能否通過化學 物理手段對抗海洋酸化?

時間 2021-05-29 22:46:03

1樓:

樓上扔鐵粉的舉動在我環境專業眼中看來是不可能的。首先生物都有選擇性,如果投鐵粉,會導致這一區域選擇出嗜鐵的微生物,你投鐵粉是否還能起作用。首先假如承認樓上海洋學專業同學的實驗結果,邏輯只能是一定區域內投加了硫酸鐵在幾天內降低了該區域的酸度,是否有相近海域作空白對比,實驗條件難以控制至一因素。

其次,加鐵鹽引起的生物效應位置。

降低酸度可以用離子交換的方法,通俗講就用兩個大池子,左邊是鹽水,中間加離子交換膜,出水能有效降低鹽度、酸度,實驗室用該方法制純水,可以達到7.5μS/cm,概念就是用較精準的ph計測的pH=7。這種方法是可行的。

目前降低海洋酸化還沒有列為環境工程的重點,畢竟還有比海洋更迫切的事情

2樓:文刀

可能生物手段更厲害一點,或者經歷地質作用。畢竟酸度是個累積的過程,想快速調節很難,採用生物辦法可以循序漸進,發生地質變化可以一步到位。

好像海洋酸度包括大氣的二氧化碳含量及氣溫會經歷乙個大的迴圈,地球自身等各種量到了一定地步就會調節,只是調節時會不會一不小心把人類搞滅絕了就不太清楚了。

3樓:Renaissance

作為海洋化學方向本科生,我覺得我有必要來答一波。

首先需要明確海洋酸化是由何引起的。海水酸化是由於海水吸收大量CO2導致這個反應右移。

那麼解決海水酸化的思路主要有三種,一是加入大量鹼與產生的氫離子中和,一種是加入碳酸根使反應左移,還有一種方式則是消耗海水中溶解的過飽和二氧化碳使反應左移。

前兩種方法不太靠譜。

關於第三種方法,有個叫約翰·馬丁的美國海洋學家提出了乙個新點子:我們何不把過多的二氧化碳轉移到深海去?他說,我們只要把足夠的營養素倒入海中,促進植物性浮游生物的繁殖生長,就能多吸收大氣中的二氧化碳了。

具體做法,把100萬噸的鐵粉撒在南極洋上即可。馬丁膾炙人口的口號就是:「你給我半條船的鐵,我給你乙個冰河時代。

他研究發現,在南大洋附近,浮游植物生長是受鐵限制,而硝酸鹽和磷酸鹽含量都較高。根據上述的發現,馬丁更進一步推論,如果在南極區高營養鹽海域撒下相當量的鐵,經由植物性浮游生物大量繁殖生長,同時利用二氧化碳進行光合作用,進而可提高海洋對二氧化碳的吸收速率。

浮游植物體內碳、氮、磷元素含量有一固定的比值(Redfiel 比值)C:N:P大約為106:

16:1,而又知道氮和鐵的比值約為5000:1,所以可以推出1個鐵原子可以固定33125個碳原子。

但實際上,當大量鐵加入後,原本鐵限制會被打破,轉變為氮限制或者磷限制(實際測定發現是氮限制),所以問題轉變為南大洋有多少硝酸鹽可以被利用。馬丁等人假設, 富含硝酸鹽的南極洋海水有320萬km3,其中的硝酸鹽濃度平均為25μmol/kg,如果充分利用這些硝酸鹽可以吸收64億噸二氧化碳。

我們來看看後來研究人員做的實驗結果。IronEx1由於存在一定爭議就不提了。IronEx2在赤道將225kg酸性硫酸鐵加入72km2的方形海區內,結果二氧化碳分壓在第六天和第八天由510uatm降低為417uatm。

SOIREE在南大洋將3813kg七水合硫酸鐵加入50km2的海區內,後又在第4、6、8天加入1550、1550、1750kg七水合硫酸鐵,結果是二氧化碳分壓從351uatm降低到321-326uatm。雖然這兩個實驗都沒能驗證加入鐵可以減少大氣中二氧化碳,但是實驗確實驗證了加入鐵可以減少水體中二氧化碳,也就是說它實際上是可以降低海洋酸化程度的。

還有啥東西有空再補充,電腦沒電了。

4樓:好大的風

不是我的專業,從化學的角度來瞎扯兩句好了……話說那張用atm表示海水二氧化碳濃度的圖我看不懂啊,感覺還要經過複雜的換算……?乾脆找了一張簡單粗暴的好了……

PH從8.1降低到8,CO2的濃度大約是從12e-6mol/L增加到15e-6mol/L.

然後對於碳酸的兩步解離, pKa1 = 6.37, pKa2 = 10.32

現在用化學平衡計算一下,在不改變CO2濃度(相當於空氣中CO2分壓不變)的情況下,要加多少碳酸根才能中和讓PH回到8.1.

以上是涉及各種不嚴謹的假設我根本不打算解釋的計算過程……

嗯,大約需要加2e-4mol/L的碳酸根。

整個地球海水的總量大概是1E18m3,算過來就是2E14mol。

以碳酸鈣計算,那就是要8E15g,也就是80億噸。

而地球一年碳酸鈣的產量不到8千萬噸。

所以結論就是,大概就是連續100年,把全球開採的碳酸鈣全部都扔海浬去,差不多剛好能抵消過去100年海水的酸化……

5樓:昨日迷宮

懶得寫長答案了。

答案是:對抗可以,不過效果不知道。

原因是,海洋酸化是乙個大尺度,深時間(deep time)的複雜過程,動輒幾十萬年的週期,幾千萬平方公里的路徑,還會影響各種其他圈和迴圈,比如海洋生物圈和淺層海水的碳迴圈。這些複雜系統中仍有許多我們不甚理解甚至不曾了解的效應和機制,因此我們很難預言採取了某項措施後會發生什麼——即使我們已經擁有了一定程度上影響氣候的能力。

我認為,擁有了超出自己控制的力量,是一件悲哀的事。

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