海洋科普︱被二氧化碳吞噬的大海，海洋酸化的危害到底有多大？ - 海洋酸化化学反应机制

全球海洋酸化的生态效应正以前所未有的速度扩大，已成为全球共同面临的重大生态环境问题之一......今天，就让我们一起来学习一下，什么是海洋酸化以及海洋酸化会带来什么影响？

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图源：pexels-francesco-ungaro

01 海洋酸化是什么？

海洋酸化是指由于海洋吸收、释放大气中过量二氧化碳（CO₂），使海水正在逐渐变酸。自工业革命以来，海洋大约吸收了人类向大气排放CO₂中的1/3，海水pH值下降了0.1，虽然这个值看起来不大，但是海水实际酸度增加了30%，并且海水酸化的趋势还在进一步持续。

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随着大气中CO₂体积分数持续增高，海洋吸收CO₂的量也在不断增加，最终改变了海洋自身碳酸盐的化学平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。

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近年来，我国相关海域也开展了试点监测工作，目前监测结果表明，渤海、黄海部分海域的底层海水酸化现象也已经比较明显。海洋酸化现象的加剧，可能会损伤诸如贝类、甲壳类和珊瑚等海洋生物形成钙质骨骼和外壳的能力，进而影响整个海洋生态系统的结构和功能。

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02 海洋酸化对海洋物种的影响

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从全球和历史上看，海洋提供了渔业和水产养殖的关键资源。海洋酸化及其化学变化会对处于关键生命史阶段（例如，卵、幼虫、幼鱼和成虫）的可食用海洋物种的生理结构产生直接影响，从而改变它们的生存能力和可食用性。

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图源：pexels-energepiccom

对于具有重要商业价值的鱼类种群，特别是野生捕捞渔业，关注的重点是因海洋酸化而中断的种群水平过程，例如存活下来进入渔业的鱼类数量。因此，早期生命史阶段一直是研究的重点。

在鱼类方面，研究发现，CO₂的增加对某些物种（如夏季比目鱼、牙鲆和大西洋鳕鱼）的卵和早期幼虫阶段的存活率有负面影响。同样，生殖过程也是一个重点，荟萃（Meta）分析表明海洋酸化对不同生物群体（如鱼类、软体动物、棘皮动物和甲壳动物）的生存、生长、发育和繁殖有负面影响。

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图源：iNaturalist·tremarctos

此外，在一些地区，由于碳酸盐饱和度降低和无法长壳的幼体（例如美国西海岸的牡蛎）的死亡，沿海水域的贝类养殖已经在逐渐减少；而珊瑚及其造就的珊瑚礁生态系统也因海水中过多的二氧化碳，抑制了碳酸钙质珊瑚礁的沉淀生成，阻碍了珊瑚礁的生长......

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图源：pexels-jeremy-bishop

03 海洋酸化对污染物影响

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许多化学物质通过人类活动直接或间接进入到自然系统中被生物体吸收，然后通过食物链转移，在更高营养级生物体组织中积累，并影响其生理机能。

图源：pexels-yogendra-singh

研究发现，海洋酸化会改变污染物的生物利用度，加剧暴露和生物积累，并增强生物体生物水平从基因到生态系统的影响。

汞及其他金属（例如铝，铁，锌，铜和铅）通常在酸化水生环境生物利用度更高，利用度的增加解释了暴露于酸化海洋中的海洋双壳类动物中镉积累增加的原因，酸化的海水还可能会通过引起上皮损伤导致镉更容易渗透或降低排镉的能力来增加积累。

04海洋酸化对毒素的影响

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海产品尤其是贝类引起的中毒是海洋对人类健康产生负面影响的一个关键途径。贝类含有可导致麻痹性贝类中毒（PSP）、神经毒性贝类中毒（NSP）、健忘性贝类中毒（ASP）或腹泻性贝类中毒（DSP）的天然毒素，这些毒素通常是从那些形成有害藻华（HAB）的藻类中积累的。

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海洋酸化可以改变有害藻华的丰度和化学成分，从而增加贝类毒性，从而对人类健康产生负面影响。已发现受海洋酸化影响的毒素和产生它们的藻类包括麻痹性贝类毒素、神经性贝类毒素以及短毒素。

图源：iNaturalist·joeysantore

研究发现，海洋酸化会导致藻类生长速度增加，加速有毒藻类的产生。除了有害的微生物藻类，细菌还可以通过释放毒素引起疾病，例如肉毒梭菌会产生非常有效的天然毒素肉毒杆菌，当口服摄入时，会阻断神经功能，导致呼吸和肌肉骨骼麻痹[1]。

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海洋酸化除了影响到海洋生物种群外，对海洋生态系统的其他环节同样影响巨大。从细菌到鱼类，许多生物已被证明受到海洋酸化的负面影响。海洋酸化所引起的海洋种质资源的减少或消亡会随着食物链影响整个海洋生态系统平衡，积累的污染物和毒素造成人类海洋食物的负面影响，增加人类健康风险。

未来，海洋酸化问题将面临更多挑战和危机，我们必须正视海洋酸化的问题，制定应对措施，采取行动，促进海洋环境和人类社会的和谐发展。

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参考文献

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[1]FALKENBERG L J, BELLERBY R G J, CONNELL S D, et al. Ocean Acidification and Human Health [J]. Int J Environ Res Public Health, 2020, 17(12):

资料来源：贝壳红、南海海洋资源利用国家重点实验室、海南国际蓝碳研究中心、新京报等，声明：文章及图片用于公益科普，版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。

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原标题：《海洋科普︱被二氧化碳吞噬的大海，海洋酸化的危害到底有多大？》

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