耐蚀性研究

在硅酸盐体系中,在AZ31B镁合金上制备微弧氧化膜。通过TT260数字式涡流测厚仪测量膜层厚度,利用SEM、EDS、XRD和XPS检测膜层微观形貌、成分、物相组成和元素化学结合状态。应用循环伏安曲线、动电位极化曲线和电化学阻抗谱评价膜层在硫酸钠、氯化钠和碳酸氢钠三种饱和盐溶液中的耐蚀性能。结果表明,镁合金微弧氧化膜在不同饱和盐溶液中耐蚀性和腐蚀行为不同。在硫酸钠腐蚀介质中,SO_(4)^(2-)不与膜层物质反应,且其半径较大,穿透能力较弱,故膜层循环伏安曲线所围成的环面积最小,比氯化钠中的和碳酸氢钠中的分别小了二个和四个数量级,腐蚀电流密度为氯化钠中的41.6%,比碳酸氢钠中的低了四个数量级,且其阻抗模值也较高,呈现最佳的耐蚀性能。在氯化钠溶液中,由于Cl^(-)活性高、半径小、穿透力强,膜层耐蚀性较差,显现较强的点腐蚀特征。在碳酸氢钠介质中,因HCO_(3)^(-)和膜层物质反应,以及膜层的多孔特性,导致膜层耐蚀性最差。随浸泡时间延长,膜层在硫酸钠和氯化钠溶液中,耐蚀性呈现先增加后降低的趋势,而在碳酸氢钠中,先降低后波动。

饱和碳酸钠溶液与二氧化碳反应实验的再改进

在参考文献的基础上再次对实验作改进。通过向充满二氧化碳的试管中注入饱和碳酸钠溶液,并用水作空白实验,利用二氧化碳传感器和pH传感器对反应后析出的晶体进行定性及定量分析。实验证明:饱和碳酸钠在常温下与二氧化碳反应后析出晶体的主要成分是碳酸氢钠。认为只要控制好反应条件,本实验容易取得成功。

海洋酸化与水体净碳酸钙形成/溶解的关系-以黄海冷水团为例

综述了黄海冷水团海洋酸化研究的进展。利用2011年、2013年和2017年在北黄海月际调查获取的碳酸盐体系数据,研究得出,北黄海冷水团的净钙化作用速率与底层水体的文石型碳酸钙饱和度正相关,而北黄海冷水团净碳酸钙生产与净碳酸钙溶解之间的临界阈值是文石型碳酸钙饱和度降至1.5~1.6。这是在中国近海首次建立起水体碳化学参数与碳酸钙过程之间的半定量关系,所确定的动物群落净钙化与净的碳酸钙溶解之间的水化学阈值对我国后续的海洋酸化监测与生态效应评估工作有一定借鉴意义。采用这一阈值,结合国家海洋局北海环境监测中心于1977年至2016年期间在北黄海西侧季节性调查断面获取的实测数据,发现北黄海冷水团的季节性酸化现象已于20世纪末开始威胁底栖贝类的净钙化作用(以秋季的平均文石型碳酸钙饱和度频繁低于1.5为标志),在2010年以后更是发生夏秋两季的海水酸化都严重威胁底栖贝类的情况(即文石型碳酸钙饱和度都低于1.5)。这说明,在我国一些近海海域部署海洋酸化相关的防灾减灾措施的需求已经十分迫切。

在碳酸钠饱和溶液中如何析出碳酸氢钠

饱和碳酸钠溶液与二氧化碳反应,可析出碳酸氢钠晶体。通过除去二氧化碳的水分、降低二氧化碳的温度、增大反应物的接触机会等途径进行探究,结果发现,在盛有干燥二氧化碳气体的矿泉水瓶中注入适量热水配制再冷却的饱和碳酸钠溶液,容易析出碳酸氢钠晶体。不断排除实验的影响因素,不断改进实验方案,可潜移默化地培养学生证据推理、科学探究与创新意识等化学核心素养。

利用数字化实验探究乙酸乙酯分别与碳酸钠和氢氧化钠相互作用的差异

乙酸乙酯的制备与性质是中学化学的重要实验活动。乙酸乙酯在碱性条件下容易发生水解,但制备时却用碱性的Na_(2)CO_(3)溶液收集,这很容易引起学生的困惑。基于Arduino平台设计数字化实验,利用多传感器同步检测,从多角度定量比较乙酸乙酯分别与Na_(2)CO_(3)和NaOH溶液反应的差异,并探讨温度、浓度和搅拌对反应的影响,旨在帮助师生深度理解乙酸乙酯与Na_(2)CO_(3)和NaOH相互作用的差异。研究发现,虽然在化学热力学上自发,但乙酸乙酯在常温和搅拌条件下与饱和Na_(2)CO_(3)溶液几乎不发生反应,在非饱和Na_(2)CO_(3)溶液或较高温度下则可发生,而不管在何种条件下与NaOH溶液均能发生强烈作用。由此,基于数字化实验,为常温下饱和Na_(2)CO_(3)溶液可用来收集乙酸乙酯提供了充分的证据和理由。

氨基酸和磺酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能研究

为了提高聚天冬氨酸(PASP)的阻垢缓蚀能力,采用色氨酸(Trp)及氨基甲磺酸(ASA)对PASP进行接枝改性,制备出改性PASP阻垢缓蚀剂Trp-ASA-PASP。利用红外光谱表征合成产物,碳酸钙临界过饱和法结合场发射扫描电镜(SEM)分析PASP与Trp-ASA-PASP的阻垢性能。结果显示随着阻垢剂投加量增加,Trp-ASA-PASP的相对过饱和值(Sr)始终高于PASP,说明Trp-ASA-PASP阻垢能力优于PASP。利用电化学法结合失重法评价Trp-ASA-PASP对A3碳钢的缓蚀性能;基于密度泛函理论使用量子化学计算方法,比较PASP和Trp-ASA-PASP的反应活性位点及轨道能量间隙(ΔE),及其与金属的吸附结合能力,从而进一步揭示Trp-ASA-PASP的缓蚀机理。结果显示,Trp-ASA-PASP是偏向阳极的阴阳混合型缓蚀剂,缓蚀率随其浓度的增大而增大;轨道能量间隙ΔE(Trp-ASA-PASP)为4.3482 eV小于ΔE(PASP)的6.9634 eV,说明Trp-ASA-PASP更易与金属作用,且Trp-ASA-PASP的反应活性位点主要位于侧链的磺酸基上,较PASP更容易接受来自金属表面的电子,与金属相互作用形成金属表面的保护膜从而达到缓蚀效果。

浮游有孔虫壳体重量的古海洋学应用

海洋沉积物中浮游有孔虫壳体重量同时受到上层海洋钙化过程和深海碳酸钙溶解作用的影响,是一种潜在的古海洋代用指标。基于全球大洋表层沉积物的指标现代过程校准,发现当深海碳酸根离子饱和度<20μmol·kg-1,溶解作用开始显著影响浮游有孔虫壳体重量。易溶种的壳体重量对碳酸根离子饱和度的响应更加敏感,可以作为可靠的深海碳酸根离子饱和度代用指标。当深海碳酸根离子饱和度>20μmol·kg-1,浮游有孔虫壳体重量可反映其钙化程度。基于该指标的古海洋学研究揭示了冰期旋回中浮游有孔虫钙化过程主要响应海水碳酸盐系统和温度变化;上新世以来太平洋深海碳酸根离子饱和度演化主要受控于海平面、南大洋冰盖/海冰和全球温盐环流变化。浮游有孔虫壳体重量指标为探索海洋碳循环演化提供了有力工具。

方解石去除水中磷酸盐的影响因素研究

通过试验研究了方解石去除水中磷酸盐的影响因素。结果表明：Ca^2＋促进了方解石对磷酸盐的去除，并且Ca^2＋浓度越高，对磷酸盐去除的促进作用越强；当碳酸钙饱和度（SICaCO3）〈0时，方解石的除磷效率随HCO3^-浓度的增加而降低，而当SICaCO3≥0时，HCO3^-浓度的增加反而会使方解石的除磷效率提高；温度越高、反应时间越长，方解石对磷的去除率越高；重复使用可以提高方解石去除磷酸盐的效率；当Ca^2＋浓度较低时，随着pH值（5～9）的增加方解石的除磷效率明显下降，而当Ca^2＋浓度较高时，pH值（5～9）对方解石除磷性能的影响则较小；方解石去除磷酸盐的性能受粒径和温度的影响较大。

鲕粒原生矿物识别及对海水化学成分变化的指示意义

鲕粒是碳酸盐沉积过程中一类非常特殊的颗粒类型,为研究当时的沉积背景、水动力条件、气候环境,甚至储层特征提供了重要线索。然而,鲕粒的矿物组成及控制因素问题,长期受到忽视。组成鲕粒的原生矿物类型在地质历史时期呈周期性变化,在显生宙表现为三个以文石和高镁方解石占主导的时期以及两个以低镁方解石占主导的时期,这也被称作"文石海"和"方解石海"时期。原生矿物的组成,制约着鲕粒的纹层结构、保存程度以及成岩特征,还蕴含着海水化学成分变化的线索。鲕粒原生矿物识别主要依据:1原生纹层结构;2保存程度;3微量元素浓度,尤其是Sr-Mg的浓度。文石质鲕粒受文石不稳定性的影响,原生结构保存程度较差;一般保存有典型的文石残余纹层结构(例如砖砌结构、溶解变形结构以及偏心结构等);在封闭成岩环境下原生矿物为文石质的鲕粒Sr浓度往往大于2 000ppm;纹层结构主要为切线状(占主导)和放射状。方解石质鲕粒包括低镁方解石和高镁方解石两种类型:低镁方解石为稳定矿物,原生结构一般保存良好。尽管高镁方解石也为亚稳定矿物,但成岩转换后的保存程度好于文石。两者Sr含量一般均低于1 000 ppm,Mg含量一般在0~20 mol%Mg CO3(两者以4 mol%Mg CO3为界)。高镁方解石受成岩作用影响,在纹层中往往保留有微粒白云石包裹体;海相地层中保存的方解石质鲕粒为放射状或同心—放射状结构。另外还存在一类由两种矿物共同构成的双矿物鲕粒,可以通过分析两类纹层在结构和保存特征上的差异进行区分。鲕粒原生矿物成分随时间的波动变化受到海水化学条件,尤其是Mg/Ca比值,大气二氧化碳分压以及碳酸盐饱和度的控制。Mg/Ca比值的波动决定着鲕粒原生矿物类型的长期变化规律。一些突发性事件可能会扰动(区域)短时间尺度下鲕粒原生矿物的组成,造成鲕粒原生矿物的转换。通过研究碳酸盐鲕粒原生矿物特征以及控制因素进而了解海水的化学特征,是独立于古生物学和地球化学分析之外的一种较为可靠的沉积学方法。

南沙珊瑚礁对大气CO_2含量上升的响应

本文利用南沙海域的碳酸盐化学以及相关调查资料,分析了表层CaCO3饱和度的分布特征,通过碳酸盐的热力学计算模式,定量评估了未来大气CO2增加对表层CaCO3饱和度的潜在影响,利用CaCO3饱和度与珊瑚钙化速率的经验关系式,进一步预测了珊瑚礁对大气CO2上升可能产生的生物地球化学响应.初步结果显示,工业革命前至2100年,南沙海域的CaCO3饱和度将下降43%左右,从而将引起珊瑚礁的平均钙化速率减少33%.如果未来大气CO2浓度继续保持目前的上升趋势,南沙海域珊瑚礁可能会停止生长,甚至某些造礁生物面临灭绝的危险.

急性CO2酸化对菲律宾蛤仔钙壳和呼吸作用的影响

基于渤海表层典型的碳酸盐系统,通过实验室密闭培养实验,分析急性CO2酸化条件对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)CaCO3形成速率(G)和CO2呼吸速率(RC)的影响,以探讨局部海域CO2酸化的底层海水在潮流或者风海流等因素的驱动下,脉冲式影响贝类栖息地时养殖贝类可能的响应。结果表明,菲律宾蛤仔在急性CO2酸化条件下发生轻微的钙壳溶解和显著的呼吸抑制。CO2酸化和菲律宾蛤仔的呼吸作用共同驱动钙壳溶解,溶解速率随Ω文石下降而升高,G(μmol/(FWg·h))=0.14×Ω文石-0.49(n=12,r=0.95,p<0.01)。活体菲律宾蛤仔钙壳保持稳定的Ω文石临界值为3.5,而在Ω文石=1.0的条件下,每天溶解的钙壳相当于贝壳总重的2‰。相较于钙壳溶解,Ω文石改变对菲律宾蛤仔呼吸作用的影响更大,RC(μmol/(FWg·h))=0.27×Ω文石+0.90(n=12,r=0.82,p<0.01)。由于呼吸代谢决定了摄食等各种耗能行为的效率,因此本研究的结果表明,尽管菲律宾蛤仔可以通过摄食等自身调节机制来抵御造成钙壳溶解的环境胁迫,然而这一机制本身就可能受到酸化环境的不良影响。

酸脱钙组织苏木素-伊红染色前处理改良方案

目的研究牙、骨等硬组织酸脱钙标本苏木素-伊红(HE)染色前处理方法,改善硬组织因酸脱钙后pH变化而引起的切片质量欠佳及HE染色组织结构不清的现象。方法 20例含硬组织的口腔病理标本硝酸脱钙后分别进行常规处理、浓氨水浸泡处理、饱和碳酸锂溶液浸泡处理,比较不同处理方法下切片质量及HE染色效果。结果与常规处理相比,饱和碳酸锂溶液处理标本切片完整,苏木素着色强、胞核染色清晰,胞浆染色鲜艳。结论酸脱钙标本在脱水包埋之前,经饱和碳酸锂溶液浸泡处理能中和脱钙组织酸性环境,切片质量及HE染色效果较好,适用于口腔病理酸脱钙组织样本的苏木素-伊红染色前处理。

乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液相互作用的探究

理论计算乙酸乙酯与碳酸钠溶液作用的反应限度,设计实验并证实乙酸乙酯与碳酸钠溶液可以反应得到乙酸钠和碳酸氢钠。通过对乙酸乙酯碱性水解机理的解读、讨论、分析,发现该反应速率极小,是因为碳酸钠溶液的强极性,导致乙酸乙酯与碳酸钠溶液相互作用的接触面积显著减小所致。

循环冷却水系统提高浓缩倍数的研究

提高浓缩倍数,达到节约用水,减少废水排放,实现环保要求,但浓缩倍数的提高,水中离子含量大量增加,使冷却水系统产生结垢,影响冷却效果;为了提高循环冷却水系统浓缩倍数,又防止冷却水系统结垢,研究开发利用弱酸阳离子交换剂除去水中重碳酸盐硬度、碱度,并加酸调整p H值,使浓缩倍数提高到8.0以上。