［本站讯］近日，海洋研究院刘纪化教授团队在国际著名期刊《科学进展》（Science Advances, IF=11.7）发表了题为“The potential of wastewater treatment on carbon storage through ocean alkalinity enhancement”的研究论文，系统评估了基于污水碱化的海洋负排放碳汇效率和增汇潜力，为碳中和全球共识提供了海洋科技支撑。论文第一作者为海洋研究院工程师郑力文博士，通讯作者为刘纪化教授。山东大学海洋研究院为该论文的第一完成单位和通讯作者单位。

海水碱化（Ocean Alkalinity Enhancement, OAE）被认为是极具前景的海洋负排放方案，其原理是通过提升海水碱度，增强海洋吸收大气CO₂的能力，以应对日益严峻的全球气候变化。此前，中国科学家创造性的提出了利用污水碱化实现海洋负排放的科学理论框架，即，污水碱化OAE。污水处理形成了低pH、高CO₂和富含有机酸的水环境，理论上能够促进碱性矿物（如橄榄石）的溶解，提升水体碱度，进而实现额外吸收大气CO₂的目标。这种方法不仅有望提升OAE效率，还可能缓解污水排放造成的近海酸化等环境问题。然而，该方案的实际碱化效率、可实现的增汇潜力及其在全球不同区域的适用性，是其国际推广的关键科学问题。

论文聚焦于污水好氧处理的关键CO₂生成环节，模拟了典型碱性矿物橄榄石的碱化和入海过程，证实了“污水碱化OAE”在加速碱性矿物溶解和提升增汇效率方面的显著优势，即：污水好氧生物处理过程显著加速了橄榄石溶解，其碱化效率是非生物处理污水的9倍，是相同条件下海水溶解速率的20.5倍，使出水总碱度（Total Alkalinity, TA）增加了10 mmol kg⁻¹。尽管水体碱度大幅提升，但此过程持续生成的CO₂将污水pH稳定控制在8.5以下。这一研究结果，既满足了维持碳汇稳定的科学要求，又回应了遵守环境法规的社会关切，对于其全球推广具有重要科学意义。

论文系统分析了全球海岸线10公里范围的9480家污水处理厂，以高碱度海水的碳汇稳定性为约束上限（如文石饱和度）在全球尺度评估了污水碱化增汇的地区差异，即：北半球中纬度区域（20°N-60°N）是最具潜力的污水碱化负排放“黄金地带”。其中，欧盟、美国和中国贡献了该方案增汇潜力的55.8%。特别需要指出的是，在遵守各国家/地区现有环境法规的前提下，仅通过沿海污水处理厂，每年即可顺利实现约1800万吨CO₂的净增汇。若以当前碳移除价格计算（约150欧元/吨），其气候产业价值将高达27亿欧元/年。

论文得到了海洋负排放国际大科学计划ONCE和海南蓝碳研究及应用示范项目的支持。

山东大学海洋研究院长期以来致力于海洋碳汇研究，是海洋负排放国际大科学计划的参与单位之一，在海水碱化的应用场景、增汇装备、环境效应和监测核证方面具有系统工作基础。