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成績(jī)題目：溫室氣體的種類與作用學(xué)生姓名 學(xué) 院 專 年 號(hào)武澤華 2010116121系 城市與環(huán)境學(xué)院 業(yè) 級(jí) 環(huán)境科學(xué) 2010 級(jí)溫室氣體的種類和作用摘要： 溫室效應(yīng)是目前全球性的環(huán)境問題。本文介紹了溫室氣體的種類和相關(guān)作 用，分析了溫室效應(yīng)的主要生態(tài)影響，并探討了溫室效應(yīng)的措施。溫室效應(yīng)除了 要提高能效、減少使用化石燃料、開發(fā)利用無污染能源、保護(hù)森林資源、增加植 被面積、減少沙漠化、控制人口增加和國(guó)際合作外，還要減少二氧化碳的排放： 積極研究開發(fā)二氧化碳的新應(yīng)用技術(shù)，達(dá)到變廢為寶。 關(guān)鍵詞：溫室氣體 溫室效應(yīng) 控制對(duì)策 措施導(dǎo)言：當(dāng)今，環(huán)境問題已經(jīng)達(dá)到一個(gè)世界性的問題，不論是發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá) 國(guó)家，都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到其重要性，并且?guī)缀醵奸_展了這方面的研究。在諸多的環(huán)境 問題中，氣候變暖是顯著的問題之一。由于人類大量使用煤、石油、天然氣等礦 物燃料、大量砍伐森林、開墾荒地，使大氣中溫室氣體的含量不斷上升，溫室效 應(yīng)對(duì)氣候的影響日益明顯。相對(duì)于水污染、放射性元素污染和土壤污染，溫室效 應(yīng)對(duì)全球的影響是緩慢的、 不易察覺的，但是它將對(duì)世界社會(huì)政治穩(wěn)定及生態(tài)環(huán) 境產(chǎn)生巨大的影響。 一 溫室氣體的種類溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽(yáng)輻射，并重新發(fā)射的一些氣體， 如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等，他們的作用是地球表面變得更加溫暖， 類似于溫室截留太陽(yáng)輻射，并加熱溫室內(nèi)空氣的作用。

水汽，二氧化碳，氧化亞 氮，甲烷，臭氧等是地球大氣中主要的溫室氣體。 1 二氧化碳 大氣中的二氧化碳是植物光合作用合成碳水化合物的原料， 它的增加可以增 加光合產(chǎn)物，無疑對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利。同時(shí)，它又是具有溫室效應(yīng)的氣體，對(duì)地球 熱量平衡有重要的影響，因此它的增加又通過氣候變化而影響農(nóng)業(yè)，此外，大氣 中具有溫室效應(yīng)的氣體還有甲烷、氯氟烴、一氧化碳、臭氧等，總的溫室效應(yīng)中 二氧化碳的作用約占一半溫室氣體有哪些，其余為以上各種微量氣體的作用 二氧化碳濃度有逐年增加的趨勢(shì)，50 年代其質(zhì)量分?jǐn)?shù)年平均值約 315×10 （-6） ，70 年代初已增加至 325×10（-6） ，目前已超過 345×10（-6） ，平均每年 增加 1.0~1.2×10（-6） ，或每年約以 0.3%的速度增長(zhǎng)。綜合多數(shù)測(cè)定結(jié)果，在工 業(yè)革命以前的二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 275×10（-6） 。大氣中二氧化碳濃度增加的主要原因是工業(yè)化以后大量開采使用礦物燃料。 1860 年以來，由燃燒礦物質(zhì)燃料排放的二氧化碳，平均每年增長(zhǎng)率為 4.22%，而 近 30 年各種燃料的總排放量每年達(dá)到 50 億噸左右。 大氣中二氧化碳增加的另一個(gè)主要原因是采伐樹木作燃料。

森林原是大氣碳 循環(huán)中的一個(gè)主要的“庫(kù)” ，每平方米面積的森林可以同化 1~2kg 的二氧化碳。 砍伐森林則把原本是二氧化碳的 “庫(kù)” 變成了又一個(gè)向大氣排放二氧化碳的 “源” 。 據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO,1982）估計(jì)，70 年代末期每年約采伐木材 24 億立方米， 其中約有一半作為燃柴燒掉，由此造成的二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加量每年可達(dá) 0.4 ×10（-6）左右。 2 甲烷 甲烷是在缺氧環(huán)境中由產(chǎn)甲烷細(xì)菌或生物體腐敗產(chǎn)生的。大氣中甲烷 增加很快， 1975 年來上升了 1060pph, 而且還在繼續(xù)增長(zhǎng)。目前約一半的多 一點(diǎn)的 CH4 排放是人為的，如化石燃料使用，家畜飼養(yǎng)，水稻種植和垃圾填 埋等。此外，一氧化碳排放也被認(rèn)為是導(dǎo)致甲烷增加的一個(gè)原因。 3 氧化亞氮 氧化亞氮它在大氣層中的存在壽命是 150 年左右，盡管在對(duì)流層中是 化學(xué)惰性的，但是可以利用太陽(yáng)輻射的光解作用在同溫層中將其中的 90% 分解，剩下的 10%可以和活躍的原子氧 O 反應(yīng)而消耗掉。即使如此大氣層 中的 N2O 仍以每年 0.5 － 3Tg 的速度凈增。目前三分之一的氧化亞氮排放是 人為的，排放源主要有農(nóng)業(yè)土壤，家畜飼養(yǎng)和化學(xué)工業(yè)等。

4 鹵烴 20 世紀(jì)以前溫室氣體有哪些，合成的鹵烴化合物（ CFC S, 、 HCFC s 、 HFC S 、 PFC S 和哈龍） 在大氣中并不存在，他們完全來自于認(rèn)為排放。此外 CF 4 是一個(gè)例外，它是 一種 PFC 化合物甲烷檢測(cè)儀，但在冰芯中檢測(cè)到很低的濃度，表明其天然源小。 5 對(duì)流層臭氧 對(duì)流層臭氧由大氣光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生和破壞。 1750 年來，對(duì)流層臭氧總 量增加了 36 ﹪。這主要是因?yàn)槿藶榕欧诺囊恍┣绑w化合物如甲烷，氮氧化 物，一氧化碳等工業(yè)化排放的增加，破壞了原有的光化學(xué)反應(yīng)的平衡，導(dǎo) 致對(duì)流層臭氧濃度上升。另外，平流層可以向?qū)α鲗虞斔统粞?。根?jù)以上綜合分析，如果按現(xiàn)在二氧化碳等溫室氣體濃度的增加幅度， 到 21 世紀(jì) 30 年代，二氧化碳和其它溫室氣體增加的總效應(yīng)將相當(dāng)于工業(yè) 化前二氧化碳濃度加倍的水平，可引起全球氣溫上升 1.5 －4.5℃超過人類 歷史上發(fā)生過的升溫幅度。由于氣溫升高，兩極冰蓋可能縮小，融化的雪 水可使海平面上升 20~140cm ，對(duì)海岸城市會(huì)有嚴(yán)重的直接影響。 二 溫室氣體的作用 溫室氣體的主要作用是導(dǎo)致溫室效應(yīng)。 進(jìn)入地表附近的太陽(yáng)光被吸收，該能量被大氣、海洋和陸地再分配； 受熱的地球表面以更長(zhǎng)的波長(zhǎng)再輻射返回太空。

然而在返回途中，一些輻 射被大氣輻射活性氣體（溫室氣體）所吸收。被溫室氣體所吸收的能量想 各個(gè)方向再發(fā)射，可以向上也可以向下，其中向下的能量回到地面。這樣 的結(jié)果是，存在溫室氣體時(shí)比不存在溫室氣體時(shí)由地球表面返回到太空的 熱量要小， 因而地球表面逐漸變熱。 這種現(xiàn)象就是大氣中發(fā)生的溫室效應(yīng)。 于是在地球、太空、大氣之間建立了一種持續(xù)的、動(dòng)態(tài)的熱交換過程，達(dá) 到穩(wěn)態(tài)。 它使地球的平均溫度維持相對(duì)的穩(wěn)定， 有助于地球上生命的存在。 如果大氣層沒有將地球輻射出的熱量反射回地面，那么熱量直接損失到太 空，地球?qū)⒆優(yōu)楸颉，F(xiàn)在的地球平均溫度約為 15 ℃，比根據(jù)地球到太陽(yáng) 的距離的溫度高約 33 ℃（如果地球到到太陽(yáng)的距離是唯一的決定因素，那 么地球的平均溫度約為－ 18 ℃），比外層的空間溫度更高。 自然的溫室效應(yīng)對(duì)保持地球的可居住性是必需的，但是大氣中的溫室 氣體濃度的增高，可能導(dǎo)致大于 81 ％的輻射能量返回地球，致使地球的平 均溫度上升，這就是“增強(qiáng)的溫室效應(yīng)”。在過去的 100 年里，人類活動(dòng) 導(dǎo)致大氣中溫室氣體的濃度增高。雖然水蒸汽是大氣中最豐富的溫室氣體， 但是人類活動(dòng)產(chǎn)生的水增強(qiáng)的溫室效應(yīng)的影響與自然界排放的相比（如海 洋表面的蒸發(fā)等）可忽略。

因此，直接受人類活動(dòng)影響的主要溫室氣體是 CO2 、 CH 4、 碳的氟氯化合物和大氣對(duì)流層的臭氧等。 導(dǎo)致全球平均溫度變化的原因是非常復(fù)雜的，最可能是由于軌道效應(yīng) 和地球上的某些因素（大氣層的反射、云層的覆蓋、空氣塵埃的漂移、 CO 2 和 CH 4 的濃度變化等）的變化決定的。軌道效應(yīng)是指地球到太陽(yáng)的距離以及太陽(yáng)照射地球的角度變化引起的溫度變化等。但是，實(shí)際溫度變化的幅度 大于軌道效應(yīng)所引起的變化。因此，必須引入可能引起增強(qiáng)溫室效應(yīng)的其 他過程來解釋溫度的變化。 科學(xué)家利用極地深層冰芯來重建古氣候資料，通過對(duì)冰中所埋的許多 小的空氣氣泡成分的分析可以給出那個(gè)時(shí)期的大氣狀況，如 CO2 、CH 4 等氣體 的以及從火山或地表產(chǎn)生的塵粒。下圖展示了南極洲東部俄羅斯東方火山 站歷時(shí) 20 年深至冰芯 2.5KM 取得的研究結(jié)果，洞底的冰就是過去 16 萬年 的大氣溫度變化（據(jù)估計(jì)全球溫度變化是極地變化量級(jí)的一半）以及大氣 中 CO 2 和 CH4 的濃度。觀察氣候記錄中的大氣溫度與 CO 2 和 CH4 等濃度的強(qiáng)相 關(guān)關(guān)系，暗示了一種 CO2 和 CH 4 等變化通過溫室效應(yīng)影響大氣溫度的反饋?zhàn)?用。

CO 2 等的濃度高，則地球的平均溫度高。隨著研究的進(jìn)一步深入，越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)暗示了人類活動(dòng)產(chǎn)生的 二氧化碳是最近地球變暖的原因，因?yàn)槿祟惢顒?dòng)——現(xiàn)代化工業(yè)社會(huì)過多 燃燒煤炭、石油和天然氣，大量排放尾氣等產(chǎn)生的二氧化碳幾乎一半留在 大氣中， 另一方面由于森林亂砍亂伐， 大量農(nóng)田建成城市和工廠， 破壞了植被， 減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的條件，再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大 降低， 減少了吸收溶解二氧化碳的條件， 破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡， 就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。 。 三 溫室效應(yīng)的影響 1 海平面上升。 海平面上升， 對(duì)沿海城市、 島嶼的影響最大。 有學(xué)者估計(jì)，近百年來隨全球氣候增溫 0.6℃，全球海平面大約上升了 10－15cm。有的學(xué)者 認(rèn)為全球氣溫到下一個(gè)世紀(jì)可能升高 1.5－4℃，則海平面上升 0.8－1.8cm。如 果這樣，菲律賓的馬拉尼的大部分位于 1m 深的海水下溫室氣體有哪些，而印尼雅加達(dá)的 330 玩居民需要撤離市區(qū)。 2 氣候變化。大部分地區(qū)溫度升高，全球降雨量增加，臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)更加頻繁、更加強(qiáng)大?？茖W(xué)家預(yù)言，如果熱帶地區(qū)溫度升高 2-3℃，則海洋表面溫度的 升高將引起臺(tái)風(fēng)能量增加，并向高緯度地區(qū)發(fā)展。

3 對(duì)生物多樣性的影響。全球氣候的變化必然給生物圈造成多種沖擊，生物群落的緯度分布和生物帶都會(huì)發(fā)生變化， 很有可能有部分動(dòng)植物會(huì)處于瀕臨滅 絕的境地。 4 對(duì)人類的影響。地球增溫使得氣候反復(fù)多變，洪澇干旱增加。造成農(nóng)作物歉收、病害蟲流行、水資源匱乏。 四 對(duì)溫室效應(yīng)的防治措施 1 減少溫室氣體的排放。二氧化碳作為主要的溫室氣體，是由難以計(jì)算的自 然和人為的排放源產(chǎn)生的， 它在大氣中的停留周期可以超過 100 年，其分布非常 均勻，而且潛在的危害作用也是全 球性的。因此，控制、減少二氧化碳?xì)怏w的 排放是一件功在當(dāng)代，利在千秋的大 事。發(fā)展中國(guó)家一方面要發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)， 提高國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力，務(wù)必會(huì)加大對(duì)溫室 氣體的排放；另一方面由于科學(xué)技術(shù)落 后． 對(duì)溫室氣體的處理能力較差，使得近年來地球上溫室氣體含量呈快速增長(zhǎng)趨 勢(shì)。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家既出于幫助他國(guó)，也為了自己利益應(yīng)毫無保留地盡快向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)讓其先進(jìn)的減排技術(shù)是全球溫室氣體減排的基本點(diǎn)。 2 提高能效，減少使用化石燃料。采用替代能源，提高能效可顯著減少二氧 化碳的排放，現(xiàn)在人類使用的化石燃料約占能源使用總量的 90％，開采化石燃 料，擾動(dòng)了地層中原有元素的埋藏方式，通過燃燒使之成為可活動(dòng)因子，是溫室 氣體排放的重要來源，所占份額最大 。

世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是：石油約占能源的 40％，煤占 30％，天然氣占 20％，核能占 6.5％。尋找替代能源，開發(fā)利用生 物能、太陽(yáng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能和安全使用核能等，可顯著減少溫 室氣體排放來那個(gè)。 3 提高生物圈生產(chǎn)力與海洋吸收量。限制森林砍伐和提高森林生產(chǎn)力可增加 固碳量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球由于人類活動(dòng)已損失約 2.0×109hm2 森林，以平均 hm2 森林含碳量 100t 計(jì)， 則損失儲(chǔ)碳能力達(dá) 200Gt。如恢復(fù)已損失森林面積的 20％～ 30％ 就完全可以解決全球大氣二氧化碳濃度增長(zhǎng)的問題。 海洋通過生物、 化學(xué)、 流動(dòng)和沉積等過程不問斷地吸收大氣中的二氧化碳，年吸收速率為 1.2～2.8Gt， 并運(yùn)輸、 儲(chǔ)存于海底或轉(zhuǎn)換成其他含碳物質(zhì)。 加速淺層海水與深層海水問的交換， 有利于提高海洋的二氧化碳吸收量。 4 保護(hù)森林，減少氣候變化的危害。就減少氣候變化的危害來說，森林趁著 雙重作用，森林的燃燒和砍伐，使更多的二氧化碳排入大氣。要保護(hù)好森林，因 為它能夠吸收空氣中的二氧化碳。 5 使用新的能源。 有效使用人類目前尚未使用過的能源，也是防止地球變暖 一個(gè)有效的方法。如人們開始利用風(fēng)、海濤、地下熱量、太陽(yáng)光、垃圾焚燒等產(chǎn) 生的能量發(fā)電。

利用細(xì) 菌將廢水分解，產(chǎn)生甲烷，通過燃燒這種氣體發(fā)電。利 用太陽(yáng)光從甘蔗、紅薯等制作酒精，將其用于汽車燃料，這種方法在巴西等地已 應(yīng)用。目前，人們開始嘗試將地下水河流中地?zé)崮苡糜跇欠咳∨敖禍?。人們?多地使用垃圾燃燒熱能取暖、降溫，同時(shí)利用太陽(yáng)能的熱水器也在增多 。 6 研究開發(fā)二氧化碳的新應(yīng)用技術(shù)，變廢為寶。采用吸收法、吸附法、膜分 離法以及吸收一膜分離聯(lián)合法等方法可以分離回收燃燒排氣中的二氧化碳， 隨著 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新興學(xué)科的興起， 人類在積極研究開發(fā)二氧化碳在工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、 生物合成、能源等方面的用途，從而達(dá)到變廢為寶的目的。 7 加強(qiáng)政府行為與國(guó)際合作。加強(qiáng)政府部門或國(guó)際組織的調(diào)控作用，是減緩溫室效應(yīng)的重要措施。1997 月年 12，150 多個(gè)聯(lián)合國(guó)氣候變化公約簽字國(guó)又在 日本京都召開了氣候會(huì)議，最后簽署了《京都議定書》 ，目標(biāo)是在 2008 年至 2012 年間， 將發(fā)達(dá)國(guó)家二氧化碳等 6 種溫室氣體的排放量在 1990 年的基礎(chǔ)上 平均削減 5.2％。在國(guó)際合作中，發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)控制或降低溫室氣體的排放,而發(fā) 展中國(guó)家， 應(yīng)改善能源結(jié)構(gòu)和采取生物調(diào)節(jié)等對(duì)策來解決。全球環(huán)境問題的解決 是一項(xiàng)長(zhǎng)期而嚴(yán)峻的任務(wù)， 需要全世界每一個(gè)國(guó)家每一個(gè)地區(qū)乃至每一個(gè)人的參 與， 離開政府行為和國(guó)際合作的 支持，不可能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)溫室效應(yīng)的有序 減緩。

總結(jié) 人類活動(dòng)造成的大氣中溫室氣體濃度的急劇增加以及由此引起的全球氣 候明顯的變化,已成為全球變化中最主要和最直接的變化，而且已經(jīng)對(duì)人類社會(huì) 的各個(gè)方面產(chǎn)生重要的影響。溫室效應(yīng)問題位列全球問題之首有毒氣體檢測(cè)儀，其危害巨大，波 及全球， 如何避免全球變暖的任務(wù)已擺在當(dāng)今人類面前。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā) 展， 人們對(duì)溫室氣體濃度變化與氣候變化的相互關(guān)系會(huì)有更加清晰的認(rèn)識(shí)，只要 我們?nèi)祟惞餐?，共同關(guān)心地球，積極研究控制溫室效應(yīng)的新措施，全球氣溫 變暖問題是可以得到解決的。 參考文獻(xiàn)： [1] 劉 兆 榮 ， 陳 忠 明 等 主 編 . 環(huán) 境 化 學(xué) 教 程 [M]. 北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社.2003,15-96. [2]葉文虎.環(huán)境管理學(xué)[M].北京：高等教育出版社。2000,212－216.

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