硫酸和硝酸对桂林毛村碳酸盐岩溶蚀的室内模拟
莫春梦1
黄芬2
胡晓农3
曹建华2
辛胜林4
张连凯2
1.自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所,广西 桂林541004;中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 100083;广西壮族自治区水利科学研究院,广西 南宁5300232.自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所,广西 桂林541004;联合国科教文组织国际岩溶研究中心,广西 桂林 5410043.自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所,广西 桂林5410044.自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/中国地质科学院岩溶地质研究所,广西 桂林541004;南宁市勘测设计院集团有限公司,广西 南宁 530001
摘要：硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀会减少岩溶碳汇量,但其定量关系有待进一步研究.文章根据野外水体中SO42-、NO3-浓度,在室内封闭条件下分别设计了碳酸(0.033 mol?L-1)、硫酸和硝酸(0.1～1.7 mmol?L-1)(CSN酸)及硫酸、硝酸(0.1～1.7 mmol?L-1)(SN酸)对碳酸盐岩的溶蚀实验,实验历时144 h.结果表明:CSN酸中泥晶灰岩和白云岩的溶蚀速率均大于SN酸的.CSN酸中,泥晶灰岩溶蚀速率总体均高于白云岩,平均值分别为1.34 mg?(cm2?d)-1和1.21 mg?(cm2?d)-1.而在SN酸中,二者溶蚀速率差别不大,平均值分别为0.92 mg·(cm2?d)-1和0.93 mg·(cm2?d)-1;HCO3-浓度与溶蚀速率结果对应,泥晶灰岩和白云岩在CSN酸溶蚀液中HCO3-平均值分别为1.43 mmol?L-1和1.33 mmol?L-1,而在SN酸中泥晶灰岩的HCO3-低于白云岩,平均值分别为0.33 mmol?L-1和0.39 mmol?L-1.CSN酸中HCO3-浓度随酸浓度的增大而减小,而SN酸中其浓度随酸浓度的增大而增大.当SO42-、NO3-浓度为0.1～0.3 mmol?L-1时,碳酸对白云岩的溶蚀作用占75.89％～58.64％,对泥晶灰岩的溶蚀作用占80.21％～59.06％,当SO42-、NO3-浓度大于0.44 mmol?L-1时,其溶蚀作用小于50％.当SO42-、NO3-浓度为0.0～0.2 mmol?L-1时,野外实测数据与模拟数据基本吻合;当浓度>0.2 mmol?L-1时,野外实测碳酸对碳酸盐岩的溶蚀比例高于模拟实验.研究结果进一步说明了硝酸和硫酸对碳酸盐岩溶蚀作用的显著影响,可为其他酸对岩溶碳汇影响提供参考.
关键词：白云岩泥晶灰岩混合酸溶蚀速率室内模拟碳汇量
分类号：X14(环境地学)P642.25(水文地质学与工程地质学)
资助基金：国家自然科学基金(41772385)国家自然科学基金(41530316)国家自然科学基金(41571203)广西科技计划(2016GXNSFAA380034;AD17129047)基本科研业务费(2020004)
论文发表日期：2021-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 608-616 )
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