pH78人类已经把海洋推到ICU
酸碱度酸碱度描述的是水溶液的酸碱性强弱程度,用pH值来表示。热力学标准状况时,pH=7的水溶液呈中性,pH7者显碱性。pH范围在0~14之间,只适用于稀溶液,氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1mol/L的溶液的酸碱度直接用浓度表示。海水pH值海水pH值是测量海水酸碱度的一种标志。海水由于弱酸性阴离子的水解作用而呈弱碱性。海水pH变化不大,一般在8.0~8.5之间,表层海水通常稳定在8.l±0.2左右,中、深层海水一般在7.8~7.5之间变动。季节性变化海水的pH变化主要是由二氧化碳(CO2)的增加或减少引起的。由于海洋占了地球面积的80%,因此海水的pH值变化很小,因此有利于海洋生物的生长。海水pH值因季节和区域的不同而不同:夏季时,由于增温和强烈的光合作用,使上层海水中二氧化碳含量和氢离子浓度下降,于是pH值上升,即碱性增强,冬季时则相反,pH值下降。在溶解氧高的海区,pH值也高;反之,pH值就低。昼夜变化夏季:白天表层海水光照时间长,浮游植物光合作用强度大于生物呼吸及有机质氧化分解强度,结果海水中出现CO2的净消耗,pH值逐渐上升;午后3—4小时内,pH值几乎达到最大值;晚间,光合作用停止,但呼吸作用和有机质降解作用照常进行,产生的CO2逐渐积累,海水pH值逐渐下降。冬季:由于水温低,生物的光合作用与有机质的分解速率均下降,pH值的昼夜变化幅度比夏季小。海洋酸化现象海洋与大气在不断进行着气体交换,受海风的影响,大气成分最先溶入海洋表层,在随后的数个世纪中,这些成分会逐渐扩散到海洋的各个深度层。海洋酸化即海水由于吸收了空气中过量的二氧化碳,导致pH值降低的现象。(全球海洋约每小时可以吸收一百万吨的CO2)当大气中过量的二氧化碳进入海洋中时,海洋就会酸化。科学家研究表明,工业时代到来之前,大气中碳的变化主要是自然因素导致的,这种自然变化造成了全球气候的自然波动。从工业革命开始,人类开采使用煤、石油和天然气等化石燃料,并砍伐了大量森林,由于人类活动,至21世纪初,已经超过自然排放量,排出超过亿吨的二氧化碳,这使得大气中的碳含量水平逐年上升。人类活动释放的CO2有超过1/3被海洋吸收,使表层海水的氢离子浓度近年间增加了三成,到年海洋平均pH值下降了0.1,这表示海水的酸度已经比年前提高了30%。如果按这个速度发展,预计到年海水表层酸度将下降到7.8,到那时海水酸度将比年高出%。海洋酸化的危害3年,“海洋酸化”这个术语第一次出现在英国著名科学杂志《自然》上。到5年,研究灾难和突发事件的专家詹姆斯·内休斯为人们进一步勾勒出了“海洋酸化”潜在的威胁。他的研究发现,距今万年前,海洋里曾经出现过一次生物大灭绝事件,而罪魁祸首就是溶解到海水中的二氧化碳,估计总量达到4亿吨,此后海洋至少花了10万年时间才得以恢复到正常值水平。首先受到影响的是浮游植物,由于浮游植物构成了海洋食物网的基础和初级生产力,它们的“重新洗牌”很可能导致从小鱼小虾到鲨鱼、巨鲸的众多海洋动物都面临冲击。此外,在pH值较低的海水中,营养盐的饵料价值会有所下降,浮游植物吸收各种营养盐的能力也会发生变化。其次,越来越酸的海水,还在腐蚀着海洋生物的身体,研究表明,钙化藻类、珊瑚虫类、贝类、甲壳类和棘皮动物在酸化环境下形成碳酸钙外壳、骨架效率明显下降。鱼类:海洋酸化会阻碍珊瑚礁的生长繁殖并导致依赖珊瑚礁作为家园的各种鱼类受到影响,《美国国家科学院院刊》的最新报道:模拟了未来50~年海水酸度后发现,在酸度最高的海水里,小丑鱼仔起初会本能地避开捕食者,但是发育中酸化海水会破坏它们的嗅觉系统,实验表明,同样一批鱼在其他条件都相同的环境下,处于正常pH值的海水中,30个小时仅有10%被捕获;但是当把它们放置在大堡礁附近酸化的实验水域,它们便会在30个小时内被附近的捕食者斩尽杀绝。珊瑚或将消失年3月,日本一个研究小组在新一期英国《自然·气候变化》杂志上发表报告说,海水酸化越严重,拥有坚硬骨骼并且能够制造珊瑚礁的珊瑚就越少,而柔软的海鸡冠则会增加。如果酸化过于严重,珊瑚有可能在21世纪末就消失。研究小组发现,当海水pH值平均为8.1的时候,珊瑚生长状态最好。当pH值为7.8时,就变为以海鸡冠为主。如果pH值降至7.6以下,两者都无法生存。死亡的珊瑚礁气候变得异常海洋吸收过量温室气体造成的海水酸化,导致海中大陆架的珊瑚礁大量死亡,而这会造成低海拔岛国,如基里巴斯和马尔代夫更容易为海潮所侵害。而海洋酸化具有潜在可能导致气候变暖加剧的能力。《自然气候变化》上的一项研究称,海水pH值的降低导致了大气硫元素减少,而海洋生物排放是大气硫元素的最大天然来源(大气中的硫元素能够增强大气对太阳辐射的反射率,从而降低地球表面温度。)研究表明到年,海洋生物对硫元素的排放将下降18%左右,而这将额外引起显著的辐射增强,地球温度将上升0.23℃~0.48℃。这将间接加剧厄尔尼诺现象,暴雨,洪水,干旱将会频发。食物和经济危机据估计,在有些水域,海洋的酸度已经开始到达贝壳开始溶解的程度。当贝类生物消失时,以这类生物为食的其他生物将不得不寻找别的食物,事实上人类将会遭殃。联合国粮农组织估计,全球有5亿多人依靠捕鱼和水产养殖作为蛋白质摄入和经济收入的来源,对其中最贫穷的4亿人来说,鱼类提供了他们每日所需的大约一半动物蛋白和微量元素。海水的酸化对海洋生物的影响必然危及这些人口的生计。梵观点:如果人类还不做出有效的应对,估计我们还能吃到生蚝的时间仅剩不多了。 |
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