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成績題目：溫室氣體的種類與作用學生姓名 學 院 專 年 號武澤華 2010116121系 城市與環境學院 業 級 環境科學 2010 級溫室氣體的種類和作用摘要： 溫室效應是目前全球性的環境問題。本文介紹了溫室氣體的種類和相關作 用，分析了溫室效應的主要生態影響，并探討了溫室效應的措施。溫室效應除了 要提高能效、減少使用化石燃料、開發利用無污染能源、保護森林資源、增加植 被面積、減少沙漠化、控制人口增加和國際合作外，還要減少二氧化碳的排放： 積極研究開發二氧化碳的新應用技術，達到變廢為寶。 關鍵詞：溫室氣體 溫室效應 控制對策 措施導言：當今，環境問題已經達到一個世界性的問題，不論是發展中國家還是發達 國家，都已經認識到其重要性，并且幾乎都開展了這方面的研究。在諸多的環境 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 應對氣候的影響日益明顯。相對于水污染、放射性元素污染和土壤污染，溫室效 應對全球的影響是緩慢的、 不易察覺的，但是它將對世界社會政治穩定及生態環 境產生巨大的影響。 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輻射，并重新發射的一些氣體， 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輻射，并加熱溫室內空氣的作用。

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 加光合產物，無疑對農業生產有利。同時，它又是具有溫室效應的氣體，對地球 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業，此外，大氣 中具有溫室效應的氣體還有甲烷、氯氟烴、一氧化碳、臭氧等，總的溫室效應中 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，50 年代其質量分數年平均值約 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。綜合多數測定結果，在工 業革命以前的二氧化碳質量分數為 275×10（-6） 。大氣中二氧化碳濃度增加的主要原因是工業化以后大量開采使用礦物燃料。 1860 年以來，由燃燒礦物質燃料排放的二氧化碳，平均每年增長率為 4.22%，而 近 30 年各種燃料的總排放量每年達到 50 億噸左右。 大氣中二氧化碳增加的另一個主要原因是采伐樹木作燃料。

森林原是大氣碳 循環中的一個主要的“庫” ，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” 變成了又一個向大氣排放二氧化碳的 “源” 。 據世界糧農組織（FAO,1982）估計，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量分數增加量每年可達 0.4 ×10（-6）左右。 2 甲烷 甲烷是在缺氧環境中由產甲烷細菌或生物體腐敗產生的。大氣中甲烷 增加很快， 1975 年來上升了 1060pph, 而且還在繼續增長。目前約一半的多 一點的 CH4 排放是人為的，如化石燃料使用，家畜飼養，水稻種植和垃圾填 埋等。此外，一氧化碳排放也被認為是導致甲烷增加的一個原因。 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，盡管在對流層中是 化學惰性的，但是可以利用太陽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，排放源主要有農業土壤，家畜飼養和化學工業等。

4 鹵烴 20 世紀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，他們完全來自于認為排放。此外 CF 4 是一個例外，它是 一種 PFC 化合物甲烷檢測儀，但在冰芯中檢測到很低的濃度，表明其天然源小。 5 對流層臭氧 對流層臭氧由大氣光化學反應產生和破壞。 1750 年來，對流層臭氧總 量增加了 36 ﹪。這主要是因為人為排放的一些前體化合物如甲烷，氮氧化 物，一氧化碳等工業化排放的增加，破壞了原有的光化學反應的平衡，導 致對流層臭氧濃度上升。另外，平流層可以向對流層輸送臭氧。根據以上綜合分析，如果按現在二氧化碳等溫室氣體濃度的增加幅度， 到 21 世紀 30 年代，二氧化碳和其它溫室氣體增加的總效應將相當于工業 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 ，對海岸城市會有嚴重的直接影響。 二 溫室氣體的作用 溫室氣體的主要作用是導致溫室效應。 進入地表附近的太陽光被吸收，該能量被大氣、海洋和陸地再分配； 受熱的地球表面以更長的波長再輻射返回太空。

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 各個方向再發射，可以向上也可以向下，其中向下的能量回到地面。這樣 的結果是，存在溫室氣體時比不存在溫室氣體時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。 這種現象就是大氣中發生的溫室效應。 于是在地球、太空、大氣之間建立了一種持續的、動態的熱交換過程，達 到穩態。 它使地球的平均溫度維持相對的穩定， 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，地球將變為冰球?，F在的地球平均溫度約為 15 ℃，比根據地球到太陽 的距離的溫度高約 33 ℃（如果地球到到太陽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。 自然的溫室效應對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“增強的溫室效應”。在過去的 100 年里，人類活動 導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， 但是人類活動產生的水增強的溫室效應的影響與自然界排放的相比（如海 洋表面的蒸發等）可忽略。

因此，直接受人類活動影響的主要溫室氣體是 CO2 、 CH 4、 碳的氟氯化合物和大氣對流層的臭氧等。 導致全球平均溫度變化的原因是非常復雜的，最可能是由于軌道效應 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。軌道效應是指地球到太陽的距離以及太陽照射地球的角度變化引起的溫度變化等。但是，實際溫度變化的幅度 大于軌道效應所引起的變化。因此，必須引入可能引起增強溫室效應的其 他過程來解釋溫度的變化。 科學家利用極地深層冰芯來重建古氣候資料，通過對冰中所埋的許多 小的空氣氣泡成分的分析可以給出那個時期的大氣狀況，如 CO2 、CH 4 等氣體 的以及從火山或地表產生的塵粒。下圖展示了南極洲東部俄羅斯東方火山 站歷時 20 年深至冰芯 2.5KM 取得的研究結果，洞底的冰就是過去 16 萬年 的大氣溫度變化（據估計全球溫度變化是極地變化量級的一半）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 等濃度的強相 關關系，暗示了一種 CO2 和 CH 4 等變化通過溫室效應影響大氣溫度的反饋作 用。

CO 2 等的濃度高，則地球的平均溫度高。隨著研究的進一步深入，越來越多的實驗證據暗示了人類活動產生的 二氧化碳是最近地球變暖的原因，因為人類活動——現代化工業社會過多 燃燒煤炭、石油和天然氣，大量排放尾氣等產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， 大量農田建成城市和工廠， 破壞了植被， 減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件，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化的動態平衡， 就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。 。 三 溫室效應的影響 1 海平面上升。 海平面上升， 對沿海城市、 島嶼的影響最大。 有學者估計，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。有的學者 認為全球氣溫到下一個世紀可能升高 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，而印尼雅加達的 330 玩居民需要撤離市區。 2 氣候變化。大部分地區溫度升高，全球降雨量增加，臺風、颶風更加頻繁、更加強大?？茖W家預言，如果熱帶地區溫度升高 2-3℃，則海洋表面溫度的 升高將引起臺風能量增加，并向高緯度地區發展。

3 對生物多樣性的影響。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發生變化， 很有可能有部分動植物會處于瀕臨滅 絕的境地。 4 對人類的影響。地球增溫使得氣候反復多變，洪澇干旱增加。造成農作物歉收、病害蟲流行、水資源匱乏。 四 對溫室效應的防治措施 1 減少溫室氣體的排放。二氧化碳作為主要的溫室氣體，是由難以計算的自 然和人為的排放源產生的， 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、減少二氧化碳氣體的 排放是一件功在當代，利在千秋的大 事。發展中國家一方面要發展國民經濟， 提高國家經濟實力，務必會加大對溫室 氣體的排放；另一方面由于科學技術落 后． 對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趨 勢。因此，發達國家既出于幫助他國，也為了自己利益應毫無保留地盡快向發展中國家轉讓其先進的減排技術是全球溫室氣體減排的基本點。 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，擾動了地層中原有元素的埋藏方式，通過燃燒使之成為可活動因子，是溫室 氣體排放的重要來源，所占份額最大 。

世界能源消費結構是：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，開發利用生 物能、太陽能、水能、地熱能、潮汐能、風能和安全使用核能等，可顯著減少溫 室氣體排放來那個。 3 提高生物圈生產力與海洋吸收量。限制森林砍伐和提高森林生產力可增加 固碳量。據統計，全球由于人類活動已損失約 2.0×109hm2 森林，以平均 hm2 森林含碳量 100t 計， 則損失儲碳能力達 200Gt。如恢復已損失森林面積的 20％～ 30％ 就完全可以解決全球大氣二氧化碳濃度增長的問題。 海洋通過生物、 化學、 流動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， 并運輸、 儲存于海底或轉換成其他含碳物質。 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 一個有效的方法。如人們開始利用風、海濤、地下熱量、太陽光、垃圾焚燒等產 生的能量發電。

利用細 菌將廢水分解，產生甲烷，通過燃燒這種氣體發電。利 用太陽光從甘蔗、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 應用。目前，人們開始嘗試將地下水河流中地熱能用于樓房取暖及降溫。人們更 多地使用垃圾燃燒熱能取暖、降溫，同時利用太陽能的熱水器也在增多 。 6 研究開發二氧化碳的新應用技術，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 科學技術的發展和新興學科的興起， 人類在積極研究開發二氧化碳在工業、 農業、 生物合成、能源等方面的用途，從而達到變廢為寶的目的。 7 加強政府行為與國際合作。加強政府部門或國際組織的調控作用，是減緩溫室效應的重要措施。1997 月年 12，150 多個聯合國氣候變化公約簽字國又在 日本京都召開了氣候會議，最后簽署了《京都議定書》 ，目標是在 2008 年至 2012 年間， 將發達國家二氧化碳等 6 種溫室氣體的排放量在 1990 年的基礎上 平均削減 5.2％。在國際合作中，發達國家應控制或降低溫室氣體的排放,而發 展中國家， 應改善能源結構和采取生物調節等對策來解決。全球環境問題的解決 是一項長期而嚴峻的任務， 需要全世界每一個國家每一個地區乃至每一個人的參 與， 離開政府行為和國際合作的 支持，不可能實現全球范圍內溫室效應的有序 減緩。

總結 人類活動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，而且已經對人類社會 的各個方面產生重要的影響。溫室效應問題位列全球問題之首有毒氣體檢測儀，其危害巨大，波 及全球， 如何避免全球變暖的任務已擺在當今人類面前。隨著科學技術的不斷發 展， 人們對溫室氣體濃度變化與氣候變化的相互關系會有更加清晰的認識，只要 我們人類共同努力，共同關心地球，積極研究控制溫室效應的新措施，全球氣溫 變暖問題是可以得到解決的。 參考文獻： [1] 劉 兆 榮 ， 陳 忠 明 等 主 編 . 環 境 化 學 教 程 [M]. 北 京 ： 化 學 工 業 出 版 社.2003,15-96. [2]葉文虎.環境管理學[M].北京：高等教育出版社。2000,212－216.

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