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Dioxyde de carbone dissous : Des gaz à l’état liquide ?

Lorsque la quantité de dioxyde de carbone dissous dans l’eau de mer augmente, la baisse du pH indique une augmentation de l’acidité. Tout comme les solides comme le sucre peuvent se dissoudre dans l’eau, les gaz comme le dioxyde de carbone le font aussi. Cette idée est facilement démontrée dans une bouteille de soda. Le fabricant dissout du dioxyde de carbone dans la boisson. Le dioxyde de carbone dissous est invisible à l’œil nu, mais une fois la bouteille ouverte, le dioxyde de carbone s’échappe sous forme de bulles qui vous chatouillent le nez. Le dioxyde de carbone supplémentaire présent dans l’eau gazeuse confère au liquide une acidité supérieure à celle que l’on trouverait dans une eau non gazeuse. De même, environ un tiers du gaz carbonique présent dans l’atmosphère terrestre se dissout dans les océans.

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Le dioxyde de carbone confère de l’acidité : Transformations du dioxyde de carbone dans l’eau

Une fois le dioxyde de carbone dissous dans l’eau, les molécules de dioxyde de carbone réagissent avec les molécules d’eau pour former de l’acide carboniqueacide carboniqueUn acide faible de formule H2CO3. L’acide carbonique peut encore être transformé en ions bicarbonatebicarbonateHCO3- et carbonatecarbonateCO32-. Ces quatre formes différentes de carbone (dioxyde de carbone dissous, acide carbonique, bicarbonate et carbonate) existent en proportions équilibrées dans l’eau de mer. Lorsque l’on ajoute plus de dioxyde de carbone à l’eau de mer, l’équilibre se modifie et le carbonate est perdu car il se transforme en bicarbonate en raison de l’augmentation de l’acidité.

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Comment on mesure l’acidité : le pH

Les molécules de dioxyde de carbone de l’air réagissent avec les molécules d’eau pour former de l’acide carbonique.L’acidité d’un liquide est indiquée par le pHpHA, représentation de la concentration en ions hydrogène (concentration molaire en ions hydrogène au logarithme de base 10 négatif). Plus la valeur du pH est faible, plus l’acidité d’un liquide est élevée. Les solutions à faible pH sont acides et les solutions à pH élevé sont basiques (également appelées alcalines).

Avant la révolution industrielle, le pH moyen des océans était d’environ 8,2. Aujourd’hui, le pH moyen des océans est d’environ 8,1. Cette différence peut sembler minime, mais la relation entre le pH et l’acidité n’est pas directe. Chaque diminution d’une unité de pH correspond à une multiplication par dix de l’acidité. Cela signifie que l’acidité de l’océan aujourd’hui, en moyenne, est environ 25 % plus élevée qu’à l’époque préindustrielle.

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Acidité et disponibilité du calcium formant les coquilles

L’acide carbonique qui se forme dans l’eau diminue la disponibilité du carbonate dont la vie marine a besoin pour construire des coquilles et des squelettes. Graphique développé par notre partenaire la National Environmental Education Foundation (NEEF).

Carbonate

La vie marine utilise le carbonate de l’eau pour construire des coquilles et des squelettes. À mesure que l’eau de mer s’acidifie, le carbonate est moins disponible pour que les animaux puissent construire leurs coquilles et leurs squelettes. Dans des conditions d’acidification sévère, les coquilles et les squelettes peuvent se dissoudre.

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Acidification côtière

Plus près de chez nous : Acidification côtière

Les activités humaines contribuent également à l’acidification des eaux côtières. Outre le gaz carbonique, des composés acidifiants sont libérés L’acidité d’un liquide résulte de sa concentration en ions hydrogène, qui est généralement mesurée et rapportée sous forme de pH. Avec l’aimable autorisation de l’OMSI.dans l’atmosphère lors de la combustion de combustibles fossiles, et l’excès de nutriments contribue à l’acidification des eaux côtières lors de la prolifération des alguesprolifération des algues Croissance rapide et souvent excessive d’une ou plusieurs espèces d’algues, généralement dans un lac ou des eaux côtières, qui culmine et meurt.

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Les pluies acides

La combustion de combustibles fossiles pour produire de l’énergie libère de l’eau et du dioxyde de carbone comme principaux sous-produits, mais des oxydes d’azote et du dioxyde de soufre sont également libérés en plus petites quantités. Ces deux composés formateurs d’acide retombent à la surface de la Terre. Ils peuvent atterrir directement dans les eaux côtières, ou plus souvent se mélanger à l’eau dans l’atmosphère avant de retomber sous forme de précipitations acides, comme les pluies acides. Les pluies acides ont généralement un pH compris entre 4,2 et 4,4.

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Excès de nutriments délivrés par les cours d’eau

Les éléments azote et phosphore sont des nutriments essentiels pour les êtres vivants. C’est pourquoi les agriculteurs, les propriétaires de maisons et les jardiniers fournissent de l’azote et du phosphore aux cultures, aux pelouses et aux jardins pour stimuler la croissance des plantes. Cependant, l’eau peut transporter l’excès de nutriments dans les cours d’eau et dans les eaux côtières. Les activités agricoles sont une source majeure de nutriments dans les eaux côtières, mais d’autres sources comprennent La croissance excessive d’algues augmente l’acidité lorsqu’elles meurent et se décomposent, libérant du dioxyde de carbone dans les eaux côtières. les eaux usées, les effluents des stations d’épuration et la pollution atmosphérique par les oxydes d’azote. Dans les eaux côtières, l’excès de nutriments stimule la croissance des algues. Les algues se multiplient rapidement dans des conditions de croissance idéales et les proliférations d’algues peuvent nuire à la qualité de l’eau en provoquant une hypoxie, des odeurs nauséabondes et même des toxines. Un fait moins connu est que les proliférations d’algues peuvent contribuer à l’acidification. Lorsque les algues meurent, leurs tissus en décomposition libèrent du dioxyde de carbone directement dans l’eau, ce qui entraîne une acidification.

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