海水中总有机碳自动在线分析仪的研制和应用

发布时间：2020-08-09 00:20

【摘要】： 溶解有机碳(DOC)是表征水体中有机物质总量的综合指标,不仅能够反映水体受有机物质污染的程度,而且作为一种生源要素,还能够反映水体中生命活动的情况。同时,DOC对于研究碳的全球循环也具有重要的作用。目前,DOC测量已经广泛应用到了江河、湖泊以及海洋监测等方面,成为水质监测的常规参数,已成为世界许多国家水处理和质量控制的主要手段,我国也已经把DOC正式列入水污染物污染当量值之一。目前,市场上的DOC检测设备存在或多或少的缺陷或不足,如国产设备灵敏度低,不能测定海水中低浓度的DOC,进口仪器设备价格昂贵,样品测定成本过高,不能普及到一般的监测机构。因此,目前的仪器状况不能满足海洋化学快速发展的需要,海水中DOC的监测还需要研制更经济有效的仪器。针对这种状况,本论文研制了一种具有完全自主知识产权的低检测限、低测定成本而且主要适用于海水的船用自动、连续、快速的DOC在线分析仪,并将之应用到了现场DOC的测定。主要结论如下： (1)研制成功了具有自主知识产权的自动在线DOC分析仪,该仪器采用紫外／过硫酸钾氧化原理,利用非分光红外检测器检测生成的二氧化碳,利用标准工作曲线法,计算未知水样中的DOC浓度。确定了DOC的测定条件,采用六通阀精确进样,采用酸化后鼓泡的方式去除水样中的无机碳,利用处理过的空气和高纯水来分隔不同的水样,氧化剂为35g/L的过硫酸钾和70g/L硼砂的混合溶液,经测试,对有机物的氧化效率在100%左右,能够满足要求。 (2)本仪器用Visual Basic高级程序语言编写了通讯、测量运算、显示打印和人机对话等各种自动化处理程序。能够实现仪器的自动控制、分析计算、监控报警、设置参数、显示绘图、人机交流和数据存储及输出等各项功能。可以根据实际需要设定各项实验参数,可以控制氧化腔体的温度及各部件的运行和停止,可以自动处理和分析数据,通过触摸屏实现人机对话。通过现场实验,自编软件可以很好的在仪器上运行,各项功能能够很好的实现。 (3)测试了仪器的各项性能,确定了利用峰高来计算样品浓度,仪器的最低检测浓度为0.038 mg/L；当样品浓度为1.OOmg/L、1.50 mg/L和2.00 mg/L时,其精密度分别为7.14%、3.14%和4.08%；分别对1.Omg/L、1.5mg/L和2.0mg/L的3个浓度的样品连续测定了10天,其标准偏差分别为3.4%、4.4%和3.3%,能够满足测定的稳定性要求。 (4)通过对长江水体和青岛近海水体2种典型水体的分析,发现自制仪器与岛津高温燃烧法的误差在5.6%(海水)-5.9%(淡水)之间,处于正常的误差范围,在置信度90%范围内,2种方法没有显著性差异。 (5)通过对青岛近海海域的调查,发现了浒苔的生消过程对海洋中各种生源要素的影响情况。结果显示,在浒苔的生消过程中,溶解有机碳(DOC)的浓度变化规律为先增高后降低,显示了浒苔对DOC的贡献情况,叶绿素a和化学需氧量(COD)的变化规律类似。而营养盐的变化规律反应了海洋生物和陆地排水的共同作用,其中磷浓度较低,成为调查海域浮游植物生长的限制性因子,无机氮和活性硅酸盐受浒苔的影响较小。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X832

【引证文献】