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
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HCO3-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HCO3-。 (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，CO32-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CO32-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DIC组分含量发生变化，更有利于碳酸盐沉降的发生。
河流系统;结冰现象;溶解无机碳;二氧化碳;脱除规律
中国海洋大学
硕士
环境工程
张龙军
2015
中文
P341
52
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）