koolstofbuffersysteem

Koolstofbuffersysteem is de verzamelnaam voor de chemische evenwichtsprocessen waarin koolstof in water voorkomt in verschillende vormen: kooldioxide (CO2), koolzuur (H2CO3), bicarbonaat (HCO3−) en carbonaat (CO3^2−). Het systeem bepaalt de zuurgraad (pH) van water en de beschikbaarheid van koolstof voor chemische en biologische processen in mariene, zoetwater- en bodemomgevingen.

In oplossing stroomt CO2 uit de atmosfeer het water binnen en reageert het met water: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3−. HCO3− kan verder dissociëren naar CO3^2−: HCO3− ⇌ H+ + CO3^2−. De verdeling van deze koolstofspecies is sterk pH-afhankelijk: bij lagere pH overheerst CO2/H2CO3, bij hogere pH overheerst CO3^2−. In normale zeewatercondities ligt het grootste deel van opgeloste koolstof als HCO3−; CO3^2− is essentieel voor de vorming van schelpen en koraal.

Alkaliteit, de buffercapaciteit van water, bepaalt hoe sterk de pH verandert als zuur of base wordt toegevoegd. De oceaan bevat aanzienlijke alkaliteit, waardoor het avonturen van CO2 tijdelijk wordt opgevangen. Echter, toenemende opname van antropogeen CO2 verlaagt de CO3^2−-concentratie en leidt tot verzuring van het zeewater, met nadelige effecten op kalkproducerende organismen en mariene ecosystemen.

Naast de oceaan spelen koolstofbuffersystemen ook een rol in bodems en zoetwater. Kalkrijke bodems en mineralen leveren buffervermogen dat pH en koolstofdynamiek beïnvloedt. Voor beheer en onderzoek worden pH, alkaliteit en total inorganic carbon (TIC) gemeten om het systeem te karakteriseren en de effecten van klimaatverandering te begrijpen.

---