海水中存在着相当数量的碳酸根、碳酸氢根和硼酸根等弱酸阴离子，这些阴离子在海水中同相应的弱酸分子保持一定的电离平衡关系。它们之间的数量和比例影响着海水的pH值。海水呈碱性一方面是由于强碱阳离子(如碱金属和碱土金属离子)在数量上略为超过强酸阴离子(如Cl－，等)，另一方面是由于弱酸平衡的调节作用的缘故。海水的“碱度”是用来衡量海水中所含弱酸离子的多少，它和海水的pH值(酸度或称酸碱度)有直接的密切关系，但两者却是两个截然不同的概念。

1.海水总碱度

体积为一升的海水中碳酸氢根、碳酸根和硼酸根等弱酸阴离子浓度的总和，在海洋学上称为碱度(或总碱度)。通常以Alk表示，单位是毫摩尔/升。可用下式表示:

由此可见，碱度即相当于中和一升海水所需要氢离子的毫摩尔数。

式(4.5)中最后一项为剩余碱度，指碳酸、硼酸以外的所有弱酸阴离子浓度的总和，在一般情况下，由于其含量较之其他项要低得多而忽略不计，这样:

式(4.6)中，最后两项在pH值＝5.5～8.5的范围内也可忽略。如对温度为10℃、pH值为8.3的未受污染的海水，和分　别　为20×10－4、2.0×10－4和1.0×10－4mol/L，而cOH－－仅为2×10－6mol/L。因此，这两项也可忽略，Alk可表示为:

但在一些河口区，需考虑无机磷酸盐对碱度的影响，在一些缺氧海水中C剩除了要考虑磷酸根离子外，还需考虑SH－＋H2S和＋NH3的影响。Gaines等在河口底层缺氧水(水深12.5m，氯度为12.37)中发现H2S达到4.5mmol/L，测得碱度高达12.6mmol/L。

2.碳酸碱度和硼酸碱度

式(4.7)中等式右侧前两项又称“碳酸碱度”CA，即

它约占总碱度的95%。(www.daowen.com)

而式(4.7)中等式右侧第三项称“硼酸碱度”，以BA表示，仅占总碱度的百分之几，如我国南海东北区计算结果表明，它仅占总碱度的1.2%～5.3%。

此两项之外的称为“剩余碱度”。正常情况下很小，可忽略。但在河口区及受污染海区，有机酸及其他一些弱酸可能成为不可忽略的因素；在缺氧、无氧海水中及HS－亦应考虑在内；深层水营养盐丰富，、、H2也可吸收质子(通常情况下不考虑)；相比之下，水本身的H＋和OH－影响很小。

3.海水总二氧化碳

虽然与CA表示法相同，但一般情况下，CA＞∑CO2。

通常测定Alk、CA、∑CO2都是在1atm下进行的，对深层水则要考虑压力的影响。因为压力上升，体积下降；压力对碳酸的解离常数影响其解离平衡。

4.碱氯比值

在外海海水中碱度与氯度的比例关系大致为一常数，通常用“碱度/盐度”(Alk/S)和“碱度/氯度”(Alk/Cl)表示，通常称“碱氯比值”，或称“碱盐系数”和“碱氯系数”，或称“比碱度”。

许多科学家研究了不同海区、不同深度的碱氯比值，认为:在表层水中由于一部分碳酸钙为某些钙质介壳的生物所摄用，加之当海水受热蒸发时其中含有适当的沉淀核心，可能生成碳酸钙沉淀，因此在表层水中碱氯比值较低。在表下层中，尤其在海底附近，生物化学的氧化作用产生的二氧化碳有利于碳酸钙的溶解，使得深层水中碱氯比值增大，而在底层水中达最大值。在高纬度海区，海水中不含或仅含有少量钙质介壳生物，并且由于垂直混合的作用，碱氯比值的分布较为均匀，大西洋、印度洋和太平洋的碱氯比值的变化范围在0.119～0.130。

在大洋水中不同水团，碱度系数也有一定差异，因此它又是划分水团的良好化学标志。在滨海河口区，由于河水的碱氯系数较海水高得多，因此它也是滨海河口区水系混合的良好化学标志之一。在海水、河水、海冰的融化水及沉积物底质水中，由于氢离子和碳酸根离子的数量关系不同，我们可以利用有关碱度资料去研究海区水系的来源。此外，我们还可以利用碱度资料以及水温、盐度及pH值，直接对海水的总二氧化碳与碳酸根分量进行理论计算，从而避免实际测定的麻烦，并且可以得到关于不同水层及在海区中碳酸平衡体系较清楚的概念。