1. 海水中碳的存在形式

海水的化學(xué)成分

海水是一種非常復(fù)雜的多組分水溶液,。海水中各種元素都以一定的物理化學(xué)形態(tài)存在。在海水中銅的存在形式較為復(fù)雜，大部分是有機(jī)絡(luò)合物形式存在的,。在自由離子中僅有一小部分以二價(jià)正離子形式存在大部分都是以負(fù)離子絡(luò)合物出現(xiàn),。所以自由銅離子僅占全部溶解銅的一小部分,。海水中有含量極為豐富的鈉,，但其化學(xué)行為非常簡單，它幾乎全部以Na+離子形式存在,。

海水中的溶解有機(jī)物十分復(fù)雜,，主要是一種叫做“海洋腐殖質(zhì)”的物質(zhì)，它的性質(zhì)與土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸類似,。海洋腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)還沒有完全確定,，但是它與金屬能形成強(qiáng)絡(luò)合物。

海水中的成分可以劃分為五類：

1.主要成分（大量,、常量元素）：指海水中濃度大于1×106mg/kg的成分,。屬于此類的有陽離子Na+，K+,，Ca2+,，Mg2+和Sr2+五種,，陰離子有Cl¯，SO42¯,，Br¯,，HCO3¯（CO32¯），F(xiàn)¯五種,，還有以分子形式存在的H3BO3，其總和占海水鹽分的99.9%,。所以稱為主要成分,。

由于這些成分在海水中的含量較大，各成分的濃度比例近似恒定,，生物活動(dòng)和總鹽度變化對(duì)其影響都不大,，所以稱為保守元素。

海水中的Si含量有時(shí)也大于1mg/kg,，但是由于其濃度受生物活動(dòng)影響較大,，性質(zhì)不穩(wěn)定，屬于非保守元素,，因此討論主要成分時(shí)不包括Si,。

2.溶于海水的氣體成分，如氧,、氮及惰性氣體等,。

3.營養(yǎng)元素（營養(yǎng)鹽、生源要素）：主要是與海洋植物生長有關(guān)的要素,，通常是指N,、P及Si等。這些要素在海水中的含量經(jīng)常受到植物活動(dòng)的影響,，其含量很低時(shí),，會(huì)限制植物的正常生長，所以這些要素對(duì)生物有重要意義,。

4.微量元素：在海水中含量很低,，但又不屬于營養(yǎng)元素者。

5.海水中的有機(jī)物質(zhì)：如氨基酸,、腐殖質(zhì),、葉綠素等

海水的主要成份

海水中溶解有各種鹽分，海水鹽分的成因是一個(gè)復(fù)雜的問題,，與地球的起源,、海洋的形成及演變過程有關(guān)。一般認(rèn)為鹽分主要來源于地殼巖石風(fēng)華產(chǎn)物及火山噴出物,。另外,，全球的河流每年向海洋輸送5.5×1015g溶解鹽,，這也是海水鹽分來源之一。從其來源看,，海水中似乎應(yīng)該含有地球上的所有元素,，但是，由于分析水平所限,，目前已經(jīng)測定的僅有80多種?，F(xiàn)將其中重要的一些元素列于下表。

海水中最重要的溶解元素的化學(xué)形態(tài)和濃度

元素

平均濃度

單位（每kg海水）

元素

平均濃度

單位（每kg海水）

Li

174

μg

Fe

55

ng

B

4.5

mg

Ni

0.50

μg

C

27.6

mg

Cu

0.25

μg

N

420

μg

Zn

0.40

μg

F

1.3

mg

As

1.7

μg

Na

10.77

g

Br

67

mg

Mg

1.29

g

Rb

120

μg

Al

540

ng

Sr

7.9

mg

Si

2.8

mg

Cd

80

ng

P

70

μg

I

50

ng

S

0.904

g

Cs

0.29

μg

Cl

19.354

g

Ba

14

μg

K

0.399

g

Hg

1

ng

Ca

0.412

g

Pb

2

ng

Mn

14

ng

U

3.3

μg

表中較高濃度的組分基本上代表了其在海水中的平均濃度,，一些低含量成分由于測定困難,，測定過的樣本不多，難以代表其平均濃度,。許多感興趣的金屬在海水中含量極低,，只有用靈敏的測試儀器和技術(shù)并避免樣品采集和分析過程中的污染才能夠測定。

2. 海水中的碳循環(huán)

海洋循環(huán)主要指海洋中的物質(zhì)和熱量的循環(huán)流動(dòng),，其主要形態(tài)可分為海上內(nèi)循環(huán)和海陸間循環(huán),。海上內(nèi)循環(huán)指海洋面上的水蒸發(fā)成水汽，進(jìn)入大氣后在海洋上空凝結(jié),，形成降水又回到海洋的局部水分交換過程,。海陸間循環(huán)則包括海洋表面的水經(jīng)過蒸發(fā)變成水汽，水汽上升到空中隨氣流運(yùn)行,，被輸送到大陸上空,，其中一部分在適當(dāng)條件下凝結(jié)，形成降水,。降落到地面的水,，一部分沿地面流動(dòng)，形成地表徑流,；一部分滲入地下形成地下徑流,。二者經(jīng)過江河匯集，最后又回到海洋,。

3. 海洋中碳的存在形式

海洋碳循環(huán)可以分為三個(gè)方面,。

第一方面是“碳酸鹽泵”，就是大氣中的CO2氣體被海洋吸收,，并在海洋中以碳酸鹽的形式存在,；

第二方面是“物理泵”，即混合層發(fā)展過程和陸架上升流輸入,，它與海洋環(huán)流密切相關(guān),；

第三方面是“生物泵”，即生物凈固碳輸出,，

4. 海水表面水的碳含量

海水的平均鹽度是35‰,，一升海水有約35公克的鹽溶于其中,。

已被發(fā)現(xiàn)海水化學(xué)物質(zhì)及元素有92種，其中11種（氯,、鈉,、鎂、硫,、鈣,、鉀、溴,、鍶,、硼、碳,、氟）占海水溶解物質(zhì)總量的99.8%，其它含量甚微,；目前可以從海水中提取60多種化學(xué)物質(zhì),。

世界海水的鹽度大約為35psu（35‰），這意味著平均每一升海水中就含有35克的鹽（大部分是氯化鈉）溶解其中,。高于人體溶質(zhì)度級(jí)別（現(xiàn)代生物的體液類似遠(yuǎn)古海洋的濃度,，大約為0.9%），非直接飲用水來源,。

5. 利用海水進(jìn)行碳儲(chǔ)存

地球上還有三個(gè)碳庫：大氣圈庫,、水圈和生物庫。

地球上最大的兩個(gè)碳庫是巖石圈和化石燃料,，含碳量約占地球上碳總量的99.9%,。這兩個(gè)庫中的碳活動(dòng)緩慢，實(shí)際上起著貯存庫的作用,。地球上還有三個(gè)碳庫：大氣圈庫,、水圈庫和生物庫。

6. 海水中碳的主要存在形式

海水是含有一定數(shù)量的無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的溶液,，主要溶解有氮,、氧和二氧化碳等氣體物質(zhì)，以氯化物為主的各種鹽類,，以及其他多種化學(xué)元素,。在為數(shù)眾多的溶解于海水的元素中，氯化物和硫酸鹽含量約占鹽類總含量的99%,，其中氯化鈉,、氯化鎂等氯化物則占4/5以上。氯化鈉味道發(fā)咸,，氯化鎂和硫酸鎂味道發(fā)苦,，所以海水不僅有咸味,，也有苦味。

全世界的海水里到底含有多少鹽類呢?如果把它們?nèi)刻崛〕鰜?，那是非常驚人的,。據(jù)科學(xué)家計(jì)算，全球海水中鹽類總含量約5億億噸,。這個(gè)數(shù)字有多大呢?打個(gè)比方,，如果把海水全部蒸發(fā)掉，整個(gè)大洋底部將平均有60米厚的鹽層,，如果把這么多鹽類均勻地鋪在地球表面,，則有45米厚;如果把它們?nèi)康谷氡北螅粌H可以將北冰洋填平,，而且會(huì)在洋面上堆起500米高的鹽層;如果把它們堆積到印度半島上,，鹽層的高度甚至可以把世界第一高峰——珠穆朗瑪峰完全埋沒。

7. 海水碳源

1,、魚幾乎對(duì)所有農(nóng)藥都很敏感,，魚塘中嚴(yán)禁投放所有農(nóng)藥。下面這些農(nóng)藥產(chǎn)品對(duì)魚致死率特別高,。

2,、魚藤精，魚藤精只損害魚的神經(jīng)系統(tǒng),，但是對(duì)人無毒,。魚藤精，又名魚藤氰,、魚藤酮,、毒魚藤,，是由魚藤屬和梭果豆屬植物根部經(jīng)細(xì)磨和提取而得的一種殺蟲劑,，其主要成分是魚藤酮，殺蟲力強(qiáng),，農(nóng)業(yè)上用于防治棉花,、果樹,、蔬菜、煙草,、桑,、茶樹等的多種害蟲。

3,、含氯的消毒劑,。可能很多人養(yǎng)魚養(yǎng)蝎的時(shí)候，都會(huì)喜歡在里面放一些消毒劑,，認(rèn)為這樣就會(huì)有利于江河里的一些細(xì)菌之類的殺死,，但是如果這種消毒劑使用過量的話，就會(huì)造成河里的魚蝦死亡,，而且在一些水質(zhì)比較肥沃的地方,，也就是營養(yǎng)物質(zhì)比較多的，可能會(huì)因此造成缺氧,，這樣也容易造成魚類的大量死亡,，所以使用這種含氯的消毒劑，一定要注意把握量,，千萬不能過量,。

4、殺蟲藥,。尤其是在一些農(nóng)村的池塘里面沒到,，春季的時(shí)候很多農(nóng)戶都喜歡用殺蟲藥來噴撒地里的莊稼，這樣能夠殺死蟲子,，像是一些菊酯類的殺蟲藥,，但是這種毒藥其實(shí)不光對(duì)寵物危害很大，對(duì)魚類也是比較大的,。

8. 海水碳匯

濕地退化將使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降或喪失,。從濕地喪失與退化對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響分析,，其主要危害有以下方面:

01 加劇了洪澇與干旱災(zāi)害

湖泊濕地因圍墾和泥沙淤積,，調(diào)蓄湖面大大萎縮，調(diào)蓄功能下降,，導(dǎo)致洪澇災(zāi)害加劇,。沼澤的草根層和泥炭層，持水能力大,，有“生物貯水庫”之稱,，但由于大面積開墾沼澤，三江平原蓄水和均化洪水的功能被削弱,，加大了洪澇災(zāi)害造成的損失,。

02 濕地污染加劇了水資源短缺，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失,。

我國的水資源總量雖較大,，河川徑流量達(dá)27115億立方米，但因人口眾多,，耕地面積大,，因此，人均占有水量僅相當(dāng)于世界人均水量的26%。 農(nóng)業(yè)增產(chǎn)在很大程度上與發(fā)展灌溉有關(guān),，而增加有效灌溉面積又受制于水資源,。濕地的水質(zhì)污染，使許多河段和湖泊淪為劣V類水質(zhì),，喪失了使用功能,，形成了水量越少、水污染越重的惡性循環(huán),，加劇了水資源緊缺狀況,。

3,濕地萎縮使?jié)O業(yè)資源受損

漁業(yè)是大農(nóng)業(yè)的重要部門，長江中下游是我國淡水漁業(yè)生產(chǎn)基地,，但圍墾,、污染和江湖阻隔破壞了湖泊的生態(tài)環(huán)境，直接影響水產(chǎn)資源的自然增殖,，導(dǎo)致漁業(yè)資源衰退,。水生植物是湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，在維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展中有重要作用,。圍墾不僅直接導(dǎo)致菱,、蓮、芡,、葦?shù)人?jīng)濟(jì)植物分布面積驟減,，同時(shí)也使魚類賴以繁衍的空間縮減。

4,土壤侵蝕和海岸侵蝕加劇

 濕地植被的破壞導(dǎo)致土壤侵蝕加劇,，土地生產(chǎn)力下降,。 三江平原沼澤在開墾過程中，平原區(qū)的島狀林幾乎被砍伐殆盡,，加上沼澤,、草甸植被的破壞，風(fēng)行無阻,，風(fēng)蝕日益加劇,，平原區(qū)約有近百萬公頃農(nóng)田遭受風(fēng)蝕危害。在松花江以北的窠北,、綏濱地區(qū),，植被破壞后還出現(xiàn)局部沙化。

海岸侵蝕是我國濱海濕地區(qū)存在較為普遍的問題,。植被破壞,、開采砂石和礦物，以及受臺(tái)風(fēng),、潮流的襲擊是造成海岸侵蝕的主要因素,。 在沙質(zhì)海岸區(qū)，采挖建筑用沙已使許多沙質(zhì)海岸遭受破壞，海岸侵蝕加劇,。一些沿海濕地的破壞使許多沿海城鎮(zhèn)嚴(yán)重地受到海水的侵蝕和滲透,，海水對(duì)淡水系統(tǒng)的影響直接威脅著當(dāng)?shù)氐牡Y源，尤其是地下水超采導(dǎo)致海水大范圍倒灌,。

9. 海水碳源的作用是什么

可再生的常規(guī)清潔能源包括：

1,、太陽能。太陽能既是一次能源,，又是可再生能源,。它的資源豐富，既可免費(fèi)使用,，又 無需運(yùn)輸,， 對(duì)環(huán)境沒有任何污染。

2,、地?zé)崮?。地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮埽?它起源於地球的熔融巖漿和放射性物 質(zhì)的衰變， 其利用可分成地?zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類,。如果熱量提取的速度不超 過補(bǔ)充的速度,，那麼地?zé)崮鼙闶强稍偕摹２贿^,，地?zé)崮艿姆植枷鄬?duì)來說比較分散,，開發(fā)難度較大。

3,、風(fēng)能,。風(fēng)能是一種有巨大發(fā)展?jié)摿Φ臒o污染可再生能源，特別是對(duì)沿海島嶼,，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū),， 地廣人稀的草原牧場,，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村,、邊疆， 作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途途徑,。

4,、海洋能。海洋能指依附在海水中的可再生能源,，海洋通過各種物理過程接收,、儲(chǔ)存和 散能量，這些能量以潮汐,、波浪,、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在於海洋之 中,。 利用技術(shù)：潮汐能發(fā)電,、波浪發(fā)電、海水溫差能發(fā)電,、鹽差能發(fā)電,、海流發(fā)電 ?！　?/p>

5,、生物能。生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體,， 生物能是太陽能以化學(xué)能形式 貯存在生物中的一種能量形式,，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來 源於植物的光合作用,。在各種可再生能源中,，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能,，更是一種唯一可再生的碳源,，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,。

6,、氫能。氫能是一種二次能源,， 因?yàn)樗峭ㄟ^一定的方法利用其他能源制取的,，而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采,，這種能源總有枯竭的一天,，而氫能若能從中生產(chǎn)，則可望能抒解能源危機(jī)的警戒,。

10. 海洋 碳中和

包括以下方面：

1. 降低化石能源使用：包括推廣清潔能源,，提高能源利用效率，推廣節(jié)能措施等,。

例：美國加州政府采取了多項(xiàng)措施,，如推廣太陽能電池板、電動(dòng)汽車等,，以減少化石燃料的使用,。

2. 推廣可持續(xù)發(fā)展：包括生態(tài)修復(fù)、森林保護(hù)等,，以吸納二氧化碳并提高自然環(huán)境質(zhì)量,。

例：印度政府在國家養(yǎng)護(hù)計(jì)劃中推廣植樹造林,、濕地保護(hù)等措施，增加森林覆蓋率和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,。

3. 技術(shù)創(chuàng)新：包括碳捕獲,、碳封存、轉(zhuǎn)化利用等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,。

例：日本東京海洋大學(xué)研發(fā)了一種利用海藻生產(chǎn)生物燃料的技術(shù),，有效減少了化石能源的使用。

綜上,，碳中和是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,，需要通過多種措施來共同實(shí)現(xiàn)，包括降低能源使用,、推行可持續(xù)發(fā)展和開發(fā)新技術(shù)等方面,。