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气温升高是否会导致海水中的二氧化碳冒出来?  

2009-12-10 19:38:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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气温升高是否会导致海水中的二氧化碳冒出来?

-----浅谈我对低碳经济的看法(1

序言:我是个环保主义者,赞成低碳经济,但也有不少杞人忧天的,缺乏科学依据的言论,有必要澄清和讨论。

作者:浙江余姚皇竹草

基础知识:100克水中溶解的二氧化碳

二氧化碳溶解度

摄氏温度,……0…………10………20………30………40………50………60

溶解度,…0.3346…0.2318…0.1688…0.1257…0.0973…0.0761…0.0576

(可以根据上述数据自己绘制溶解度曲线)

参考资料:分析化学手册 基础知识与安全知识 化学工业出版社 19796

一、     在假定海水中二氧化碳溶解达到饱和状态的情况下

计算:地球平均气温提高1摄氏度,释放出二氧化碳最多是多少?

假设地球上的水144亿亿吨,只参与温度变化的为10%14.1亿亿吨,释放出(0-10摄氏度范围,每升高1摄氏度,溶解度降低0.1028/100克约等于0.1/100克)

即可以释放出14.1亿亿千克=14.1×1019克,地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021

所以占2.745%(大气中二氧化碳浓度增加2.745%

大气中二氧化碳浓度从1800年的280ppm增长到现在的380ppm可知道现在二氧化碳百分比为0.038%!

温度变化范围

0-10摄氏度

10-20摄氏度

20-30摄氏度

30-40摄氏度

每升高1摄氏度,溶解度降低

0.1028/100

0.063/100

0.0441/100

0.0284/100

二氧化碳浓度增加

2.745%

0.173%

0.116%

 

0.07788%

地球大气圈气体

5.136×1021

5.136×1021

5.136×1021

5.136×1021

问题是:海水中二氧化碳真达到饱和了吗?

查资料,答案是否定的!

 

 

“中国学院青岛海洋研究所的宋金明研究员告诉记者,正常情况下,海水中的二氧化碳浓度约为24毫克/升”。即0.0024/100克,即使水温达到60摄氏度的情况下,也不会导致海水中的二氧化碳逸出!( 0.0024/100克远小于60摄氏度水中溶解度0.0576/100)

参考文章:

我专家质疑:二氧化碳确实威胁海洋生物?

  一篇分析二氧化碳与海洋生物生存的论文在美国《科学》杂志发表后,在世界范围内引起广泛关注。

(→《科学》:燃料等排放二氧化碳近半被海洋吸收)此文指出,过去200年间排放到大气中的二氧化碳有近一半溶解到海洋中,致使海洋生态系统受到破坏,影响海洋生物的骨骼和外壳生长能力。

  我国不少环保人士和普通民众也因此对我国海洋生态忧心忡忡。

然而,二氧化碳是否威力如此巨大,以致海洋生态系统受到严峻的挑战,记者带着种种疑问采访了我国海洋学专家……   多国专家联合研究认为:在某些二氧化碳浓度高达1000ppm的海域中,螺蛳丧失了外壳生长的能力。

  由韩国浦项工大环境工程系教授李奇泽,美国海洋大气研究所,日本、澳大利亚、加拿大、西班牙和德国等国专家组成的联合研究小组首次证明,自1800年至1994年,因焚烧化学燃料或制造水泥而排放到大气中的二氧化碳,有48%通过海洋表面溶解到海洋中。

如果海水中二氧化碳浓度过高,会使海洋酸性化,而给海洋生物带来严重的威胁。

  通过研究二氧化碳对海洋生物的影响发现,二氧化碳溶解于海水转化为碳酸,会软化海洋生物的外壳和骨骼。

在一次巡航时,研究人员打捞出一种螺蛳,发现由于它已在二氧化碳浓度高达1000ppm(一百万份重量的溶液中所含溶质的重量为1000份)的海水中浸泡两天,丧失了外壳生长的能力。

虽然海中的生物依然存活,但是可以清楚地看到它们的外壳在溶解。

这些生物的生存和再生能力会受到很大影响,除非将它们移居到二氧化碳浓度低的海域。

  研究小组证明了溶解在海水中的二氧化碳妨碍浮游生物、珊瑚和贝类生成骨骼和壳的功能,终将给海洋生态系统带来严重破坏。

据研究小组估计,如果海洋继续吸收大气中的二氧化碳,到本世纪末,海洋生物制造骨骼和壳的机能将降低25%-45%

李奇泽说:“没有骨骼的生物将退化,造成食物链混乱,其结果将严重破坏海洋生态系统。”

  大气中二氧化碳浓度从1800年的280ppm增长到现在的380ppm

如果没有海洋的作用,此浓度将会高达435ppm

二氧化碳导致全球气温升高,海洋可减少大气中的二氧化碳的含量,但是由此改变了海水的化学成分,影响了海洋的生态系统。

  大气和海洋中的二氧化碳成分经过上亿年的调整逐渐形成,海洋植物的生长也倚赖二氧化碳的供给。

  在距今18亿年前到5.4亿年前,大气成分已变成以二氧化碳为主。

海洋里的生物多起来了,最多的是菌藻植物,它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合,碳酸钙镁等物质沉淀在海底。

十几亿年之中,古代海洋里沉积了数万米厚的碳酸盐类岩石,从而使大气中的二氧化碳大量减少,氧和氮的含量逐步增加,到最近6亿年前,大气和海水的成分才渐渐接近今天的状况。

  海水是呈弱碱性的,天然海水的PH值经常稳定在7.9-8.4之间。

二氧化碳溶解于水中,便以氢离子和碳酸形式存在。

海水中无脊椎动物珊瑚等身上共生的单细胞虫黄藻,在生长时就需要大量的二氧化碳,此外,二氧化碳也是其他海洋植物的重要营养物质,这些植物在日光照射下能完成一个很奇妙的变化,把叶子吸收的二氧化碳和根部输送来的水分转变为糖、淀粉以及氧气,这就是光合作用。

  当水中的二氧化碳不足时,水中的钙离子和碳酸就会结合形成白色不溶于水的碳酸钙和二氧化碳气体,这样海水中的氢离子数量不断增加,表现为海水中的PH值(一般认为PH值小于7为酸性,大于7则为碱性)不断下降。

当往海水中补充二氧化碳时,二氧化碳可将白色不溶于水的碳酸钙溶解,并不断地溶解于水中,这样海水中的钙离子和氢离子数量不断增多,表现为海水的PH值回升。

  也就是说,虽然目前的情况是海洋中的二氧化碳含量确实比许多年前要高,但这是自然不断调整和平衡的一个过程。

 

 

如果海洋中的二氧化碳较少,虽然碳酸也少了,但海水的PH值会朝着酸性的方向逐渐下降,可见,海水中的二氧化碳过少也不是什么好事。

  如果海洋中的二氧化碳含量真的达到了1000ppm的水平,那么海洋生物想活命都困难了。

  中国科学院青岛海洋研究所的宋金明研究员告诉记者,正常情况下,海水中的二氧化碳浓度约为24毫克/升。

二氧化碳进入水中后,确实会产生弱酸性的碳酸,但这可能只会对一些有大量二氧化碳排出的近海工业区的海域造成些影响,在远离海岸线的大洋里面并没有那么严重。

  海洋生物包括海洋植物和海洋动物,海洋植物要吸收二氧化碳并释放氧气,而海洋动物反之,它需要吸收氧气放出二氧化碳,这是一个相反的过程,所以海洋里面二氧化碳的平衡是一个非常复杂的问题。

  二氧化碳溶解在海水里是有一定饱合度的,溶的多少主要和海水温度有关系。

虽然海水温度高时溶解的二氧化碳确实要多一些,但这并不能说明大气中的二氧化碳越多,海洋中溶解的二氧化碳也一定会越多。

  此外,海水中的二氧化碳含量究竟有多少也跟多种因素有关,例如海水本身的二氧化碳浓度、海面上空的二氧化碳浓度、河流等融入大海中的这些淡水排放到海洋中的二氧化碳浓度……   宋研究员说:“就算海洋中的二氧化碳含量真的很高,达到1000ppm的程度也是不太可能的。

如果真是那样的话,别说是对海洋生物有影响了,可能连它们活命都够呛了!

”  与此同时,世界各国的科学家中还有不少人正在致力于把大气中部分的二氧化碳溶进海洋或者埋入地下这样的研究,希望以此减轻温室效应带给人们的不利影响。

  权威杂志发表的论文并不是金科玉律,我国海域内的海洋生物目前并没有受到海水中碳酸的威胁。

  国家海洋环境监测中心海洋环境生态室一位没有透露姓名的专家表示,海洋中的二氧化碳含量过高对海洋生物造成了威胁,这听起来好像有点夸张。

即便是《科学》、《自然》这样的权威学术杂志发表的一些论文,也不能代表其结论就是准确无误。

也许过一段时间后他们也会知道这些结论不够准确,从而进行更正。

  这位专家说,那些研究人员可能在局部的确测到了这样的数据,但它不代表我们全球的海洋生态系统都是这样。

现代社会的工业如此发达,可能是一些工业区的工厂排污导致了局部海域碳酸盐含量的升高。

如果要把这种工业行为拿来放大成整个海洋面临的情况的话,是不妥当的。

这种情况在一定程度上是存在的,但到底有没有这么严重,还是日后需要进一步考察的问题。

 

  此外,可以肯定的一点是,至少我国海域内的海洋生物目前并没有受到海水中碳酸的威胁。

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