文档介绍：为了美好的明天

──环境化学的故事
温柔的魔鬼二氧化碳

在自然界的物质循环中,碳的循环是比较简单的。让我们先来看一看碳
走过的路。
碳是生物界里的主角。它是构成有机体最基本的元素之一,占机体总干
重的%。自然界中碳的循环,与二氧化碳密不可分。大气是二氧化碳的贮
藏仓库,绿色植物在进行光合作用时,从大气中吸取二氧化碳,在光能的作
用下,合成碳水化合物,然而,碳沿着食物链的路线,从植物到动物到人,
在每一个营养级上,随着生物的呼吸都有一部分二氧化碳回到大气中;生物
的遗体和排泄物被细菌分解后,也能释放出二氧化碳。
在生物圈中不停运行的碳只占自然界中碳的总量的一小部分,其余绝大
部分以碳酸盐的形式被禁锢在岩石圈内,几乎没有资格去“旅行”。稍稍幸
运的是地球表面的碳酸岩,它被风化后也能产生二氧化碳,可以自由来去。
地下深处的碳酸岩,往往要遇到火山爆发等剧烈的地质活动才有出头之日,
火山喷发出的气体中含有大量的二氧化碳、一氧化碳等含碳的气体。
在无数的化学气体中,二氧化碳留给人们的印象似乎是很温和的,它时
时刻刻伴随着人们的生活,可又与人无涉,既不帮助你生存,又不妨碍你生
存。然而,数年前一场震惊世界的灾难却让我们对二氧化碳刮目相看。
那是年月日晚上时分左右,喀麦隆一座面积不到平方
公里的小小火山湖——尼奥斯湖发出了一声沉闷的巨响,几股强大的气体从
湖底冲出,然后一切又归于平静。逸出的气体悄无声息地向村庄扑去,气体
弥漫之处传来阵阵呻吟。第二天早上,离湖最近的尼奥斯村屋宇依旧完好,
树木依旧苍翠,可全村竟然只剩下两个活人。其余的人和家畜、家禽全都死
掉了。月日,联合国救灾协凋专员办事处在日内瓦宣布:尼奥斯湖灾难
中的死亡人数达人。
后来,许多科学家研究后作出了这样一个解释:从尼奥斯湖喷出并酿成
灾难的气体是二氧化碳。
在尼奥斯湖畔有一座活火山阿库火山,虽然已有百余年没有喷发,但却
一直慢慢从湖底的火山裂缝中散发出二氧化碳,并渗入湖中。微妙的化学平
衡使含有大量碳酸氢盐的湖水处于湖水的最底层。而碳酸氢盐素来不稳定。
那天晚上下了暴雨,大量的地表水进入湖中,使湖水出现搅动,富含碳酸氢
盐的深水上翻,同时释放出大量的二氧化碳。这令人窒息的二氧化碳夺走了
人的宝贵生命。
二氧化碳是一种比较重的气体,当它弥漫开来的时候,就会把人与氧气
隔离开来。人长时间离开了氧气,就会窒息而亡。表面温和的二氧化碳终于
露出了它的真面目。但是,这也正是二氧化碳作为灭火剂的重要原因之一,
看来,有一弊就有一利。
随着工业的发展,人类又为碳的循环加入了一个新的因素:煤被大量开
采和使用并释放出大量的二氧化碳, 世纪石油和天然气的大量消耗也增进
了碳的循环。
人口的过快增长和工业的发展,使得人类生存和活动所产生的二氧化碳
大大超过了植物和海洋所能吸收的总量。与此同时,由于人类的滥砍滥伐,
森林面积正以每天公顷的速度从地球上消失。正常情况下一公顷阔叶林
在生长季节里一天要消耗吨二氧化碳,这就意味着大气中的二氧化碳的贮
存要比原来每天多吨。所以,从年到年的多年间,大气
中的二氧化碳的浓度,将从%增加到%,这个数字后面所蕴含
的祸害之一,便是人们所说的“温室效应”。
年夏季,全球出现了举世瞩目的炎热天气,其炎热范围之广、程度
之甚、时间之长,均为历史之罕见,盛暑月过后,仍不断传来各地的高温
纪录被打破的消息,并因此引起各地因高温而使人丧生、因高温使用电量剧
增等种种棘手的问题。
这到底是为什么?
科学家认为,原因是多方面的,但祸根是大气中含量日益增多的二氧化
碳。
大家知道,太阳短波(主要指可见光)辐射是透过大气层到达地球表面
的。地球表面从太阳获得能量变暖以后,又以长波红外辐射的形式向外发射。
而二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用,地球表面发出的长波辐射到大气
以后就被二氧化碳截获,最后使大气增温。大气中的二氧化碳如同暖房的玻
璃一样,只准太阳的辐射热进来,却不愿让里面的长波热辐射出去,于是和
玻璃一样造成了温室效应。
据有些科学家的模型推算,如果大气中的二氧化碳的年增长率为%,
到年其浓度将增加到%至%,如果这种势头不加控制,到
年还将增长到%,这时全球的气温将上升~ ℃,从而引起
南极冰帽的融解。
其实已有报告指出,在过去的年内,南极的气温已上升了℃,南极
的冰川在退却,夏季时间有所延长,使南极的植物迅速繁殖。而且由于冰雪
融化,长期被冰冻的种子解冻发芽,新的物种开始出现,南极正在变绿。
但是,南极冰川溶解会导致海平面上升,