极低饱和度和近饱和状态下海水中方解石和文石溶解动力学研究

摘要

利用free-drift开放反应系统,在恒压力(101.325 kPa)和恒温度(25.0±0.2)℃环境条件下,研究人工海水中二氧化碳分压(pCO2)的变化对方解石和文石的溶解速率及反应级数的影响。研究结果表明:如果溶解实验中pCO2未达到完全平衡,计算得出的反应级数偏小,且反应液pCO2不平衡是造成不同反应阶段反应级数不同的主要原因。pCO2平衡时,文石和方解石反应级数n都介于8.0～9.5之间,其中方解石在pCO2为2 600×10-6和320×10-6条件下溶解反应级数分别为8.1和9.0;文石在pCO2为2 300×10-6和320×10-6条件下的溶解反应级数分别为9.5和9.0。当反应液pCO2平衡、Ω小于0.75时,文石的溶解速率大于方解石;当反应液pCO2平衡、Ω大于0.8时,文石的溶解速率小于方解石。