2021, 40(4): 608-616.
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。
