简介

包括中的二氧化碳、碳酸、碳酸氢根离子和碳酸根离子的平衡物系。这些成分之间的化学反应和平衡关系,二氧化碳在大气和海洋之间的交换,悬浮 颗粒中的碳酸盐与海水二氧化碳系统之间的化学平衡，海洋生物的生长繁殖与二氧化碳的循环，海水中二氧化碳含量的分布及其变化，都是这方面的主要研究内容。

海水二氧化碳系统的研究工作，虽然在18世纪就已经开始,但直到1915年,K.布赫才首次研究海水二氧化碳系统中各种成分之间的平衡理论。20世纪30年代初，根据国际海洋考察理事会(ICES) 的建议，由K.布赫、H.W.哈维、H.瓦滕贝格和S.格里彭贝格组成的专业小组，测定了不同温度和不同盐度下碳酸的第一级和第二级表观解离常数。50年 代以后，各国学者分别测定此解离常数。由于测定的方法和所依据的标准不同，所得的结果就不一致。为此，J.M.吉斯克于1978年在“海洋表和标准”联合 专家小组(JPOTS)的会议上,建议对测定标准和有关常数进行统一。

化学反应

总二氧化碳　二氧化碳在海水中有如下的化学反应和平衡关系：

CO2(溶解态)+H2O匑H2CO3

H2CO3匑H+HCO婣

HCO婣匑H++CO2-3

在溶解态的二氧化碳与碳酸的平衡中，后者的量与前者相比甚小。通常把这两者的浓度之和表示为【CO2】T，

【CO2】T=【CO2】+【H2CO3】

以表示海水中二氧化碳系统各成分的总浓度，称为总二氧化碳。

考虑碳酸在海水中的一级解离和二级解离时，通常以氢离子的活度αH+代替浓度【H+】,二氧化碳各分量用浓度，并称所得解离常数为表观解离常数K′。因此，碳酸的一级和二级表观解离常数为

它们是海水的温度、盐度和压力的函数。

海水中二氧化碳的含量，与海洋生物的分布、大陆径流、 海-气交换、固体悬浮物质和海洋沉积物等有密切的关系，因而有明显的区域分布和垂直分布。

二氧化碳的海－气交换 　海洋表层水和大气之间的二氧化碳交换，处于动态平衡。

CO2(大气)匑CO2

由于工业和交通的发展，燃料燃烧后排放到大气中的二氧化碳不断增加。例如夏威夷的冒纳罗亚观测站的观测结果说明：空气中二氧化碳平均含量，每年大约以0.68ppm的速度增长。

当表层海水中二氧化碳的分压大于大气中二氧化碳的分压时，海水向大气放出二氧化碳，反之亦然。

通常高纬度海域的海水吸收大气的二氧化碳，低纬度海域相反。总的结果是海洋吸收大气的二氧化碳。