为什么测量溶解性无机碳 (DIC)?
DIC测量有助于研究人员更好的了解水生系统在全球碳循环中的作用---特别是在当前海洋酸化和气候变化的背景下。例如：DIC测量不仅能够为碳源、碳汇、碳通量评估等碳行为研究提供深刻的见解，还能够帮助解释碳的迁移规律 (例如生物地球化学、化学、海洋吸收等领域)。
DIC测量对以下研究领域具有重要意义：
- 海洋酸化
- 气候变化
- 基于地质化学的碳循环研究
- 水柱碳行为
- 沉积物芯样的孔隙水
- 水体碳酸盐表征参数的计算
- 藻类应用 (如：藻类生物燃料)
- 净生产力测量
- 二氧化碳的去除和封存
- 石油和天然气工业应用
总溶解性无机碳 (DIC) 是什么?
总溶解性无机碳(DIC)是水体(如海水或淡水水体)碳酸盐系统中各种无机碳形态总和的浓度。当气体二氧化碳(CO2)溶解于水时生成碳(H2CO3)，之后碳酸分解为多种形态——包括质子(H+)、碳酸氢根离子(HCO3-)和碳酸根离子(CO32-)。
在水生环境中，各种碳酸形态(包括DIC)浓度受该碳酸盐系统的pH、 CO2分压(pCO2)和总碱度的影响。
LI-COR 总溶解性无机碳 (DIC) 分析系统的优势
- 适用DIC浓度范围宽、测量精确
- 2分钟即可完成水样CO2的100%提取
- 在实验室或船舶中皆可固定使用
- 适用于培养和孵育样品测量
它是如何测量的？
LI-5300A
每台 DIC 分析仪都配备了必要的辅助气体分析仪。LI-7815 CO₂/H₂O 痕量气体分析仪 适合进行精确的海水测量。
DIC 分析仪与气体分析仪协同工作，可准确测定水样中的溶解性无机碳（DIC）。系统由以下部分组成：Tecan XLP6000 注射泵、12 端口阀系统、帕尔贴冷凝器、质量流量控制器、数据采集器以及安装有分析软件的计算机，该配置确保 DIC 测量的高精度和可靠性。
LI-5350A
每台 DIC 分析仪均配备必要的辅助气体分析仪。LI-850 CO₂/H₂O 分析仪 非常适合进行精确的淡水测量，但为实现更紧凑的外形，其精度略有折衷。
测量系统均由核心模块组成，包括：反应器、注射泵、样品选择阀、样品调节装置；一台计算机，并附带软件用于数据采集与分析。
LI-5370A
DIC 分析仪通过在反应器中对水样进行酸化处理，将所有无机碳物种转化为气相 CO₂。随后，载气将 CO₂ 从反应器中输送至 CO₂ 分析仪进行测量。测得的 CO₂ 数据累加后用于计算总 DIC，同时 LI-5370A 还可测定 δ¹³C 。总 DIC 测量结果以 μmol/L 或 μM 表示。为确保整体测量精度，DIC 校准标准（以及 LI-5370A 的 δ¹³C 校准）会穿插在样品测量过程中进行。
LI-5370A 配备外部气体分析仪，以及包含以下组件的核心模块：反应器、注射泵、样品选择阀、样品调节装置、系统还配备外部计算机和软件，用于数据采集与分析，确保测量的高精度和可靠性。
LI-COR 总溶解性无机碳分析系统和气体分析仪的配置详情请参考下表:
LI-COR 总溶解性无机碳（DIC）分析系统
| 系统型号 | 测量参数 | 精度 (1σ) |
|---|---|---|
| LI-5300A 总溶解性无机碳分析仪（配LI-7815气体分析仪） | 总DIC | 0.1% @ 2000 umol/L |
| LI-5350A 总溶解性无机碳分析仪（配 LI-850气体分析仪） | 总DIC | 0.15%@ 2000 umol/L |
| LI-5370A 同位素溶解无机碳（DIC）分析仪，配套 LI-7825 | 总DIC与δ¹³C | 0.15% @ 2000 umol/L |
LI-COR 总溶解性无机碳（DIC）分析仪所采用的方法是将水样酸化使其释放CO2气体，再对所释放的CO2气体进行定量分析。酸化过程将所有形态的无机碳全部转换为气态CO2—从而得以用气体分析仪量化分析CO2浓度。
使用所测CO2浓度结合其它样品参数计算得到水样的DIC浓度。DIC测量的所有结果都用单位μmol/L表示。
技术参数
一般技术参数
- 电源: 100–240 VAC，50/60 Hz
- 功率需求:
- DIC 模块：最大 120 W
- 外部计算机：最大 95 W
- 气体分析仪：LI-7815/LI-7825 最大 65 W；LI-850 最大 14 W
- 计算机操作系统: Windows®10 (随设备提供)
- 样品接口数量 8
- 使用环境: 室内
- 推荐操作温度: 15–28°C；温度波动可能影响测量精度
- 操作湿度: 最高85%，无冷凝
- 尺寸：43 × 27 × 47 cm（高 × 宽 × 深，不包括外置气体分析仪或计算机）
LI-5300A
- 气体分析仪: LI-7815; 标配；外置安装
- 载气:CO2浓度恒定的压缩空气；压力调节在 16–18 PSI之间
- 精度 (1σ): 在 2000 μmol/L 时为 ±0.1%
- 准确度: 由校准标准的不确定性和仪器精度共同决定
- 测量时间: 每次测量约 4 分钟
- 样品体积: 每次测量 0.5–4 mL
LI-5350A
- 气体分析仪: LI-850; 标配；内置安装
- 载气: 不含CO2的压缩空气或N2；压力调节在 16–18 PSI 之间
- 精度 (1σ):在 2000 μmol/L 时为 0.15%
- 准确度: 由校准标准的不确定性和仪器精度共同决定
- 测量时间: 每次测量约 4 分钟
- 样品体积: 每次测量 0.2–1.5 mL
LI-5370A
- 气体分析仪: LI-7825; 标配；外置安装
- 载气: CO2浓度恒定的压缩空气；压力调节至 16–18 PSI
- 精度 (1σ): 在 2000 μmol/L 时为 0.1%
- δ13C精度 (1σ): ± 0.04%
- 准确度: 由校准标准的不确定性和仪器精度共同决定
- 测量时间: 每次测量约 4 分钟
- 样品体积: 每次测量 0.5–4 mL
参数变更恕不另行通知
参考文献
Dickson, A., C. Goyet (1994). DOE Handbook of Methods for the Analysis of the Various Parameters of the Carbon Dioxide System in Sea Water, Version 2.
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