海洋碳封存是一項(xiàng)優(yōu)勢明顯、封存潛力巨大的新興CCS技術(shù)。然而,該技術(shù)存在的風(fēng)險(xiǎn)也逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。將CO2直接注至水柱會(huì)引起海洋酸化;若將CO2封存于海底沉積物中,則可能會(huì)因注入時(shí)孔隙壓力增高或水合物形成時(shí)溫度增高而導(dǎo)致其泄漏于海水中。此外,CO2會(huì)使沉積物所處的環(huán)境酸化,從而在沉積物中引起一些化學(xué)反應(yīng),改變元素的存在形式及其溶解性和滲透性。如將砷轉(zhuǎn)化成對海洋生物有毒的形式;鐵和銅等元素既可轉(zhuǎn)變成能被生物利用的形式,在一定程度上向海洋補(bǔ)充了營養(yǎng)元素,但也會(huì)引起富營養(yǎng)化,對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。

CO2泄漏造成的海洋酸化及酸化引起海洋環(huán)境中其他條件的變化對海洋生物均會(huì)產(chǎn)生重要影響。早期的研究認(rèn)為,海洋酸化會(huì)給海洋生物帶來致命的影響。然而,最新的研究則顯示,酸化對海洋生物的影響是復(fù)雜多樣的。海洋生物會(huì)因種屬、生命周期和環(huán)境等方面的差異而對海洋酸化作出不同的響應(yīng)。通常認(rèn)為,因深海生物代謝緩慢、壽命長、所處環(huán)境較穩(wěn)定,故更易受到pCO2升高的影響。然而,實(shí)際的研究則發(fā)現(xiàn),深海北極甜蝦卻與潮間寄居蟹一樣,具有應(yīng)對海洋酸化較成熟的機(jī)制,且對海洋酸化具有更高的耐受性[28,34,52]。對日本虎斑猛水蚤和東風(fēng)螺的研究發(fā)現(xiàn),海洋酸化對不同生命周期的海洋生物具有不同程度的影響。有關(guān)珊瑚藻(Corallinealgae)構(gòu)造的拉曼光譜研究表明,該藻的構(gòu)造對海洋酸化速率的變化比酸化的程度更加敏感。

海洋酸化不但直接影響海洋生物的生命過程,而且可通過增強(qiáng)重金屬離子從沉積物中的析出而間接影響其生存。如酸化和重金屬離子的增加不僅能抑制硅藻的生長,而且酸化還會(huì)增強(qiáng)重金屬相對生物的毒性。雖然酸化可誘導(dǎo)部分生物的生理機(jī)能增強(qiáng),但Spicer等則認(rèn)為這僅僅是一種假象;實(shí)際上這部分生物的生理適應(yīng)性已增長至接近極限,一旦發(fā)生CO2泄漏,其處境會(huì)更加危險(xiǎn)。生物感官對化學(xué)品刺激的響應(yīng)是其感受周圍環(huán)境的重要行為,而非生物因素對該過程的擾動(dòng)均會(huì)對其生存、健康和物種間交流產(chǎn)生重要的影響。故需研究不同物種和不同棲息地的海洋生物對高濃度CO2的響應(yīng)。