黄河利津段结冰过程溶解无机碳（DIC）脱除规律的模拟实验研究

发布时间：2017-05-11 01:03

  本文关键词：黄河利津段结冰过程溶解无机碳（DIC）脱除规律的模拟实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：河流系统是全球生物地球化学循环的一个关键环节,它记录、响应流域环境演变,并将人类对陆地系统的扰动波及到海岸带及海洋系统。每年经陆地侵蚀由河流输入海洋的碳约为1Gt。黄河是世界上著名的高浑浊度河流,流经青藏高原亚流域及富含碳酸盐的黄土高原,强烈的化学风化作用使水体中无机碳含量极高。冬季,黄河流域气温基本低于0℃,干流和支流冬季都有不同程度的冰情现象出现。但是,以往对于水体结冰过程DIC变化的研究多集中在极区海冰的结冰过程,淡水冰生成过程中物质的重分配很少被讨论。研究冬季黄河利津站结冰过程DIC的变化规律,对于更加完整理解河流碳循环及其季节变化有着重要意义。本文通过模拟结冰实验,对结冰过程中TAlk、DIC及DIC组分的变化规律进行研究,并结合δ13CDIC的变化对结冰过程中可能发生的现象进行探讨。得到的主要结论如下：(1)结冰过程对DIC有强烈的脱除作用,冰样内DIC含量极低。对于黄河利津段水样,DIC主要组分HC03-脱除量最大,但其脱除强度并非最强,冰内DIC主要组成组分仍为HC03-。(2)封闭条件下的结冰过程中,CO2的单向脱除使相对多的CO2进入剩余水样,C032-在冰内相对富集；开放体系的结冰过程则伴随CO2向大气的脱除,冰内相对富集CO2而C032-含量极低。(3)开放体系结冰过程中,冰样DIC在垂直方向上呈现上下表面富集、中间低的分布特点。随结冰过程的推进,中间冰样DIC浓度并未升高,始终保持在稳定的低值,表现出结冰过程对盐类持续的脱除过程。(4)结冰过程是CO2释放过程,而温度对这一过程有重要影响,首先,结冰时的环境温度直接影响冰样DIC浓度及冰内CO2浓度的高低。起始结冰温度为-7℃时,快速的结冰过程使得相对较多的盐类在冰内包裹,并且CO2脱除并不完全,因而在此条件下形成的冰样具有高DIC浓度及高CO2含量。结冰温度较高(如-2℃时)则相反,得到低DIC浓度及低CO2含量的冰样。其次,在冰样形成后,白天气温的升高促使冰水体系CO2脱除加剧,冰水体系内D1C组分含量发生变化,更有利于碳酸盐沉降的发生。
【关键词】：溶解无机碳 黄河 结冰过程
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P342
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 0 前言11-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 陆地碳循环13
• 1.2 河流碳循环及其研究现状13-15
• 1.3 黄河无机碳输运研究现状15
• 1.4 极区结冰过程DIC变化研究15-17
• 1.5 黄河凌汛概况17-19
• 1.5.1 黄河凌汛时空分布17-18
• 1.5.2 影响因素18-19
• 1.6 δ~(13)C在水体碳循环中应用19-20
• 1.7 研究目标、内容及意义20-21
• 2 研究区域及样品的分析方法21-26
• 2.1 黄河流域概况21
• 2.2 实验方法21-24
• 2.2.1 封闭体系结冰实验22-23
• 2.2.2 开放体系结冰实验23-24
• 2.3 分析方法24-26
• 3 封闭体系结冰过程溶解无机碳(DIC)变化规律26-32
• 3.1 实验用水基本参数26-27
• 3.2 不同DIC浓度水样结冰前后pH、DIC、TAlk变化27-31
• 3.2.1 水样结冰后电导率变化27-28
• 3.2.2 水样结冰前后pH变化28-29
• 3.2.3 水样结冰后TAlk、DIC变化29-30
• 3.2.4 水样结冰后DIC组分变化30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 4 开放体系结冰过程溶解无机碳(DIC)变化规律32-43
• 4.1 结冰起始温度对开放体系DIC脱除影响32-34
• 4.2 连续结冰过程样品pH、DIC、TAlk变化规律34-39
• 4.2.1 电导率、pH34-36
• 4.2.2 TAlk、DIC36
• 4.2.3 连续结冰过程样品DIC各组分变化规律36-39
• 4.3 连续结冰过程冰样DIC垂向分布变化39
• 4.4 结冰过程中CO_2脱除作用及碳酸盐沉降的可能性39-42
• 4.4.1 δ~(13)C_(DIC)同位素变化对CO_2脱除的佐证39-40
• 4.4.2 碳酸盐沉降的可能性40-41
• 4.4.3 连续结冰过程DIC总量守恒状况41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 5 结论与展望43-45
• 5.1 本文主要结论43
• 5.2 特色与创新43-44
• 5.3 研究不足之处44
• 5.4 展望44-45
• 参考文献45-52
• 致谢52-53
• 个人简历53

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