科技日报记者 宋迎迎
7月3日，记者从中国科学院海洋研究所获悉，该所海洋生源要素循环与碳汇过程研究团队创新性地提出一条基于钙碱耦合的海洋碳增汇新路径：通过精准调控海水中的钙离子浓度与酸碱度，促使溶解无机碳快速转化为碳酸钙颗粒并沉降，从而显著增强海水对大气二氧化碳的吸收能力，大幅提升海洋碳汇。相关研究论文于近日发表于国际期刊《环境管理杂志》。
海洋是地球上最大的活跃碳库，对调节大气二氧化碳浓度和缓冲气候变化具有重要作用。当前主流的海洋碳增汇思路，一类是通过红树林、海草床等“蓝碳”生态系统提升固碳能力，另一类则是向海洋添加碱性物质以增强海水碱度从而吸收二氧化碳。与这些途径不同，该研究聚焦于海水溶解无机碳向固相碳酸盐的快速转化，以此形成长久碳汇，构建了一种以促进海水碳酸钙固相沉降为核心的海洋化学碳增汇新方法。
为了系统验证这一构想，研究团队先后开展了实验室模拟、中尺度开放体系实验和近海现场示范试验，全面评估了钙碱耦合过程对海水碳酸盐体系、碳移除效率及短期生态环境响应的影响。结果表明，钙和碱的协同作用能够打破海水原有的碳酸盐平衡，推动溶解无机碳向固相碳酸钙沉淀转化；而在海水体系重新建立平衡的过程中，海水二氧化碳分压会大幅降低，从而像“泵”一样持续从大气中吸收二氧化碳。
近海现场示范试验进一步显示，在特定钙碱投加条件下，海水中溶解无机碳浓度在短时间内明显降低，二氧化碳分压快速下降。基于试验结果估算，每处理1000立方米海水，单次便可驱动约77.6千克大气二氧化碳被吸收。这有力表明，该路径在真实海洋环境中具备可验证的碳移除与碳增汇效果。
研究人员指出，钙碱耦合在特定条件下能够实现高效率的溶解无机碳移除、碳酸钙沉淀和大气二氧化碳吸收，这为发展“可评估、可监测”的海洋化学碳增汇新技术提供了坚实的实验与事实依据。
这一研究从海水无机碳矿化转化的视角，拓展了海洋碳增汇的研究思路，为海洋负排放技术储备提供了新范式。
（研究团队供图）
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