二氧化碳與氣候
化學(xué)先生 / 2019-05-21
二氧化碳在常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)味氣體。
17世紀(jì)初，比利時(shí)化學(xué)家范，海爾蒙特在檢測(cè)木炭燃燒和發(fā)酵過(guò)程的副產(chǎn)氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)二氧化碳。173年，拉瓦錫把碳放在氧氣中加熱，得到被他稱(chēng)為“碳酸”的二氧化碳?xì)怏w，測(cè)出質(zhì)量組成為:碳23.5％～28.9％，氧71.1％76.5％。1823年，邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)，加壓可以使二氧化碳?xì)怏w液化。1835年，M. Thilorier制得固態(tài)二氧化碳(干冰)。1884年，在德國(guó)建成第一家生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳的工廠(chǎng)。
在自然界中二氧化碳含量豐富，為大氣組成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然氣或油田伴生氣中以及碳酸鹽形成的礦石中。大氣里含二氧化碳為0.03％～0.04％(體積比)，總量約2.75×102噸，主要由含碳物質(zhì)燃燒和動(dòng)物的新陳代謝產(chǎn)生。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，二氧化碳有著十分廣泛的用途。二氧化碳產(chǎn)品主要是從合成氨制氫氣過(guò)程氣、發(fā)酵氣、石灰窯氣、酸中和氣、乙烯氧化副反應(yīng)氣和煙道氣等氣體中提取和回收，目前，商用產(chǎn)品的純度不低于99％(體積)。二氧化碳不但是綠色植物通過(guò)光合作用合成淀粉的不可缺少的物質(zhì)，同時(shí)還起著保護(hù)地球的作用，因而通常又被稱(chēng)為地球的“棉被”。大家知道，太陽(yáng)的短波輻射(主要是可見(jiàn)光)很容易透過(guò)大氣層達(dá)到地球表面。大氣中的二氧化碳和水蒸氣一樣，對(duì)紅外波輻射有強(qiáng)烈的吸收作用，能“截留”它，不讓它逸散到空間去，因而可增加低層大氣的溫度，這就是通常所說(shuō)的“溫室效應(yīng)”。地球上環(huán)境溫度由于地面和大氣層在整體上吸收太陽(yáng)輻射能量平衡于釋放紅外線(xiàn)輻射到太空外中的能量而保持穩(wěn)定。但受到溫室氣體的影響，大氣層吸收紅外線(xiàn)輻射的分量多過(guò)它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過(guò)程可稱(chēng)為“天然的溫室效應(yīng)”。由于人類(lèi)活動(dòng)釋放出大量的溫室氣體，結(jié)果讓更多紅外線(xiàn)輻射被折返到地面上，加強(qiáng)了“溫室效應(yīng)”的作用。如果沒(méi)有大氣，地表平均溫度就會(huì)下降到-23℃，而實(shí)際地表平均溫度為15℃，這就是說(shuō)溫室效應(yīng)使地表溫度提高了38℃。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，不斷消耗天然資源，大氣中的二氧化碳迅速增加。
科學(xué)家預(yù)測(cè)，今后大氣中二氧化碳每增加1倍，全球平均氣溫將上升1.5℃～4.5℃，而兩極地區(qū)的氣溫升幅要比平均值高3倍左右。美國(guó)科學(xué)家還認(rèn)為，甲烷的“溫室效應(yīng)”比二氧化碳的效果強(qiáng)300倍，氟利昂比二氧化聯(lián)強(qiáng)2000倍。特別值得指出的是，這些在空氣中的痕量氣體起著“放大器”的作用，能將二氧化碳的溫室效應(yīng)加以放大，進(jìn)一步促進(jìn)地球變暖。對(duì)待氣候變暖，應(yīng)一分為二地去看。好的一面，氣候變暖可使植物生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，有利于植物生長(zhǎng)，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，也應(yīng)看到氣候變帶來(lái)一些不利因素.
①氣候轉(zhuǎn)變:“全球變暖”造成大氣層云量及環(huán)流的轉(zhuǎn)變，當(dāng)中某些轉(zhuǎn)變可使地面變暖加劇(正反饋)，某些則可今變暖過(guò)程減慢(負(fù)反饋)等不良后果;②地球上的病蟲(chóng)害增加:美國(guó)科學(xué)家曾發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰層溶化，被冰封十幾萬(wàn)年的史前致命病毒可能會(huì)重見(jiàn)天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類(lèi)生命受到嚴(yán)重威脅;③海平面上升，“全球變暖”會(huì)導(dǎo)致海平面升高:全球暖化使南北極的冰層迅速融化，海平面不斷上升，世界銀行的一份報(bào)告顯示，即使海平面只小幅上升1米，也足以導(dǎo)致5600萬(wàn)發(fā)展中國(guó)家人民淪為難民:④氣候反常，海洋風(fēng)暴增多:⑤土地干早，沙漠化面積增大:⑥經(jīng)濟(jì)的影響:全球有超過(guò)一半人口居住在沿海100千米的范圍以?xún)?nèi)，其中大部分住在海港附近的城市區(qū)域，所以，海平面的顯著上升對(duì)沿岸低注地區(qū)及海島會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損害等不良后果。
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溫室效應(yīng)和全球氣候變暖已經(jīng)引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注，目前正在推進(jìn)制訂國(guó)際氣候變化公約、減少二氧化碳的排放已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。為此，世界各國(guó)都在采取措施，積極迎接環(huán)境變化的挑戰(zhàn)，預(yù)防氣候的進(jìn)一步變化。迄今規(guī)模最大的一次全球盛會(huì)一一聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)于1992年6月3日至14日在巴西里約熱內(nèi)盧舉行。會(huì)議通過(guò)了保護(hù)世界環(huán)境的4個(gè)文件，各國(guó)都必須很好遵守。節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)新能源，尤其是要發(fā)展太陽(yáng)能、核能，因?yàn)樘?yáng)能、核能不會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生有害影響。千方百計(jì)減少向大氣釋放甲烷、氟利昂、二氧化碳等氣體，以使地球覆蓋的“棉被”不至于太厚。綠色植物是大自然的調(diào)節(jié)師，是制造有機(jī)物的“綠色工廠(chǎng)”，它能吸收二氧化碳，吐出氧氣，對(duì)保持生態(tài)平衡有著重要作用。為此必須采取有力措施，大力植樹(shù)造林，美化、綠化環(huán)境，使大自然的調(diào)節(jié)師一一綠色植物，有足夠的能力調(diào)節(jié)大氣的組成，減少二氧化碳的増多?？傊?，為了人類(lèi)的生存與發(fā)展，造福于子孫后代，我們既要保護(hù)地球的“棉被”，同時(shí)又要不使“棉被”太厚，預(yù)防氣候變壞。
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