喀斯特小流域地表水碳酸盐系统化学平衡对酸性矿山废水的缓冲作用

作者：黄江浔; 李清光; 安丽; 杜双雪; 郭兴强

来源：中国岩溶, 2022, 1-12.

• 地表水碳酸盐系统
• Revelle因子
• 缓冲作用
• CO_(2)去气
• 碳酸盐岩溶蚀

Revelle因子不仅能反映弱碱性水体对吸收大气CO_(2)的缓冲能力，还能体现出水体酸化过程中CO_(2)去气对H~(+)的缓冲作用。本研究通过对多个缓冲因子的分析，探讨喀斯特中高硫煤矿区地表水碳酸盐系统对酸性矿山废水的缓冲作用，从而有助于进一步理解喀斯特地区流域水体中DIC循环过程和CO_(2)源汇关系特征。结果表明，地表水碳酸盐系统内车田河流域Revelle因子变化区间在1.00～51.96之间，能有效揭示地表水碳酸盐系统内CO_(2)去气对H~(+)的缓冲过程，其敏感区间为pH=7.0～8.38的弱碱性水体。γ_(DIC)、β_(DIC)、ω_(DIC)、γ_(Alk)、β_(Alk)、ω_(Alk)等缓冲因子是基于pH和DIC浓度的二元方程。这些因子进一步细化了CO_(2)(aq)、H~(+)和CO_(3)~(2-)等组分对DIC浓度和碱度的相对变化关系。在pH＞7.0的DIC碳酸盐体系内，六个缓冲因子对水体酸化过程中碳酸盐组分的动态转化具有很好的响应。当pH＜7.0以后，水-气界面和水-岩界面的碳传输过程增强，当CO_(2)去气过程占主导，则缓冲因子绝对值变大；当H~(+)对碳酸盐岩溶蚀过程占主导，则缓冲因子绝对值变小。

• 单位
  中国科学院地球化学研究所; 贵州大学; 环境地球化学国家重点实验室