你了解温室气体二氧化碳吗？
文/曲建翘
1.二氧化碳理化特性文/曲建翘
二氧化碳（CO2）,俗名碳酸气，又称碳酸酐和碳酐，无色无臭气体，有酸味，分子量44.01，比重1.53g/cm3（空气＝1.00），熔点-56.6℃（526.89Kpa）,大气压下升华，升华-78.48℃，水中溶解度171%（0℃），88%（20℃），溶解水部分成碳酸，化学性质很稳定。
工业中加压成液态储存在钢瓶中，放出时可凝结成雪状固体通称干冰。
2.二氧化碳对人体健康的影响
二氧化碳属于呼吸中枢神经兴奋剂，为生理所需。但二氧化碳浓度超过一定范围时，可对人体产生危害。见表.
表. 二氧化碳卫生学意义
| 二氧化碳浓度(%) | 人体症状 |
| 0.07（1400mg/m3） | 人体感觉良好 |
| 0.10(2000mg/m3) | 个别敏感者有不舒适感 |
| 0.15(3000mg/m3) | 不舒适感明显 |
| 0.20(4000mg/m3) | 室内卫生状况明显恶化 |
| 0.30 (6000mg/ m3） | 人体出现明显头痛 |
| 4(80000mg/m3) | 出现头痛等神经症状 |
| ≥8(160000mg/m3） | 可引起死亡 |
人类短暂接触3%的浓度时，对中枢神经系统无明显毒理损害，因此有人建议，这一浓度可作为10min以下接触最高限值。中等活动量时间接触1%的二氧化碳浓度时，除引起肾脏和呼吸代偿变化外，不会造成明显的病理改变。
动物实验表明，一般生产场所二氧化碳急性中毒，常常同时存在缺氧（02）的问题。用含11%的二氧化碳的低氧（5%），使实验动物60min内全部死亡。在正常氧含量（20%）的气体中，随着二氧化碳的浓度升高，动物的死亡率也随之增加。
当人类吸入浓度约8%～10%的二氧化碳时，除了头昏、头痛、眼花、耳鸣外，还有一急，脉搏增加、无力、血压升高、精神兴奋、肌肉抽搐等表现。时间延长时会引起肌肉痉挛，神智丧失与单存缺氧不同。
3.从业人员接触二氧化碳的机会
二氧化碳主要来源，如天燃气、煤和石油的燃烧，细菌发酵过程以及生物的呼吸都会产生二氧化碳。人们肺泡中约有5.6%，呼气中约有4%～5%，正常大气压中含有0.03%的二氧化碳。在人多，有明火燃烧，并且在通风不良的房间内，二氧化碳浓度会明显增高。
从业人员职业接触①长期不开放的各种矿井（主要是煤矿），油田，船舱底部及下水道等。②利用植物发酵制糖，酿酒。用玉米制造丙酮以及制造酵母等生产过程，均可产生高浓度的二氧化碳。③在通风不良的地窖和密闭的仓库。④化工制造碳酸钠，碳酸氢钠，尿素，碳酸氢铵等多种化学品。⑤灌装使用二氧化碳灭火器等等。
4.二氧化碳的应用
①工业方面，二氧化碳可用于制碱，制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。是石灰、发酵工业的副产品，植物能利用二氧化碳和水在光合叶绿素作用下合成淀粉等有机物。
②农业方面，绿色植物与人类息息相关，可以说是同呼吸，共命运。
医学专家测试表明，空气是人类生存的重要外界因素之一，机体与外界环境不断进行着气体交换，机体从空气中吸入生命活动场所必需的氧气，以维持生命活动。通常一个成年人每天约呼吸两万多次，吸入空气达一万公升，重量相当于13.6kg,空气进入体内表面积约60～80平方米的肺泡里，经物理的扩散，进行气体交换和吸收。
随着温室气体效应，二氧化碳浓度增高使地球变暖。早年间，一些美国科学家认为这样将会使世界变得更加美好，土地变得更加肥沃，植物变成更加茂盛，农业也将会得到更大的丰收。美国佛罗里达大学农业系教授杰塞里﹒贝克说：“小麦、水稻、大豆、花生和大部分粮食作物对高浓度的二氧化碳反应良好。高浓度的二氧化碳可使作物的产量比正常情况下增加30%～40%。”
资料介绍，棚室内，农作物利用二氧化碳可以施肥，也称为二氧化碳气肥。早在20世纪60年代就有利用二氧化碳施肥的报道，清洁空气二氧化碳的浓度一般在0.03%～0.04%之间，如果把二氧化碳浓度提高到0.24%时，水稻产量可由350kg提高的566kg,增加62%。美国曾在田间施二氧化碳肥，水稻增加6.7%，棉花增加30%。澳大利亚将温室中二氧化碳浓度提高3倍，大豆和基杆产量分别比对照点增加50%和60%，而在大田条件下（限制一定范围）可分别增加43%和57%。
因此，利用植物的光合作用，在棚室内施放二氧化碳气肥，提高产量的科学道理早已被人们所接受。
③环境保护方面
绿色植物产生氧气的功能十分重要。据实验证明，每公顷绿地每天能吸收900kg的二氧化碳，生产出600kg氧气。据计算，如果有50m2面积的草地就可以吸收1个人1天呼出的二氧化碳和供给1个人1天所需要的氧气。草地具有吸附和过滤粉尘，净化空气，防止水土流失，调节气候，控制气温的作用。同时，许多植物能分泌出杀菌素，杀死周边的病毒等。
④其它方面. 二氧化碳用于农业育种，在深井中观察二氧化碳浓度变化，用于测量地震。在储藏的密封粮仓中，施放高浓度的二氧化碳，防止粮食生虫（传统的杀虫方法是用毒性极强的磷化氢（PH3））该方法效果好，安全。
5.绿色植物对全球节能减排的贡献
街道两侧站立着亭亭玉立的树木和广茂的森林，被人类称之为环境保护的卫士，那些灌木丛，绿地，湿地等是人类生命的保护伞。提到绿色植被，介绍两个新名词。①森林碳汇是指森林生态系统吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植物和土壤中，从而减少大气中二氧化碳浓度过程，活动或机制。②林业碳汇是指通过森林保护，湿地管理，荒漠化治理，造林更新造林的过程，活动或机制。
林业碳汇的意义，森林是陆地生态中最大的储存库和最大的吸碳器，具有增加碳汇的功能。森林植物生物量的含碳或含碳率大约是50%，数据显示，每生长1立方米蓄积量（相当生长1吨的生物量），大约可吸收固定1.83吨二氧化碳。据政府间气候变化专门委员会（IPCC）估算，全球陆地生态系统中储存了约2.48万亿吨碳，其中1.15万亿吨储存在森林生态系统中。全球森林生态系统吸收和储存的碳占全球每年大气和地面碳流动量的90%。森林这种碳汇功能对维护全球生态安全，减缓和适应气候变化发挥着重要的作用。
上述部分内容选之由徐锭明，李金良，盛春光主编《碳达峰碳中和理论与实践》一书中的部分内容。另外，对草原、湿地、海洋等碳汇的潜力和贡献，本文就不加赘述，读者可自行从书中查询。
通过以上的介绍，绿色植物对节能减排作出巨大的贡献，全民植树造林，加大绿色工程建设和科学管理的重要意义就不言而喻了。
6.温室效益给人类带来的灾害
早在工业革命时期，由于化石燃料的燃烧，使温室气体的不断增加，大气层中二氧化碳浓度含量为0.027%，到20世纪50年代达到0.0315%。如果保持此速度增长，到21世纪2100年以前，大气层中的二氧化碳浓度含量将增加到0.054%。
人类活动产生的温室气体造成全球异常高温，特别是2010年至2019年这10年，几乎确定有记录以来最暖的10年。世界气象组织秘书长被得里﹒塔拉斯说：“每一天，人们都通过极端和异常天气感受气候变化的影响。”
资料介绍，全球大气温室效应相对贡献，二氧化碳为53.9%、氯氟烃为25.4%、甲烷为14.3%、氧化亚氮为6.4%，可以看出二氧化碳是大气温室气体的主要排放源。当今世界，由于全球气候变暖，生态恶化，极端天气和自燃灾害频发。如冰川融化，造成海洋上的冰面积缩小，海洋吸收二氧化碳的作用日益变小，河水泛滥，河床干涸，多地干旱少雨，土地龟裂，粮食减产或绝收，饥饿和死亡人数增多，人类的生存和发展面临严重的威胁和巨大的挑战。
7.落实“联合国气候大会协议”的要求—节能减排
第21届联合国气候大会于2015年11月30日至12月11日在法国巴黎召开，来自150个国家的元首和政府首脑出席会议。经过艰苦谈判，最终达成共识，协议主要内容如下：
①将地球气温升幅控制在不超过工业革命2℃内（1.5℃左右）。
②每五年检讨各国排放工业进展情况。
③发达国家对发展中国家减排援助每年至少1千亿美金……
缔约国都有责任应对气候变化，遵照“共同但有区别的责任”原则完成各国减排的目标。2020年9月22日，在 75届联合国大会一般辩论会上，中国向全世界宣布：“我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年实现碳中和。”
据新华社报道：
2023年11月30日至12月1日，国家主席习近平的特别代表中共中央政治局常委，国务院副总理丁薛祥出席在阿联酋迪拜举行的《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会的世界气候行动峰会，来自全世界160多个国的代表出席会议。
丁薛祥在发言中指出，中国一直重信守诺，为全球气候治理作出贡献，我国大力推进绿色发展。2022年二氧化碳排放强度比2005年下降超过51%，新能源汽车产销稳居世界第一，保有量超过1800万辆，占世界一半以上，我们深入推进能源革命。非化石能源装机占比提高至50.9%，全面停止新建境外燃煤电厂。供应全球50%的风电和80%的光伏设备。我们积极推进应对气候的国际合作。安排应对气候变化南南合作专项资金超过12亿人民币，支持发展中国家提升应对气候变化的能力。
中国作为负责任的发展中国家，有决心坚持绿色低碳发展的道路，为全球节能减排作出贡献。
8.减少温室气体二氧化碳排放措施
①提倡使用可再生能源，可再生能源指风能、水能、太阳能、生物质能、氢能等非化石能源，是自然中可循环再生，对环境污染小的能源，是天然的绿性能源。
②节约能源，进一步提高能源的利用率，对能耗大，污染严重的企业就采取关停并转的原则。煤炭转换为电力的比重要加大，尽量减少煤炭的使用量。
③普及节能技术，综合利用废气、废水、废渣。如科研人员将二氧化碳废气通入地下井中封闭起来，由水和土壤将其吸收，以减少对大气中的排放。
结束语.2023年11月14日国家主席习近平与美国总统拜登在美国旧金山会晤。两国元首的交流全面、深入、坦诚，富有建设性和战略性，其中包括全球气候变化问题。
世界两个大国将同全世界各国携手应对气候变化，落实“巴黎气候大会协议”提出的节能减排目标。让地球村80亿居民生活环境更加美好。
2023.11.27