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，化學性質很穩定。
工業中加壓成液態儲存在鋼瓶中，放出時可凝結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，可對人體產生危害。見表.
表. 二氧化碳衛生學意義
| 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) | 室內衛生狀況明顯惡化 |
| 0.30 (6000mg/ m3） | 人體出現明顯頭痛 |
| 4(80000mg/m3) | 出現頭痛等神經癥狀 |
| ≥8(160000mg/m3） | 可引起死亡 |
人類短暫接觸3%的濃度時，對中樞神經系統無明顯毒理損害，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。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，細菌發酵過程以及生物的呼吸都會產生二氧化碳。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，二氧化碳濃度會明顯增高。
從業人員職業接觸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利用植物發酵制糖，釀酒。用玉米制造丙酮以及制造酵母等生產過程，均可產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工業方面，二氧化碳可用于制堿，制糖工業，并用于鋼鑄件的淬火和鉛白的制造等。是石灰、發酵工業的副產品，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農業方面，綠色植物與人類息息相關，可以說是同呼吸，共命運。
醫學專家測試表明，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,空氣進入體內表面積約60～80平方米的肺泡里，經物理的擴散，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，農業也將會得到更大的豐收。美國佛羅里達大學農業系教授杰塞里﹒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量比正常情況下增加30%～40%。”
資料介紹，棚室內，農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，在棚室內施放二氧化碳氣肥，提高產量的科學道理早已被人們所接受。
③環境保護方面
綠色植物產生氧氣的功能十分重要。據實驗證明，每公頃綠地每天能吸收900kg的二氧化碳，生產出600kg氧氣。據計算，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，調節氣候，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. 二氧化碳用于農業育種，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.綠色植物對全球節能減排的貢獻
街道兩側站立著亭亭玉立的樹木和廣茂的森林，被人類稱之為環境保護的衛士，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系統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。
林業碳匯的意義，森林是陸地生態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%，數據顯示，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。據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估算，全球陸地生態系統中儲存了約2.48萬億噸碳，其中1.15萬億噸儲存在森林生態系統中。全球森林生態系統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安全，減緩和適應氣候變化發揮著重要的作用。
上述部分內容選之由徐錠明，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，生態惡化，極端天氣和自燃災害頻發。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，糧食減產或絕收，饑餓和死亡人數增多，人類的生存和發展面臨嚴重的威脅和巨大的挑戰。
7.落實“聯合國氣候大會協議”的要求—節能減排
第21屆聯合國氣候大會于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。經過艱苦談判，最終達成共識，協議主要內容如下：
①將地球氣溫升幅控制在不超過工業革命2℃內（1.5℃左右）。
②每五年檢討各國排放工業進展情況。
③發達國家對發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年實現碳中和。”
據新華社報道：
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酋迪拜舉行的《聯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%，新能源汽車產銷穩居世界第一，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，支持發展中國家提升應對氣候變化的能力。
中國作為負責任的發展中國家，有決心堅持綠色低碳發展的道路，為全球節能減排作出貢獻。
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、生物質能、氫能等非化石能源，是自然中可循環再生，對環境污染小的能源，是天然的綠性能源。
②節約能源，進一步提高能源的利用率，對能耗大，污染嚴重的企業就采取關停并轉的原則。煤炭轉換為電力的比重要加大，盡量減少煤炭的使用量。
③普及節能技術，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。
結束語.2023年11月14日國家主席習近平與美國總統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“巴黎氣候大會協議”提出的節能減排目標。讓地球村80億居民生活環境更加美好。
2023.11.27