二氧化碳、甲烷和溫室效應
由於人類大量使用燃料,近百年來所產生的二氧化碳急劇增加,汙染了大氣,並使太陽散發的熱量不能向地球外層空間散發出去導致全球性氣侯變暖。地球表麵溫度升高又稱做溫室效應。
二氧化碳在溫室效應中的作用已引起了人們普遍關注。但把責任全部歸罪於它是不公正的,因為甲烷也是引起溫室效應的一種重要氣體。
甲烷現在的濃度在大氣中僅占1.7ppm,遠遠低於二氧化碳的濃度348ppm。但其增長的速度為1%,快於二氧化碳的增長速度0.1%,是大氣中增長速度最快的氣體。此外,甲烷分子吸收紅外線量是二氧化碳的25倍。甲烷在大氣中殘留的時間為10年,比二氧化碳的殘留時間長。
甲烷在大氣層中增長快的因素很多,除了人們熟知的植被燒墾、固體廢棄物堆放、采礦及天然氣的開發利用以外,還有幾方麵是鮮為人知的:
1、反芻動物(如牛)的消化道提供了產生甲烷的條件:閉光和缺氧。厭氧菌在牛的胃中將植物纖維分解,雖大部分轉化成易消化的營養成分,但也有3～10%的飼料轉化成甲烷。地球上據估算有12億頭牛,每頭牛每天可釋放出400升甲烷氣體,那麼僅牛打嗝釋放至大氣層中的甲烷高達億噸,這個數字還不包括其它羊、駱駝等動物打嗝所釋放出的甲烷。
2、白蟻也在不斷地向大氣中釋放甲烷。森林砍伐為牧羊提供了場所,砍倒的樹木又為白蟻繁殖創造了條年。白蟻後腸內有厭氧菌,將植物纖維分解成甲烷,反應與牛胃中的反應很相似。每年白蟻產生的甲烷為億五千萬噸。
3、水稻也是產生甲烷的另一個重要來源。水稻根部浸澇在無氧、粘稠的泥土中,土壤中的厭氧菌將有機物轉化成甲烷。空心稻杆象毛細管一樣,直接將土壤中的甲烷虹吸到表麵,釋放到大氣中,由水稻排放至大氣層的甲烷超過億五千萬噸。
地球暖化問題是全球環境問題中最重要、最待解決的問題之一。為了防止地球暖化,1992年6月3日在巴西裏約熱內盧召開了“聯合國環境與發展大會”即“地球首腦會議”,製訂了有關公約對付地球“溫室效應”。日本和除了美國之外的其他發達國家提出了一項“到2000年之前各國都要把二氧化碳的排放控製在1990年的水平上”的提案。但遭到美國的反對,其理由是成本太高,而且能源和汽車等行業不能按受。美國二氧化碳的排放量占世界總排放量1/4。
對付“溫室效應”還有沒有別的積極措施呢?為此科學家進行了以下探索:第一,日本化學家宣稱發明了一種含銅化合,能夠從空氣中提取二氧化碳,從而使從大氣中消除二氧化碳製止“溫室效應”成為可能。這種含銅的溶合物是藍色的甲苯溶液,從空氣中吸收二氧化碳的能力比其它已知化合物高一千倍。第二、美國科學家通過考證提出了大規模向海洋撒放鐵粉的計劃。其基本原理是,海藻繁殖需要大量的鐵,鐵的撒入使海洋中綠色海藻吸收空氣中的二氧化碳在陽光作用下進行光合作用生成碳水化合物,從而海藻成倍繁衍增長,又吸收更多的二氧化碳,增殖更多海藻,再把二氧化碳吸收掉,如此循環往複。經推算,撒入20萬噸鐵粉便可吸收60億噸二氧化碳。第三、大力植樹造林,維護森林保護法,禁止濫伐森林,保護熱帶雨林,強化光合作用,提高對二氧化碳的吸收能力。第四、除采取上述治理“溫室效應”的措施外,科學家們正在研究把二氧化碳變為一氧化碳作為燃料的試驗;有的科學家還在研究有趣課題將二氧化碳加工成鑽石,甚至將生物體內二氧化碳變成優質蛋白。這些舉世矚目的高新科學技術都不失為降低大氣中二氧化碳含量消弱“溫室效應”的有力措施。