Potential use of engineered nanoparticles in ocean fertilization for large-scale atmospheric carbon dioxide removal ... : الاستخدام المحتمل للجسيمات النانوية المهندسة في تخصيب المحيطات لإزالة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على نطاق واسع ...

• Main Authors: Peyman Babakhani, Tanapon Phenrat, Mohammed Baalousha, Kullapa Soratana, Caroline L. Peacock, Benjamin S. Twining, Michael F. Hochella
• Format: Text
• Language: English
• Published: OpenAlex 2022
• Subjects: Marine Biogeochemistry and Ecosystem Dynamics; Oceanography; FOS Earth and related environmental sciences; Earth and Planetary Sciences; Physical Sciences; Impact of Ocean Acidification on Marine Ecosystems; Geochemistry of Manganese Oxides in Sedimentary Environments; Geochemistry and Petrology; Ocean Acidification; Phytoplankton; Iron fertilization; Carbon sequestration; Environmental science; Carbon dioxide in Earth's atmosphere; Marine ecosystem; Limiting; Biomass ecology; Carbon Nanoparticles; Ecosystem; Carbon dioxide; Environmental chemistry; Nutrient; Ecology; FOS Biological sciences; Chemistry; Nanoparticle; Nanotechnology; FOS Nanotechnology; Biology; Materials science; Engineering; Mechanical engineering; FOS Mechanical engineering; Ocean acidification
• Online Access: https://dx.doi.org/10.60692/5zspv-3af19; https://gresis.osc.int//doi/10.60692/5zspv-3af19

Artificial ocean fertilization (AOF) aims to safely stimulate phytoplankton growth in the ocean and enhance carbon sequestration. AOF carbon sequestration efficiency appears lower than natural ocean fertilization processes due mainly to the low bioavailability of added nutrients, along with low export rates of AOF-produced biomass to the deep ocean. Here we explore the potential application of engineered nanoparticles (ENPs) to overcome these issues. Data from 123 studies show that some ENPs may enhance phytoplankton growth at concentrations below those likely to be toxic in marine ecosystems. ENPs may also increase bloom lifetime, boost phytoplankton aggregation and carbon export, and address secondary limiting factors in AOF. Life-cycle assessment and cost analyses suggest that net CO2 capture is possible for iron, SiO2 and Al2O3 ENPs with costs of 2-5 times that of conventional AOF, whereas boosting AOF efficiency by ENPs should substantially enhance net CO2 capture and reduce these costs. Therefore, ... : يهدف تخصيب المحيطات الاصطناعي (AOF) إلى تحفيز نمو العوالق النباتية بأمان في المحيط وتعزيز عزل الكربون. تبدو كفاءة عزل الكربون AOF أقل من عمليات تخصيب المحيطات الطبيعية ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض التوافر البيولوجي للمغذيات المضافة، إلى جانب انخفاض معدلات تصدير الكتلة الحيوية المنتجة من AOF إلى أعماق المحيطات. نستكشف هنا التطبيق المحتمل للجسيمات النانوية المهندسة (ENPs) للتغلب على هذه المشكلات. تُظهر البيانات المأخوذة من 123 دراسة أن بعض سياسات الجوار الأوروبية قد تعزز نمو العوالق النباتية بتركيزات أقل من تلك التي يحتمل أن تكون سامة في النظم الإيكولوجية البحرية. قد تزيد ENPs أيضًا من عمر الإزهار، وتعزز تجميع العوالق النباتية وتصدير الكربون، وتعالج العوامل المقيدة الثانوية في AOF. يشير تقييم دورة الحياة وتحليلات التكلفة إلى أن صافي احتجاز ثاني أكسيد الكربون ممكن للحديد و SiO2 و Al2O3 ENPs بتكاليف تتراوح بين 2 و 5 أضعاف تكلفة AOF التقليدية، في حين أن تعزيز كفاءة AOF بواسطة ENPs يجب أن يعزز بشكل كبير صافي احتجاز ثاني أكسيد الكربون ويقلل من هذه التكاليف. لذلك، يمكن أن يكون AOF القائم على سياسة الجوار الأوروبية ...