能否通過化學/物理手段對抗海洋酸化？

01-15

比如酸鹼中和？
可行性分析？科學/政治/經濟。
對環境/生物影響？
相似問題：能否通過播撒製冷劑對抗全球變暖？ - 知乎
開個腦洞而已。。。

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里去，差不多剛好能抵消過去100年海水的酸化……

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一個新點子：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，我給你一個冰河時代。」

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。

懶得寫長答案了。

答案是：對抗可以，不過效果不知道。

原因是，海洋酸化是一個大尺度，深時間(deep time)的複雜過程，動輒幾十萬年的周期，幾千萬平方公里的路徑，還會影響各種其他圈和循環，比如海洋生物圈和淺層海水的碳循環。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。

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一個大的循環，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。

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

往海里扔鐵粉，增加光合作用。

期待天上掉下一個鐵元素小行星掉入海里。