一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法与流程

本发明海洋储碳增汇领域，具体涉及一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法。

背景技术：

1、海洋是地球上最大的活跃碳库，其二氧化碳储存量占地球总储碳量的93％，规模分别是陆地碳库和大气碳库的20倍和50倍。因此，海洋增汇和负排放技术近年来受到广泛关注。其思路主要是基于溶解度泵、生物泵、微型生物碳泵和碳酸盐泵等机制或其组合发展相应的技术方法，以增加颗粒有机碳、自生碳酸盐等储碳物质的产量，使其高效输出至深海，实现长时间尺度固碳。

2、碱性矿物增汇技术主要使用在海水中添加橄榄石矿物，利用其风化作用和对水体碱度的调节作用，加速水体二氧化碳消耗和碳酸氢根的生成，增加自生碳酸盐的产量，从而提高海洋固碳能力，总反应方程式表示如下：

3、mg2sio4+4h2o+4co2→2mg2++4hco3-+h4sio4

4、碱性矿物溶解增加的碱度可用于修复表层海洋酸化，有利于维持钙化生物(如具有钙质外壳的珊瑚)的生长。此外，碱性矿物橄榄石或凹凸棒土的溶解也可生成硅酸，有利于硅藻等初级生产者增长，碱性矿物中含有的微量铁元素的释放也常是限制浮游植物生长的营养元素。因此，碱性矿物风化不仅可以通过增加碱度吸收更多co2来增加海洋碳通量，还可以通过硅、铁释放促进浮游植物生长，增加表层海水ph值，同时刺激生物泵及微型生物碳泵来增加碳通量和碳封存。

5、值得注意的是，碱性矿物的溶解速率有限，影响储碳的效率；另一方面溶解度泵是被动的物理化学过程，受限于环境水温，对储碳效率影响有限。因此，提高碱性矿物溶解性，是提高碳汇作用有待解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术中存在的问题而提出的，其目的是提供一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法，包括以下步骤：

4、(ⅰ)在现场围隔海水中，每平方米添加碱性矿物200g，得到无机有机联合储碳增汇海水体系；

5、(ⅱ)对步骤(ⅰ)所得的无机有机联合储碳增汇海水体系进行人工波浪冲刷加速风化，进行相关参数的测定，评估无机固碳和有机固碳能力。

6、在上述技术方案中，所述碱性矿物为凹凸棒土和辅助碱性矿物；所述辅助碱性矿物为橄榄石、方解石、蛇纹钾长石或黑云母中的一种或几种的组合。

7、在上述技术方案中，所述凹凸棒土的粒径为0.1μm～1.0μm，辅助碱性矿物的粒径为20μm～2.0mm。

8、在上述技术方案中，所述凹凸棒土与辅助碱性矿物的质量比为(0.1～5)：1。

9、在上述技术方案中，所述人工波浪冲刷的周期为0.2s～1.0s。

10、在上述技术方案中，所述相关参数包括水体的ph值、碱度、二氧化碳分压、营养盐浓度、有机物总和。

11、本发明的有益效果是：

12、本发明提供了一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法，通过向现场海水中添加廉价的不同粒径大小的橄榄石和凹凸棒土(坡缕石)混合矿物，调节矿物类型配比、调控颗粒特性，进行波浪能模拟实验；利用海水中溶解度泵、生物碳泵、微生物碳泵和碳酸盐泵四种机制的协同作用，提升微生物有机质-矿物复合体的沉降效率，阻滞颗粒有机碳损失，从而提高海水的储碳效率和碳汇能力，实现海洋二氧化碳增汇。

技术特征：

1.一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：具体为在现场围隔海水中，添加碱性矿物，得到无机有机联合储碳增汇海水体系，实现无机和有机联合固碳。

2.根据权利要求1所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述碱性矿物为凹凸棒土和辅助碱性矿物；所述辅助碱性矿物为橄榄石、方解石、蛇纹钾长石或黑云母中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求2所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述凹凸棒土的粒径为0.1μm～1.0μm，辅助碱性矿物的粒径为20μm～2.0mm。

4.根据权利要求2所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述凹凸棒土与辅助碱性矿物的质量比为(0.1～5)：1。

5.根据权利要求1所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述碱性矿物的添加量为200g/m2。

6.根据权利要求1所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述无机和有机联合固碳的评估方法为：对无机有机联合储碳增汇海水体系进行人工波浪冲刷加速风化，进行相关参数的测定，评估无机固碳和有机固碳能力。

7.根据权利要求6所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述人工波浪冲刷的周期为0.2～1.0s。

8.根据权利要求6所述的海洋无机有机联合储碳增汇的方法，其特征在于：所述相关参数包括水体的ph值、碱度、二氧化碳分压、营养盐浓度、有机物总和。

技术总结
本发明公开了一种海洋无机有机联合储碳增汇的方法，采用在现场围隔海水中，添加碱性矿物，得到无机有机联合储碳增汇海水体系。本发明通过向现场海水中添加廉价的不同粒径大小的混合碱性矿物，调节矿物类型配比、调控颗粒特性；利用海水中溶解度泵、生物碳泵、微生物碳泵和碳酸盐泵四种机制的协同作用，提升微生物有机质‑矿物复合体的沉降效率，阻滞颗粒有机碳损失，从而提高海水的储碳效率和碳汇能力，实现海洋二氧化碳增汇。

技术研发人员：周微,臧甲忠,李滨,刘开元,赖晓玲,洪鲁伟,米珍睿
受保护的技术使用者：中海油天津化工研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16