温室效应及CO2的排放与治理
回生电阻
摘要：本文介绍了温室气体的类别以及当前二氧化碳的排放源并且讨论了二氧化碳的各类控制方法。 关键字：温室气体二氧化碳控制
引言：随着人们对环境问题的日益关注，二氧化碳及其他一些温室气体日益受到关注，而随着上次哥本哈根会议前曝光的一次学术事件，二氧化碳是否会引起温室效应以及二氧化碳的排放问题再一次收到人们的强烈关注。各方的学者都有不同的见解。鉴于此，我认为二氧化碳在大气中保持一定的比例是十分必要的，因此，控制二氧化碳的排放还是应当继续执行的。
1.温室效应
温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、
二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。
温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线的能力。温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，则拥有偶极矩的分子就是红外活性的；而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收的，则是非红外活性的。
flag标签抗体由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种气体纳入考虑。
2.二氧化碳的排放
关于二氧化碳到底是不是温室气体以及全球的气温是否在上升等问题的争论十分激烈。牛
笛[1]提供的物理证据显示,二氧化碳与温度的变化关系,只有从1975年到1998年是符合的。1935年到1975年,二氧化碳排放暴涨,全球却冷化; 2000年至今,二氧化碳继续稳定增长,全球温度却没有继续上升,反而略有下降。在人类几乎不产生二氧化碳排放的5千年前,中国河南有象,山东有竹,气温比现在平均高2度以上,冬季更高出35度。中国近五千年来,经历了四个温暖期和四个寒冷期的交替变化。四个温暖期分别为:从仰韶文化到商朝后期(从公元前3000年到公元前1100年),春秋时期到西汉末
订舱系统
年(公元前770年至公元初年),唐朝和北宋前期(从公元600年到1000年),元朝(13至15世纪)。每一个温暖期都是中国的大繁荣、大发展时期。并且表示碳排放与气候变暖之间并无科学有效的联系。
另外的观点认为二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首。在联合国《气候变化框架公约》中，把“大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气体成分”称为温室气体。大气中主要的温室气体有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、臭氧（O3）和氟利昂类物质（CFCs）、水汽（H2O）等。其中，二氧化碳对温室效应的贡献最大。通过对他们提供的证据分析表明，过去100多年中，全球地表温度平均上升了0.6℃。而且，
有关气候模式模拟结果还说明本世纪内全球平均气温将以每10年0.2~0.5℃的速率持续升高。这样的升温将给地球上各种类型的生态系统形成巨大威胁，对人类生活也产生直接和间接的影响，因此对全球变暖的趋势必须进行遏制。虽然对导致全球变暖的真正原因说法不一，但是温室效应增强肯定是其中原因之一，温室气体让太阳短波辐射自由通过，同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氟利昂、臭氧、氮氧化物和水蒸气等，学术界认为二氧化碳最主要罪魁祸首。近几十年的观测研究表明，大气中的温室气体浓度正在不断增加，其中CO2在大气中的浓度由工业化前的280ppmv上升到了2004年的379ppmv。近一个多世纪以来，全球大气中CO2浓度增长率大约为每年0.4％。因此1997年12月，于日本京都召开的《联合国气候变化框架》公约缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体(主要为CO2)排放量以拟制全球变暖的《京都议定书》。2009年12月7日~18日在丹麦首都哥本哈根召开，192个国家的环境部长和其他官员们在哥本哈根召开联合国气候会议，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。[2]
二氧化碳的排放主要来自于资源能源密集型行业工业企业，特别是钢铁产业。(国家发改委规定我国资源能源密集型行业包括钢铁业、水泥业、化学工业、交通运输业、居民生活和
电力工业)，消耗了大量的化石燃料，排放出大量的温室气体．2007年，国际钢铁协会(IISI) 和国际能源署(IEA) 发表声明认为世界钢铁企业所有碳排放中约有51%是由中国排放的。［3］在农业中，温室气体的排放主要来自畜牧业。据估计，农业排放CH4占人类活动造成的CH4排放总量的50%，N2O 占60%。[4]另外，一些地方的作物耕作习惯也会引起二氧化碳的排放增加，如一些种植玉米的地方的农民喜欢在玉米收割完毕后将玉米植株的叶子在地理烧干净后再将其运走。此外，有环保部的人士认为二氧化碳的排放主要来自于人的生活方式。这与人们普遍认为的二氧化碳的
主要排放来源为工业的的观点有一些出入，但这表明人们的生活方式所引起的二氧化碳的排放的量也是相当大的。人们日常的燃气做饭，取暖，农村中燃烧农作物秸秆，沼气利用，餐饮行业等都会造成二氧化碳的排放。
3.二氧化碳控制
对温室气体的控制需要通过多种技术的组合来解决[5]。可以从以下几个方面进行：
3.1生态固碳
近些年来,许多生态学家在致力于森林生态系统碳贮量研究,并取得了一些成果。自1981年起到2000年止，我国工业碳排放总量达到132亿吨，而森林生态系统抵消了同期工业总排放的22．6％，在未来50年里，如果面积不变，仅仅改善林分结构，增加密度，我国森林还可以增加22亿吨碳汇；如果按照林业规划到2050年我国森林覆盖率达到28．4％，我国的森林碳库可以再增加30亿吨碳汇。这是中国科学院院士、北京大学教授方精云日前向国家林业局介绍的其在碳循环与森林作用方面的最新研究成果。不仅如此，生态固碳还有十分良好的经济效益，2009年湖北省森林生态系统固定二氧化碳价值为445.02亿元/年。[6]有不少学者的研究证明,不同种类的植物及同一种植物的不同组织器官中碳含量是有差别的。梁宏温,罗宏,温远光[7]等人的研究表明,巨尾桉植株的碳含量平均为47. 32%,比马尾松(50. 17% )的低5. 7%;其中干皮和树叶的碳含量在两种林木之间差异极显著(p<0. 01);巨尾桉各器官碳含量序列表现为干材>枝>根>干皮>叶,马尾松的为干皮>叶>干材>枝>根。同种灌木或草本植物碳含量在两种林分之间的差异不显著(p>0. 05),而不同灌木之间或不同草本植物之间碳含量的差异则较大,表明物种特性对森林植被碳含量的影响更大。并表明巨尾桉人工林具有较强的固碳潜力,采取集约经营措施后可以有效提高森林植被的碳贮量。
纳米触控膜
除森林生态系统外，湿地生态系统也有较强的固碳能力。湿地是高碳汇生态系统，适合高
生物量草本植物生长，特别是芦苇湿地是河湖湿地和沿海滩涂湿地的主要生态系统类型。[8]毛志刚等对江苏盐城滨海湿地盐沼植被进行了调查研究[9.]，而芦苇生物量高达129.4 t/hm2。而且，芦苇作为非粮作物且含有较高的纤维素含量，具有开发纤维素生物质能的可能性。芦苇茎杆中的纤维素含量达40%~60%，可以转化生产乙醇。
1 t芦苇可生产180 L纯度96%的乙醇和3 L甲醇，其能源替代性潜力十分可观。
由此可见，生态系统固碳是一种非常好的减少二氧化碳含量的途径。
3.2二氧化碳地址封存
碳封存技术主要是将工业和相关能源产业所生产的CO2分离出来，再通过碳封
存手段将其输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝的一个过程，被称之为碳封存。目前也将CO2固化成无机碳酸盐和用于工业生产中列入碳封存技术。碳封存可阻止或显著减少CO2向大气中排放，封存CO2是避免或减缓气候变化的有效途径。
3.2.1陆地封存
CO2的地质封存是将CO2压缩液注入地下岩石构造中。目前，CO2的地质封存主要有5种相对技术较成熟、可行的方案:①将CO2注入废弃的油田和气田；②在改进的石油气体回收系统中使用CO2；③在深层盐沼池构造中注入CO2；④在油气田中注入CO2提高油气藏采收率（EOR），强化采油分为混相驱油和非混相驱油；⑤在提高煤层气采收率中使用CO2（ECBM）。其中对于EOR 的CO2注入是一项成熟的市场技术，但是当这项技术用于CO2封存时，其仅是在特定条件下经济可行；将CO2注入废弃的油、气田和在盐沼池构造中注入CO2的技术在特定条件下经济可行；CO2注入用于提高煤层气采收率（ECBM）仍处于示范工程研究阶段。
柴火无烟灶
3.2.2海洋封存
利用海洋巨大碳封存潜力，从工业或相关能源大排放点源中捕获的CO2直接注入深海（深度在1000 m 以上），大部分CO2在此与大气隔离。在实验室条件下试验得到，液态的CO2在35 MPa 以上的压力下可以保持长期稳定。海洋封存有2种潜在的实施途径：一种是经固定管道或移动船只将CO2注入并溶解到水体中（以1000 m以下最为典型）；另一种则是经由固定的管道或者安装在深度3000 m 以下的海床上的沿海平台将其沉淀，此处的CO
束身带
2比水更为密集，预计将形成一个“湖”，从而延缓CO2分解在周围环境中。这里指的封存不涉及通过海洋肥化作用所产生的生物固碳，CO2注入海洋封存及其生态影响尚处于研究阶段，需进一步完善。尤其在大面积海域和长期时间尺度上，CO2直接注入海洋对于海洋生态系统的慢性影响尚未深入研究[10]。
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