登陆注册
2990300000006

第6章 制造温室效应的气体元凶(1)

人类近代历史上的温室效应,与过去相比特别得显著,全球暖化即适用于形容现在的异常情形。之所以如此,是由于工业革命以来,人类燃烧化石燃料而使二氧化碳含量急剧增加,近10年来增加将近30%。

然而,许多人还不曾知道,在加剧地球温室效应方面,二氧化碳还有一支由许多气体组成的强大同盟军,它们正以极快的速度在大气中积累,并在加剧温室效应的步伐,从而加快了对地球气候的影响。

这支队伍是由甲烷、氟氯烃、氧化亚氮、三氯乙烷、四氯化碳等种气体组成的。由于它们在大气中的浓度很低,故这类气体又被称为“微量气体”。尽管它们的量是如此微小,但在加剧温室效应方面所起的作用却是不可低估的。

温室气体的增加,加强了温室效应,是造成全球暖化的主要原因,已成为世界各国家的共识,也是一种全球性的污染。

二氧化碳

二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。分子式为CO2。

17世纪初,比利时化学家范·海尔蒙特在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时,发现二氧化碳。1773年,拉瓦锡把碳放在氧气中加热,得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体,测出质量组成为碳23.5%~28.9%,氧71.1%~76.5%。1823年,迈克尔·法拉第发现,加压可以使二氧化碳气体液化。1835年,制得固态二氧化碳(干冰)。1884年,在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。

在自然界中二氧化碳含量丰富,为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03%~0.04%(体积比),总量约2.75×1012吨,主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门,二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收,目前,商用产品的纯度不低于99%(体积)。

二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球温度逐步升高,形成“温室效应”。

人每天都要通过吸进氧气、呼出二氧化碳来维持生命。同时,二氧化碳也是地球上一切绿色生物赖以生存的物质之一。

大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。据估计,如果没有大气,地表平均温度就会下降到-23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高38℃。

人类释放的二氧化碳空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分的0.03%(体积分数)而始终保持不变的原因。

在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射。所以,二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”。形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体。其中二氧化碳约占75%、氯氟代烷占15%~20%,此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。

全世界二氧化碳排放的总量已超过200亿吨,其中汽车的排放量约占10%~15%。

如果二氧化碳含量比现在增加1倍,全球气温将升高3℃~5℃,两极地区可能升高10℃,气候将明显变暖。气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧。更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化、海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没。20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人。

因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地,防止温室效应给全球带来的巨大灾难。

科学家预测,今后大气中二氧化碳每增加1倍,全球平均气温将上升1.5℃~4.5℃,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1米,直接受影响的土地约5×106平方千米,人口约10亿人,耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入,沿海海拔5米以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产。同时,对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后,会造成江水水位抬高,泥沙淤积加速,洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。

科学家预测,如果我们现在开始有节制地对树木进行采伐,到2050年,全球暖化会降低5%。

二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03%。人生活在这个空间,不会受到危害,如果室内聚集着很多人,而且空气不流通,或者室内有煤气、液化石油气及煤火炉燃烧,使空气中氧气含量相对减少,产生大量二氧化碳,室内人员就会出现不同程度的中毒症状。关于二氧化碳在室内空气中最大允许含量,各国尚无统一规定,日本规定室内空气中二氧化碳含量为0.15%时为换气标准。

甲烷

甲烷,最简单的烃(碳氢化合物),化学式CH4。在标准状态下是一无色气体。主要来源为天然湿地(沼泽、苔原等)、水稻田、反刍动物、煤炭开采、海洋湖泊和其他生物活动场所、CH4水合物的失稳分解等。吸收红外线辐射,影响对流层中O3及OH的浓度,影响平流层中O3和H2O的浓度,产生CO2。

甲烷是天然气的主要成分,约占了87%。在标准压力的室温环境中,甲烷无色、无味;家用天然气的特殊味道,是为了安全而添加的人工气味,通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在1大气压力的环境中,甲烷的沸点是-161℃。空气中的瓦斯含量只要超过5%~15%就十分易燃。液化的甲烷不会燃烧,除非在高压的环境中(通常是4~5大气压力)。中国国家标准规定,甲烷气瓶为棕色,白字。甲烷并非毒气,然而,其具有高度的易燃性,和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部分含卤素的化合物接触会有极为猛烈的反应。甲烷同时也是一种窒息剂,在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时,甲烷可能会渗透入建筑物内部,让建筑物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统,会主动捕捉甲烷,并将之排出至建筑物外。

甲烷是在缺氧环境中由产甲烷细菌或生物体腐败产生的,沼泽地每年会产生150Tg、消耗50Tg,稻田产生100Tg、消耗50Tg,牛羊等牲畜消化系统的发酵过程产生100~150Tg,生物体腐败产生10~100Tg,合计每年大气层中的甲烷含量会净增350Tg左右。它在大气中存在的平均寿命在8年左右,可以通过下面的化学反应:CH4+OH—>CH3+H2O消耗掉,而用于此反应的氢氧根(OH—)的重量每年就达到500Tg。

甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

甲烷是很有意思的温室气体。许多人可能没听过,然而它竟是使人类造成气候变迁的第二大温室气体。大家可能都听过二氧化碳,而甲烷是影响强大且在短期内就举足轻重的。德国核物理研究所的科学家经过试验发现,植物和落叶都产生甲烷,而生成量随着温度和日照的增强而增加。另外,植物产生的甲烷是腐烂植物的10~100倍。他们经过估算认为,植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%~30%。

碳氢化合物

由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为碳氢化合物,又叫烃。它和氯气、溴蒸汽、氧等反应生成烃的衍生物,不与强酸、强碱、强氧化剂(例如高锰酸钾)反应。如甲烷和氯气在见光条件下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷(四氯化碳)等衍生物。在烃分子中碳原子互相连接,形成碳链或碳环状的分子骨架,一定数目的氢原子连在碳原子上,使每个碳原子保持4价。烃的种类非常多,结构已知的烃在2000种以上。烃是有机化合物的母体,其他各类有机化合物可以看做是烃分子中1个或多个氢原子被其他元素的原子或原子团取代而生成的衍生物。

烃是化学家发明的字,就是用“碳”的声母加上“氢”的韵母合成一个字,用“碳”和“氢”两个字的内部结构组成字形,烃类是所有有机化合物的母体,可以说所有有机化合物都不过是用其他原子取代烃中某些原子的结果。

氟氯碳化合物(CFCs):目前以CFC—11,CFC—12,CFC—113为主。使用于冷气机、电冰箱的冷媒、电子零件清洁剂、发泡剂,是造成温室效应的气体。吸收红外线辐射,影响平流层中O3的浓度。

每年,全世界排放的碳氢化合物总量约为185830万吨。其中,甲烷是最大的天然来源,排放量占总排放量的86%;另一重要天然源,是植物排出的,占总量的9.15%。这些物质排放量虽大,但由于它分散在广阔的大自然中,并未构成对环境的直接危害。但是,1978~1987年,在低层大气中,世界范围内的甲烷浓度已上升11%,这会强化温室效应。

碳氢化合物的人为来源,主要是燃料的不完全燃烧和溶剂的蒸发。美国1970年的碳氢化合物排放总量是3500万吨。其中,汽车排放量1670万吨,占47.7%;工业企业排放550万吨,占15.7%;有机溶剂的蒸发为310万吨,占8.9%。由此看来,汽车尾气是产生碳氢化合物的主要污染源。

相对而言,许多碳氢化合物比较低毒,只有乙烯对植物直接有害;甲醛和丙烯醛有催泪作用;碳氢化合物常和含氮化合物协同作用,产生光化学雾,从而造成很大危害。

氯氟碳化合物,它们在对流层中也是化学惰性的,但也可在同温层中利用太阳辐射光解掉或和活性碳原子反应消耗掉。

不可忽视的氟污染

我国新疆东疆某煤矿患腰腿关节痛者甚多,并有四肢无力、骨关节功能障碍等症状。北疆某垦区部分团场中学生斑釉齿达95%以上,成人中也有相当多的骨关节病症,牲畜中则常见有厌食、牙齿磨损和早期脱落等病患。

同类推荐
  • 诱人的海洋

    诱人的海洋

    本书介绍了海洋蕴藏的能量和资源,孕育的动物和相关趣事,海底世界的地理奇观和大量宝藏,以及海洋里的许多奇异现象和未解之谜等。
  • 五彩缤纷的光(探究式科普丛书)

    五彩缤纷的光(探究式科普丛书)

    本书内容包括:光的形成、本质、速度、介质以及光在层状分布等非均匀介质中的传播,光的运用及光电反应等。
  • 人类的家园:环境科学知识3(青少年科普知识必读丛书)

    人类的家园:环境科学知识3(青少年科普知识必读丛书)

    本套丛书分海洋、航空航天、环境、交通运输、军事、能源、生命、生物、信息、宇宙等十册。收录词条约五千个。涉及知识面广阔且精微。所包含的内容:从超级火山、巨型海啸、深海乌贼、聪明剑鱼……到地核风暴、冰期奥秘、动物情感、植物智慧……;从登陆火星、探访水星,到穿越极地,潜入深海……既有独特的自然奇观,又有奇异的人文现象;既有对人类创造物的神奇记述,又有人类在探索和改造自然过程中面对的无奈、局限,以及人类对自然所造成的伤害,自然对人类的警告……
  • 发现水世界:水族万象

    发现水世界:水族万象

    视觉天下探索发现丛书编委会编著的《水族万象》是一本深入探解水族动物世界的百科全书,它们的聪明才智,它们的憨态可掬,它们的楚楚动人,它们的威风凛凛……它们巧妙的捕食方式,它们深居简出的生存之法,它们感人至深的“夫妻”生活……无一不是吸引你的制胜法宝,它们在这个危机四伏的大自然界里所展示的一切适者生存、弱肉强食的生存法则都将在这里真实上演。 本书盖了大部分学科领域,既突出趣味性,又兼顾知识的系统性和全面性,把复杂的科学知识用简明、通俗的语言加以描述或说明,深入浅出,配有大量和正文匹配的图片或示意图,让版面更活泼、阅读更有趣、学习更轻松,启发广大读者更好的认识,关爱大自然里的每一个宝贵生命。
  • 思维简史

    思维简史

    《思维简史》这本书所要描述的,不仅仅是简单的思维技巧,解题方法,而是在于了解我们自身的思维方式,其是否能让我们确定方向,到达目的地;是否能让我们更接近自我层面,启迪我们能有更多的一些关于自我的思考;是否能从多种思维方式或方法中汲取对我们自身有益的养料。但在这个过程中,思维的形成可能会受到外界的干扰,如媒体、网络、物质形式等,一些固有的思维或观念,已经泛滥了。比如“技能是可以速成的”“成功是可以被提炼的,可以被复制的”。当这些“思维谬误”出现在还未经世事的未成年人身上,我们或许会付诸一笑。可它一旦广泛地出现在我们的生活或工作中,甚至是出现在受过高等教育的人群中,其结果是令人恐怖的。
热门推荐
  • 高楼也许通向地狱

    高楼也许通向地狱

    柳树这几天很闹心。相好小莉跟他说怀孕了,要跟丈夫离婚,非要跟柳树结婚不可。他不离婚,小莉这头不答应;离婚吧,跟妻子青豆和孩子又没法张这个嘴。柳树思忖半个月也没找出来跟青豆离婚的理由。最让他头疼的是女儿。一看到这个小家伙活泼可爱的样子,就像拿刀子割着柳树的心一样疼。小城街边的树被秋霜涂染上了油彩,陪衬着晚霞显得分外的别致。夜晚饭口的时候,因为女儿一直吵着要吃红焖鸭头,不常上饭店的柳树带着一家三口选个临街的饭店点了几个菜。
  • 止观门论颂

    止观门论颂

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 智能时代

    智能时代

    本书的创作来源于作者杰夫·霍金斯的两大热爱,作为一名成功的计算机工程师和企业家,杰夫·霍金斯因创办了Palm Computing和Handspring两家公司而声名在外,而他个人更重要的兴趣在于大脑。在《智能时代》这本书中,作者将计算机与大脑两个领域的研究结合在一起,从大脑的细节处探究与解析人类智能的本质。这是一本简单、直观解释大脑的书,作者在书中提出“记忆-预测框架”理论,将大脑预测未来的能力作为智能的关键,并探讨了人类如何能建造智能机器,以及智能机器的未来将是什么样子。是有关智能原理的必读书,具有跨时代的意义。
  • 极道仙术

    极道仙术

    本以为消失已久的道法仙术出现在现代,莫不是江湖骗子,靠着打游戏度日的林乐突然被告知,你就是我们要找的人,别过苦逼的生活,你爸妈留了一大笔财产给你……
  • 霸道王爷温柔爱

    霸道王爷温柔爱

    紫萱,16岁的花季年龄却有着暗淡的生活,继父的轻薄让她坠楼,魂魄却来到了古代。爱上了温玉却被迫分离,身中奇毒的她再次的被霸道的子墨救去,为了替她解毒,强行的娶了她,新婚之夜,不顾她的意愿,强行的要了她,让她成为了他的女人。他不惜牺牲自己的性命,不惜让她恨他,只为了救她!她恨他,轩辕子墨,可是等她明白了一切的真相后,这样一个霸道的男人是该爱还是恨。她的感情被两个男人牵绊着,到底命运会如何呢/温玉————温润如玉,淡然如水,却独独恋上紫萱!“温玉,如果是你娶妻,你会娶一个美若天仙的女子还是一个很平凡很普通的女子”“选自己爱的”温玉回答的简单却很坚定。子墨————这个霸道的男人,苍穹国的王爷,霸道的宣称她的命是他的,所以他不允许她离开,不允许她死!用他霸道的方式无私的付出!“你的生活,你的生活就是你打算自己静静的等待着毒发,然后接受死亡的来临,或者是你想去找你心爱的温玉,我告诉你,你想都别想!”“子墨你别这样好吗,我知道你是为我好可是……”“紫萱你给我听着,即便是死,你也要死在我的怀抱里,我不会让你一个人孤独的离开,而且我不允许你死!”南君————皓月国君,对她一见倾心,却造就了她于温玉的分离!“朕要你做朕的女人!”“做你的女人,你就肯放了温玉和相国,并不再为难他们,是吗!?”“你答应朕,朕自然会放过他们!”~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~续——【爱上武林盟主】她叫梦姗,武功二流,医术三流,从小的时候就知道,她有一位磊哥哥,为了救她生死不明。所以她决定亲自去寻找她的磊哥哥,为了报答磊哥哥,她可以以身相许。心动不如行动,收拾包袱,拿上磊哥哥小时候的画像,留下一封信,前去寻找。出了家门,却不小心步入了江湖,遇到了一位长的酷酷的好看的男人。什么?竟然让她做他的妾,因为他看她很顺眼。就要做他的妾?这是什么逻辑,这样的男人,鄙视,藐视,然后直接无视,管他是什么盟主。原本一丁点的好感也被冲走了。还是偷偷闪人,去找她的磊哥哥,可是谁让她的武功是二流呢,被抓回去不说,还稀里糊涂的被吃干摸净,成了那个什么狗屁盟主的女人。可是有一天这个让她讨厌的男人却要娶别的女人,为什么她的心痛痛的,她问他为什么,他只说,他对她会和以前一样。
  • 沙丘3:沙丘之子

    沙丘3:沙丘之子

    伟大的《沙丘》系列是科幻作家弗兰克·赫伯特的传奇代表作,每个“不可不读”的书单上都有《沙丘》!《沙丘》系列风靡半个多世纪,催生了《星球大战》《阿凡达》等经典科幻电影!《沙丘3:沙丘之子》是伟大的《沙丘》系列第三部,也是《沙丘》三部曲的大结局。人类每次正视自己的渺小,都是自身的一次巨大进步。经过多年的生态变革,曾经荒芜的沙丘行星,已经草木葱茏。距离皇帝保罗·穆阿迪布消失在沙漠深处,也已过去了整整九年。他所经历的残酷权力斗争,却仍在继续。保罗留下的一对双胞胎继承人,九岁的雷托和甘尼玛——继承了父亲的神力,被视为新一代的救世主。
  • 天尊归来

    天尊归来

    在宴会途中被几个好友陷害,神魂逃得生天,下界夺舍得以求生。上一世我可笑的视你们为兄弟,你们却以我为眼中钉。今世我要重塑仙基,杀回仙界,报那无知可笑的仇,做那唯一的仙帝,掌管万界。万法仙界,独立巅峰
  • 最好不相爱

    最好不相爱

    顾微微也没有想到这辈子还会再见到这个她最爱的男人。但是陆竟轩已经恨透了她。背叛和忘记,哪个伤人最深?
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 一人一江山

    一人一江山

    神秘的组织,神秘的成员,艰难的任务,艰难的旅程,为了守护还是为了信仰?