[发明专利]一种海洋沉积物中碳酸盐含量的测量装置

说明书

本发明属于海洋监测技术领域，特别涉及一种海洋沉积物中碳酸盐含量的测量装置。包括碳酸盐反应装置、加酸装置、清洗水装置、干燥装置、测量装置、排废装置及控制系统，其中加酸装置、清洗水装置、干燥装置通过管路均与碳酸盐反应装置的顶部连通，碳酸盐反应装置的底部与进气管和排废管连通，排废装置设置于排废管上，测量装置与干燥装置通过管路连通，加酸装置、清洗水装置、测量装置及排废装置均通过控制系统控制。本发明实现了对沉积物中碳酸盐的直接测量，不仅提高了测量的准确度，而且大大简化了沉积物碳酸盐的测量流程，节约了测量时间，提高了测量效率。

技术领域

本发明属于海洋监测技术领域，特别涉及一种海洋沉积物中碳酸盐含量的测量装置。

背景技术

碳的地球化学循环包括地球内部碳循环和地球外部碳循环。地球内部碳循环以循环周期长为特征，约10⁸～10⁹年，上地幔是最大的碳库，其容量大于所有的地球外部碳库的总和；地球外部碳库主要包括沉积物(海洋和陆地)、大洋和陆地水体、陆生和水生植物、土壤和大气(见表1)，其中海洋沉积物是最大的碳库，而以化石燃料(煤、石油和天然气等)存在的碳库只占很小的一部分，不到沉积有机碳的0.5％。海洋沉积物碳库在碳的全球生物地球化学循环中起着重要作用。

表1地球的主要碳库

From Mackenzie et al(2004).

沉积物中的碳包括有机碳和无机碳，其中无机碳的含量远高于有机碳。沉积物中的无机碳主要是各种形式的碳酸盐，如方解石、文石、菱镁矿、菱锌矿等。碳酸盐在沉积物中的含量变化范围可以从很微量到80％以上。鉴于沉积物在全球碳循环中的作用，有关海洋沉积物中碳的研究是当前海洋碳循环研究的热点之一，但目前的研究主要集中于有机碳，而无机碳研究相对较少，这主要是因为缺乏快速、有效的测定沉积物中无机碳的方法。

沉积物中无机碳酸盐的测定方法很多，目前通用的主要有中和滴定法、气量法、CO₂吸收法和总有机碳分析仪法。中和滴定法的原理是向沉积物中加入一定量标准酸，使之与碳酸盐反应，再用标准碱溶液回滴过量的酸，通过消耗的酸量来计算碳酸盐含量。由于沉积物(土壤)溶液有一定的缓冲性，指示剂颜色变化迟钝，滴定终点很难辨别，测定误差较大。气量法即向沉积物中加一定量的酸，用气体装置收集反应产生的CO₂，并测量其体积，根据产生的CO₂量计算沉积物中碳酸盐含量，此法干扰因素多，需要同时测定大气压及温度。CO₂吸收法，即加一定量的酸于沉积物中，用一定体积和浓度的NaOH吸收所产生的CO₂，然后用酸碱滴定法确定所吸收的CO₂的量，进而计算沉积物中碳酸盐含量，此法要求整套系统密闭性能良好，CO₂需经多级吸收才能吸收完全。总有机碳分析仪法是用总有机碳分析仪分别测定沉积物中总碳和有机碳的含量，然后用差减法确定沉积物中碳酸盐的含量，但该方法在测定有机碳的含量时需事先去除沉积物中的无机碳。总之，以上这些方法操作过程繁琐，测定效率低下，而且测定结果精确度低，重复性差，不适合大批量样品的测定。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海洋沉积物中碳酸盐含量的测量装置，该装置可以直接测量海洋沉积物中的碳酸盐。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种海洋沉积物中碳酸盐含量的测量装置，包括碳酸盐反应装置、加酸装置、清洗水装置、干燥装置、测量装置、排废装置、进气管及控制系统，其中加酸装置、清洗水装置、干燥装置通过管路均与碳酸盐反应装置的顶部连通，所述碳酸盐反应装置的底部与进气管和排废管连通，所述排废装置设置于所述排废管上，所述测量装置与所述干燥装置通过管路连通，所述加酸装置、清洗水装置、测量装置及排废装置均通过控制系统控制。