海洋微课堂（49）

原标题：海洋微课堂（49）| 海水总碱度TA

海水中含有相当数量的HCO3—、CO32-、H2BO3-、H2PO4-、SiO(OH)3-等弱酸阴离子，它们都是氢离子的接受体。海水中氢离子接受体的净浓度总和成为“碱度”或总碱度，用符号TA或Alk表示，单位为mol/dm3或mol/kg。根据上述定义Dickson（1981）给出了海水中总碱度（TA）的计算式：

TA=[HCO3-]+2[CO32-]+[B(OH)42-]+[OH-]+[HPO42-]+2[PO43-]+[H3SiO4-]+[N3H]+[HS-]-[H+]F-[HSO4-]-[HF]-[H3PO4]

式中[H+]F为氢离子自由离子的浓度。

在PH接近8的天然海水中，其中一些组分对总碱度的贡献是很小的，影响总碱度的弱酸阴离子主要为HCO3-、CO32-、B(OH)42-等，因此，对于天然海水，总碱度数值可以用下式得到很好的近似，这里称之为实用碱度（PA）：

TA≈[HCO3-]+2[CO32-]+[B(OH)42-]+[OH-]-[H+]=PA

实用碱度（PA）实际上由三部分构成，分别为碳酸碱度、硼酸碱度和水碱度。以上得近似对于绝大多数海洋水体是成立的，但对于河口、污染海域或缺氧水体，硫化物、氨和磷酸盐的影响往往不可忽略。

海水中碳酸氢盐和两倍碳酸根离子摩尔浓度的总和称为碳酸碱度，单位为mol/dm3或mol/kg，通常以符号CA表示：

CA=[HCO3-]+2[CO32-]=PA-[B(OH)42-]-[OH-]+[H+]

对于天然海水，碳酸碱度对总碱度的贡献通常占百分之九十以上，因此是总碱度的最重要组分。

（世界大洋表层水总碱度的空间分布）

海洋中的一些环境因子和生物地球化学过程会对海水总碱度产生影响,以下就这些过程分别阐述：

1、盐度的影响。由于海水中保守性阳离子和保守性阴离子的电荷数差随盐度的变化而变化，因此海水总碱度与盐度密切相关。海洋盐度主要受控于降雨、蒸发、淡水输人、海冰的形成与融化等,因而这些过程也会导致海水总碱度的变化；

2、CaCO3的沉淀与溶解。海洋中的一些生物,如球石藻、有孔虫、珊瑚虫、琥螺等,可形成CaCO3的壳体或骨骼,当他们死亡后,部分CaCO3壳体或骨骼会溶解,这些均会影响海水总碱度的变化。CaCO3的沉淀会导致海水中Ca2+浓度的降低,由此导致保守性阳离子与保守性阴离子之间的电荷数差减少,海水总碱度降低。1 mol CaCO3的沉淀将使海水DIC降低1mol,总碱度降低2mol；反之,1 mol CaCO3的溶解将使海水DIC增加1mol,总碱度增加2mol。需要指出的是,这些变化与海洋生物利用何种碳源(HCO3-、CO32-、CO2)进行钙化是没有关系的,也就是说,仅凭对海水中DIC和TA的观测是无法得到有关生物所利用碳源的信息；

3、氮的生物吸收和有机物再矿化过程中溶解无机氮的释放。海洋生物对氮的吸收以及有机物再矿化过程中释放的溶解无机氮对海水总碱度有小的影响。 Brewer和 Goldman(1976)、 Goldman和Brewer(1980)研究了海洋生物吸收利用硝酸盐、氨盐和尿素过程对海水总碱度的影响,他们发现,海洋生物吸收硝酸盐伴随着OH的产生,因而总碱度是增加的,每吸收1mol的NO3-,海水总碱度增加lmol海洋生物吸收氨盐则伴随着H+的产生,因而海水总碱度是降低的;但尿素的吸收过程则对总碱度没有影响。生源有机物再矿化过程对海水总碱度的影响与上述氮的生物吸收刚好相反 。

（太平洋P15断面海水总碱度的空间分布）

参考书目：《化学海洋学》,陈敏编著

来源：新闻中心/学生会学术部-马梓钦

编辑：宋清琳返回搜狐，查看更多

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