你了解溫室氣體二氧化碳嗎？
文/曲建翹
1.二氧化碳理化特性文/曲建翹
二氧化碳（CO2）,俗名碳酸氣，又稱碳酸酐和碳酐，無色無臭氣體，有酸味，分子量44.01，比重1.53g/cm3（空氣＝1.00），熔點-56.6℃（526.89Kpa）,大氣壓下升華，升華-78.48℃，水中溶解度171%（0℃），88%（20℃），溶解水部分成碳酸，化學性質(zhì)很穩(wěn)定。
工業(yè)中加壓成液態(tài)儲存在鋼瓶中，放出時可凝結(jié)成雪狀固體通稱干冰。
2.二氧化碳對人體健康的影響
二氧化碳屬于呼吸中樞神經(jīng)興奮劑，為生理所需。但二氧化碳濃度超過一定范圍時，可對人體產(chǎn)生危害。見表.
表. 二氧化碳衛(wèi)生學意義
| 二氧化碳濃度(%) | 人體癥狀 |
| 0.07（1400mg/m3） | 人體感覺良好 |
| 0.10(2000mg/m3) | 個別敏感者有不舒適感 |
| 0.15(3000mg/m3) | 不舒適感明顯 |
| 0.20(4000mg/m3) | 室內(nèi)衛(wèi)生狀況明顯惡化 |
| 0.30 (6000mg/ m3） | 人體出現(xiàn)明顯頭痛 |
| 4(80000mg/m3) | 出現(xiàn)頭痛等神經(jīng)癥狀 |
| ≥8(160000mg/m3） | 可引起死亡 |
人類短暫接觸3%的濃度時，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)無明顯毒理損害，因此有人建議，這一濃度可作為10min以下接觸最高限值。中等活動量時間接觸1%的二氧化碳濃度時，除引起腎臟和呼吸代償變化外，不會造成明顯的病理改變。
動物實驗表明，一般生產(chǎn)場所二氧化碳急性中毒，常常同時存在缺氧（02）的問題。用含11%的二氧化碳的低氧（5%），使實驗動物60min內(nèi)全部死亡。在正常氧含量（20%）的氣體中，隨著二氧化碳的濃度升高，動物的死亡率也隨之增加。
當人類吸入濃度約8%～10%的二氧化碳時，除了頭昏、頭痛、眼花、耳鳴外，還有一急，脈搏增加、無力、血壓升高、精神興奮、肌肉抽搐等表現(xiàn)。時間延長時會引起肌肉痙攣，神智喪失與單存缺氧不同。
3.從業(yè)人員接觸二氧化碳的機會
二氧化碳主要來源，如天燃氣、煤和石油的燃燒，細菌發(fā)酵過程以及生物的呼吸都會產(chǎn)生二氧化碳。人們肺泡中約有5.6%，呼氣中約有4%～5%，正常大氣壓中含有0.03%的二氧化碳。在人多，有明火燃燒，并且在通風不良的房間內(nèi)，二氧化碳濃度會明顯增高。
從業(yè)人員職業(yè)接觸①長期不開放的各種礦井（主要是煤礦），油田，船艙底部及下水道等。②利用植物發(fā)酵制糖，釀酒。用玉米制造丙酮以及制造酵母等生產(chǎn)過程，均可產(chǎn)生高濃度的二氧化碳。③在通風不良的地窖和密閉的倉庫。④化工制造碳酸鈉，碳酸氫鈉，尿素，碳酸氫銨等多種化學品。⑤灌裝使用二氧化碳滅火器等等。
4.二氧化碳的應用
①工業(yè)方面，二氧化碳可用于制堿，制糖工業(yè)，并用于鋼鑄件的淬火和鉛白的制造等。是石灰、發(fā)酵工業(yè)的副產(chǎn)品，植物能利用二氧化碳和水在光合葉綠素作用下合成淀粉等有機物。
②農(nóng)業(yè)方面，綠色植物與人類息息相關，可以說是同呼吸，共命運。
醫(yī)學專家測試表明，空氣是人類生存的重要外界因素之一，機體與外界環(huán)境不斷進行著氣體交換，機體從空氣中吸入生命活動場所必需的氧氣，以維持生命活動。通常一個成年人每天約呼吸兩萬多次，吸入空氣達一萬公升，重量相當于13.6kg,空氣進入體內(nèi)表面積約60～80平方米的肺泡里，經(jīng)物理的擴散，進行氣體交換和吸收。
隨著溫室氣體效應，二氧化碳濃度增高使地球變暖。早年間，一些美國科學家認為這樣將會使世界變得更加美好，土地變得更加肥沃，植物變成更加茂盛，農(nóng)業(yè)也將會得到更大的豐收。美國佛羅里達大學農(nóng)業(yè)系教授杰塞里﹒貝克說：“小麥、水稻、大豆、花生和大部分糧食作物對高濃度的二氧化碳反應良好。高濃度的二氧化碳可使作物的產(chǎn)量比正常情況下增加30%～40%。”
資料介紹，棚室內(nèi)，農(nóng)作物利用二氧化碳可以施肥，也稱為二氧化碳氣肥。早在20世紀60年代就有利用二氧化碳施肥的報道，清潔空氣二氧化碳的濃度一般在0.03%～0.04%之間，如果把二氧化碳濃度提高到0.24%時，水稻產(chǎn)量可由350kg提高的566kg,增加62%。美國曾在田間施二氧化碳肥，水稻增加6.7%，棉花增加30%。澳大利亞將溫室中二氧化碳濃度提高3倍，大豆和基桿產(chǎn)量分別比對照點增加50%和60%，而在大田條件下（限制一定范圍）可分別增加43%和57%。
因此，利用植物的光合作用，在棚室內(nèi)施放二氧化碳氣肥，提高產(chǎn)量的科學道理早已被人們所接受。
③環(huán)境保護方面
綠色植物產(chǎn)生氧氣的功能十分重要。據(jù)實驗證明，每公頃綠地每天能吸收900kg的二氧化碳，生產(chǎn)出600kg氧氣。據(jù)計算，如果有50m2面積的草地就可以吸收1個人1天呼出的二氧化碳和供給1個人1天所需要的氧氣。草地具有吸附和過濾粉塵，凈化空氣，防止水土流失，調(diào)節(jié)氣候，控制氣溫的作用。同時，許多植物能分泌出殺菌素，殺死周邊的病毒等。
④其它方面. 二氧化碳用于農(nóng)業(yè)育種，在深井中觀察二氧化碳濃度變化，用于測量地震。在儲藏的密封糧倉中，施放高濃度的二氧化碳，防止糧食生蟲（傳統(tǒng)的殺蟲方法是用毒性極強的磷化氫（PH3））該方法效果好，安全。
5.綠色植物對全球節(jié)能減排的貢獻
街道兩側(cè)站立著亭亭玉立的樹木和廣茂的森林，被人類稱之為環(huán)境保護的衛(wèi)士，那些灌木叢，綠地，濕地等是人類生命的保護傘。提到綠色植被，介紹兩個新名詞。①森林碳匯是指森林生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植物和土壤中，從而減少大氣中二氧化碳濃度過程，活動或機制。②林業(yè)碳匯是指通過森林保護，濕地管理，荒漠化治理，造林更新造林的過程，活動或機制。
林業(yè)碳匯的意義，森林是陸地生態(tài)中最大的儲存庫和最大的吸碳器，具有增加碳匯的功能。森林植物生物量的含碳或含碳率大約是50%，數(shù)據(jù)顯示，每生長1立方米蓄積量（相當生長1噸的生物量），大約可吸收固定1.83噸二氧化碳。據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估算，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中儲存了約2.48萬億噸碳，其中1.15萬億噸儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。全球森林生態(tài)系統(tǒng)吸收和儲存的碳占全球每年大氣和地面碳流動量的90%。森林這種碳匯功能對維護全球生態(tài)安全，減緩和適應氣候變化發(fā)揮著重要的作用。
上述部分內(nèi)容選之由徐錠明，李金良，盛春光主編《碳達峰碳中和理論與實踐》一書中的部分內(nèi)容。另外，對草原、濕地、海洋等碳匯的潛力和貢獻，本文就不加贅述，讀者可自行從書中查詢。
通過以上的介紹，綠色植物對節(jié)能減排作出巨大的貢獻，全民植樹造林，加大綠色工程建設和科學管理的重要意義就不言而喻了。
6.溫室效益給人類帶來的災害
早在工業(yè)革命時期，由于化石燃料的燃燒，使溫室氣體的不斷增加，大氣層中二氧化碳濃度含量為0.027%，到20世紀50年代達到0.0315%。如果保持此速度增長，到21世紀2100年以前，大氣層中的二氧化碳濃度含量將增加到0.054%。
人類活動產(chǎn)生的溫室氣體造成全球異常高溫，特別是2010年至2019年這10年，幾乎確定有記錄以來最暖的10年。世界氣象組織秘書長被得里﹒塔拉斯說：“每一天，人們都通過極端和異常天氣感受氣候變化的影響。”
資料介紹，全球大氣溫室效應相對貢獻，二氧化碳為53.9%、氯氟烴為25.4%、甲烷為14.3%、氧化亞氮為6.4%，可以看出二氧化碳是大氣溫室氣體的主要排放源。當今世界，由于全球氣候變暖，生態(tài)惡化，極端天氣和自燃災害頻發(fā)。如冰川融化，造成海洋上的冰面積縮小，海洋吸收二氧化碳的作用日益變小，河水泛濫，河床干涸，多地干旱少雨，土地龜裂，糧食減產(chǎn)或絕收，饑餓和死亡人數(shù)增多，人類的生存和發(fā)展面臨嚴重的威脅和巨大的挑戰(zhàn)。
7.落實“聯(lián)合國氣候大會協(xié)議”的要求—節(jié)能減排
第21屆聯(lián)合國氣候大會于2015年11月30日至12月11日在法國巴黎召開，來自150個國家的元首和政府首腦出席會議。經(jīng)過艱苦談判，最終達成共識，協(xié)議主要內(nèi)容如下：
①將地球氣溫升幅控制在不超過工業(yè)革命2℃內(nèi)（1.5℃左右）。
②每五年檢討各國排放工業(yè)進展情況。
③發(fā)達國家對發(fā)展中國家減排援助每年至少1千億美金……
締約國都有責任應對氣候變化，遵照“共同但有區(qū)別的責任”原則完成各國減排的目標。2020年9月22日，在 75屆聯(lián)合國大會一般辯論會上，中國向全世界宣布：“我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年實現(xiàn)碳中和。”
據(jù)新華社報道：
2023年11月30日至12月1日，國家主席習近平的特別代表中共中央政治局常委，國務院副總理丁薛祥出席在阿聯(lián)酋迪拜舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會的世界氣候行動峰會，來自全世界160多個國的代表出席會議。
丁薛祥在發(fā)言中指出，中國一直重信守諾，為全球氣候治理作出貢獻，我國大力推進綠色發(fā)展。2022年二氧化碳排放強度比2005年下降超過51%，新能源汽車產(chǎn)銷穩(wěn)居世界第一，保有量超過1800萬輛，占世界一半以上，我們深入推進能源革命。非化石能源裝機占比提高至50.9%，全面停止新建境外燃煤電廠。供應全球50%的風電和80%的光伏設備。我們積極推進應對氣候的國際合作。安排應對氣候變化南南合作專項資金超過12億人民幣，支持發(fā)展中國家提升應對氣候變化的能力。
中國作為負責任的發(fā)展中國家，有決心堅持綠色低碳發(fā)展的道路，為全球節(jié)能減排作出貢獻。
8.減少溫室氣體二氧化碳排放措施
①提倡使用可再生能源，可再生能源指風能、水能、太陽能、生物質(zhì)能、氫能等非化石能源，是自然中可循環(huán)再生，對環(huán)境污染小的能源，是天然的綠性能源。
②節(jié)約能源，進一步提高能源的利用率，對能耗大，污染嚴重的企業(yè)就采取關停并轉(zhuǎn)的原則。煤炭轉(zhuǎn)換為電力的比重要加大，盡量減少煤炭的使用量。
③普及節(jié)能技術，綜合利用廢氣、廢水、廢渣。如科研人員將二氧化碳廢氣通入地下井中封閉起來，由水和土壤將其吸收，以減少對大氣中的排放。
結(jié)束語.2023年11月14日國家主席習近平與美國總統(tǒng)拜登在美國舊金山會晤。兩國元首的交流全面、深入、坦誠，富有建設性和戰(zhàn)略性，其中包括全球氣候變化問題。
世界兩個大國將同全世界各國攜手應對氣候變化，落實“巴黎氣候大會協(xié)議”提出的節(jié)能減排目標。讓地球村80億居民生活環(huán)境更加美好。
2023.11.27