網絡百科新概念
提示
 正文中的藍色文字是詞條,點擊藍色文字可進入該詞條頁面;
 正文中的紅色文字是尚待創建的詞條,點擊紅色文字可進入創建詞條頁面;
 歡迎參與詞條創建或編輯修改!人人為我,我為人人。共同建設中文百科在線,共創知識文明!
zwbkorg
關註微信,獲取更多資訊
阅读 13708 次 历史版本 3个 创建者:菜菜 (2010/11/28 10:25:09)  最新编辑:尺素 (2011/11/13 10:38:58)
二氧化碳
二氧化碳分子模型
二氧化碳分子模型
 
  二氧化碳是一種在常溫下無色無味無臭的氣體。 在-78.5℃(101千帕)的溫度下,氣體二氧化碳將變成固體二氧化碳。

  固體二氧化碳俗稱“幹冰”,其含義是“外形似冰,溶化無水”,直接變成二氧化碳氣體。二氧化碳是由一個碳原子和兩個氧原子組成的,根據碳的四價原則和氧的二價原則來講,一個二氧化碳分子里包含了兩個碳氧雙鍵,它的結構式是O=C=O。

  二氧化碳分子是一個線性分子,鍵角爲180度。
 

基本信息

 
  二氧化碳排放相對分子量或原子量:

  44.01

  密度:1.977g/L(相對密度1.53(以空氣的平均密度(1.29g/L)爲基准)

  熔點(℃):-56.6(5270帕)

  沸點(℃):-78.48(升華)

  性狀:無色無臭氣體,有酸味。

  溶解情況:溶於水(體積比1:1),部分生成碳酸。

  用途:氣體二氧化碳用於制鹼工業、制糖工業,並用於鋼鑄件的淬火和鉛白的制造等。

  制備或來源:可由碳在過量的空氣中燃燒或使大理石、石灰石、白雲石煅燒或與酸作用而得。是石灰、發酵等工業的副產品。

  結構式:O=C=O

  其他:表示一個碳原子和兩個氧原子結合而成。

  C原子以sp雜化軌道形成σ鍵。分子形狀爲直線形。非極性分子。
  
  在CO?分子中,碳原子采用sp雜化軌道與氧原子成鍵。 C原子的兩個sp雜化軌道分别與一個O原子生成兩個σ鍵。C原子上兩個未參加雜化的p軌道與sp雜化軌道成直角,並且從側面同氧原子的p軌道分别肩並肩地發生重叠,生成兩個∏三中心四電子的離域鍵。因此,縮短了碳—氧原子間地距離,使CO?中碳氧鍵具有一定程度的叁鍵特征。決定分子形狀的是sp雜化軌道,CO?爲直線型分子。
  
  能被液化成液體二氧化碳,相對密度1.101(-37℃),沸點-78.5℃(升華)。
  
  液態二氧化碳蒸發時吸收大量的熱而凝成固體二氧化碳,俗稱幹冰。
  
  二氧化碳化學式爲CO?,碳氧化物之一,是一種無機物,常溫下是一種無色無味氣體,密度比空氣略大,能溶於水,並生成碳酸。(碳酸飲料基本原理)可以使澄清的石灰水變渾濁,做關於呼吸作用的產物等產生二氧化碳的試驗都可以用到。
  
  二氧化碳在焊接領域應用廣泛.
  
  如:二氧化碳氣體保護焊,是目前生產中應用最多的方法
  
  固態二氧化碳俗稱幹冰[1],升華時可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞美中用於制造煙霧。
  
  二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒,常溫下密度比空氣略大,受熱膨脹後則會聚集於上方.也常被用作滅火劑,但Mg燃燒時不能用CO?來滅火,因爲:2Mg+CO?=2MgO+C(點燃)
  
  二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料,溫室中常用二氧化碳作肥料。
  
  空氣中含有約0.03%二氧化碳,但由於人類活動(如化石燃料燃燒)影響,近年來二氧化碳含量猛增,導致溫室效應,全球氣候變暖,冰川融化,海平面升高.......旨在遏止二氧化碳過量排放的《京都議定書》已經生效,有望通過國際合作遏止溫室效應。
  
  二氧化碳密度爲1.977g/L,熔點-56.6℃(226.89千帕——5.2大氣壓),沸點-78.5℃(升華)。臨界溫度31.1℃。常溫下7092.75千帕(70大氣壓)液化成無色液體。液體二氧化碳密度1.1克/釐米3。液體二氧化碳蒸發時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳,俗稱幹冰,是一種低溫致冷劑,密度爲1.56克/釐米3。二氧化碳能溶於水,20℃時每100體積水可溶88體積二氧化碳,一部分跟水反應生成碳酸。化學性質穩定,沒有可燃性,一般不支持燃燒,但活潑金屬可在二氧化碳中燃燒,如點燃的鎂條可在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟鹼或鹼性氧化物反應生成碳酸鹽。跟氨水反應生成碳酸氫銨。無毒,但空氣中二氧化碳含量過高時,也會使人因缺氧而發生窒息。綠色植物能將二氧化碳跟水在光合作用下合成有機物。二氧化碳可用於制造碳酸氫銨、小蘇打、純鹼、尿素、鉛白顏料、飲料、滅火器以及鑄鋼件的淬火。二氧化碳在大氣中約占總體積的0.03%,人呼出的氣體中二氧化碳約占4%。實驗室中常用鹽酸跟大理石反應制取二氧化碳,工業上用煅燒石灰石或釀酒的發酵氣中來穫得二氧化碳。
  
  二氧化碳與水反應所生成的酸性物質碳酸,能使紫色石蕊變紅。加熱變紅的紫色石蕊後又能變回紫色。

  H?O+CO?=H?CO?

  H?CO?=H?O+CO??
二氧化碳
二氧化碳

  二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,生成碳酸鈣沉澱,可以用此判斷集氣瓶内氣體是否二氧化碳。具體反應如下:

  Ca(OH)?+CO?=CaCO??+H?O
  
  若通入二氧化碳過量,便會生成碳酸氫鈣,則渾濁的石灰水又會變澄清。具體反應如下:

  Ca(OH)?+2CO?=Ca(HCO?)?
 

物理性質

 
  在標准狀況下,二氧化碳的密度是1.977克/升,密度比空氣密度大,能溶於水,且溶液顯弱酸性反應。二氧化碳無毒,但不能供給動物呼吸,是一種窒息性氣體。在空氣中通常含量爲0.03%(體積),若含量達到10%時,就會使人呼吸逐漸停止,最後窒息死亡。

  表面張力:約3.0dyn/cm
  
  粘度:0.082mm2/s(12℃) (比四氯乙烯粘度O.88mm2/s(20℃)低得多,所以液體二氧化碳更能穿透纖維。)
 
  二氧化碳分子結構很穩定,化學性質不活潑,不會與織物發生化學反應。
  
  它沸點低(-78.5℃),常溫常壓下是氣體。
  
  特點:沒有閃點,不燃;無色無味,無毒性。
  
  液體二氧化碳通過減壓變成氣體很容易和織物分離,完全省去了用傳統溶劑帶來的複雜後處理過程。
  
  液體CO?和超臨界CO?均可作爲溶劑,盡管超臨界CO?具有比液體CO?更高的溶解性(具有與液體相近的密度和高溶解性,並兼備氣體的低粘度和高滲透力)。但它對設備的要求比液體CO?高。綜合考慮機器成本與作CO?爲溶劑,溫度控制在15℃左右,壓力在5MPa左右。
 

化學性質

 
  二氧化碳本身不燃燒,不支持燃燒,不供呼吸;CO2能溶於水並與水反應生成碳酸,使紫色石蕊試液變成紅色:CO2十H2O = H2CO3 。CO2爲酸性氧化物,易與鹼性氧化物反應生成相應的碳酸鹽:CO2+Na2O = Na2CO3 。CO2與鹼反應生成相應的碳酸鹽和水:CO2+Ba(OH)2 = BaCO3↓+H2O 。 CO2可使澄清的石灰水變渾濁,此反應常用於檢驗CO2的存在: CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O 。CO2與鹼作用還可能生成酸式碳酸鹽:2CO2+Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 ;CO2+NH3+HO = NH4HCO3 。CO2中碳爲+4價,可被某些強還原劑還原,如與赤熱的碳作用還原成CO,CO2與活潑金屬作用被還原成碳: CO2+C2CO ;CO2+2Mg2MgO+C 。CO2能參與綠色植物的光合作用,把CO2和H2O合成碳水化合物。 二氧化碳可與金屬鎂發生反應,生成氧化鎂和碳,由此可證明二氧化碳也可以幫助金屬鎂燃燒,這屬於特例!

  檢驗與除雜:將二氧化碳通入澄清的石灰水,石灰水變渾濁,則證明有二氧化碳!但由於氫氧化鈣在水中的溶解度比較低,所以用氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳。
 

溫室效應

 
二氧化碳排放
二氧化碳排放
  溫室效應主要是由於現代化工業社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣,這些燃料燃燒後放出大量的二氧化碳氣體進入大氣造成的。
  
  二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩,使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散,其結果是地球表面變熱起來。因此,二氧化碳也被稱爲溫室氣體
  
  溫室氣體有效地吸收地球表面、大氣本身相同氣體和雲所發射出的紅外輻射。大氣輻射向所有方向發射,包括向下方的地球表面的放射。溫室氣體則將熱量捕穫於地面- - 對流層系統之内。這被稱爲“自然溫室效應”。大氣輻射與其氣體排放的溫度水平強烈耦合。在對流層中,溫度一般隨高度的增加而降低。從某一高度射向空間的紅外輻射一般產生於平均溫度在-19℃的高度,並通過太陽輻射的收入來平衡,從而使地球表面的溫度能保持在平均1 4 ℃。溫室氣體濃度的增加導致大氣對紅外輻射不透明性能力的增強,從而引起由溫度較低、高度較高處向空間發射有效輻射。這就造成了一種輻射強迫,這種不平衡隻能通過地面 對流層系統溫度的升高來補償。這就是“增強的溫室效應”。
 
  此外,研究結果還指出,CO2增加不僅使全球變暖,還將造成全球大氣環流調整和氣候帶向極地擴展。包括我國北方在内的中緯度地區降水將減少,加上升溫使蒸發加大,因此氣候將趨幹旱化。大氣環流的調整,除了中緯度幹旱化之外,還可能造成世界其他地區氣候異常和災害。例如,低緯度台風強度將增強,台風源地將向北擴展等。氣溫升高還會引起和加劇傳染病流行等。以瘧疾爲例,過去5年中世界瘧疾發病率已翻了兩番,現在全世界每年約有5億人得瘧疾,其中200多萬人死亡。

  溫室效應的正面作用  

  但是,溫室效應也並非全是壞事。因爲最寒冷的高緯度地區增溫最大,因而農業區將向極地大幅度推進。CO2增加也有利於植物光合作用而直接提高有機物產量。還有論文指出,在我國和世界歷史時期中溫暖期多是降水較多、幹旱區退縮的繁榮時期,等等。
  
  當然,在大氣溫室效應這個問題上,也有不同意見。例如,過去有些科學家認爲目前數值模式還不成熟,計算結果過於誇大;百年升高0.3℃-0.6℃屬於正常氣候變化,不能證明是大氣溫室效應所造成,等等。當然這是少數人的意見。
  
  盡管如此,但對於目前大氣中CO2濃度和全球溫度正迅速增加,以及溫室氣體增加會造成全球變暖的原理,都是沒有爭論的事實。我們如果等到問題發展到了人類可以明顯感知的水平,這時候往往已經難以逆轉,那麼就爲時已晚。因此現在就必須引起高度重視,以便采取對策,保護好人類賴以生存的大氣環境。
 

二氧化碳的用途

 
  1. 滅火

  因爲二氧化碳不燃燒,又不支持一般燃燒物的燃燒,同時二氧化碳的密度又比空氣的密度大, 所以常用二氧化碳來滅火。用二氧化碳來隔絕空氣,以達到滅火的目的。

  2. 致冷劑

  固體的二氧化碳(幹冰)在融化時直接變成氣體,融化的過程中吸收熱量,從而降低了周圍的溫度。所以,幹冰經常被用來做致冷劑。

  3. 人工降雨

  用飛機在高空中噴撒幹冰,可以使空氣中的水蒸氣凝結,從而形成人工降雨。

  4. 工業原料
二氧化碳滅火器
二氧化碳滅火器

  在化學工業上,二氧化碳是一種重要的原料,大量用於生產純鹼、小蘇打、尿素、碳顏料鉛白等。在輕工業上,用高壓溶入較多的二氧化碳,可用來生產碳酸飲料、啤酒、汽水等。  

  5. 貯藏食品

  用二氧化碳貯藏的食品由於缺氧和二氧化碳本身的抑制作用,可有效地防止食品中細菌、黴菌、蟲子生長,避免變質和有害健康的過氧化物產生,並能保鮮和維持食品原有的風味和營養成分。如瑞典一家公司就推出了用充滿了100%的二氧化碳氣體的包裝、容器、貯藏室來貯藏肉類的新方法。全球知名的技術集團ABB宣布在北京清華大學和天津大學建造兩個溫室氣體化學實驗室,他們將轉讓約150-200萬美元的設備,及派出相關的科研人員,以幫助中國提高技術水平以減 低日益嚴重的環境污染問題,尤其是在能源、工業及運輸業領域所造成的溫室廢氣排放。

  6.液體燃料
  
  在位於瑞士的ABB研發中心指導下,該課題初期將主要就催化等離子體轉化溫室氣體合成高 品質液體燃料等相關問題展開深入研究。二氧化碳是困擾地球的主要溫室氣體,而中國因爲 燃煤等因素,有可能成爲排放二氧化碳最多的國家之一,因此,研究通過某些技術把二氧化碳轉化成爲高品質的液體燃料,將是既消除污染又增加能源的、有利而無害的好事。
  
  8年前,ABB簽署了《ICC可持續發展商業公章》。在國際能源組織(IEA)的溫室氣體研究及發 展項目中,ABB代表瑞士作爲該機構的成員積極參與其中的工作。在世界能源理事會(WEC)的上屆國際會議上,ABB總裁兼首席執行官林道先生介導了一個全球性的項目,旨在世界每年減少10億噸的溫室廢氣排放。而此次與中國科學家的合作是推進該項目的一個重要步驟。
  
  ABB集團執行副總裁兼執行委員馬庫斯·白業功先生說:“ABB非常關注全球氣體變暖這一世 界性的問題,並清楚地意識到,未來全人類在減少溫室氣體排放方面將面臨着巨大的挑戰。”
  
  ABB將在未來的10年中,將大力發中國市場,並使之成爲全球的三大市場之一。在研發方面,1999年,ABB公司投入了20億美元,大約占營業額的8%。ABB的經費投入重點不僅滿足今天的技術上的需要,通訊、電力系統、制造技術都是重點投入領域,現逐漸轉型向高新技術、微電子、納米無線電技術等,傳統的ABB中心,7個在歐洲,3個在美國,而現在在明顯東移。 因爲植物的光和作用需要大量的二氧化碳,水和陽光作爲能源,來合成植物體内的葡萄糖。其中陽光的因素人爲不可控制,水又不是什麼稀有的東西,來源豐富,所以人們用二氧化碳作爲氣體肥料。

  7.植物光合作用的原料
 
       在自然界,二氧化碳保證了綠色植物進行光合作用和海洋中浮游植物呼吸的需要。
 

來源

 
  所有含碳元素的物質燃燒都會產生二氧化碳;動植呼吸也會產生二氧化碳;各類食質的緩慢氧化能產生二氧化碳;自然界中二氧化碳礦物的開采可穫得二氧化碳。工業上用煅燒石灰石的方法穫得二氧化碳。
 

藥用

 
  藥理
高純二氧化碳
高純二氧化碳

  低濃度時爲生理性吸吸興奮藥。當空氣中本品含量超過正常(0.03%)時,能使呼吸加深加快;如含量爲1%時,能使正常人呼吸量增加25%;含量爲3%時,使呼吸量增加2倍。但當含量爲25%時,則可使呼吸中樞麻痹,並引起酸中毒, 故吸入濃度不宜超過10%。

  適應症

  臨床多以本品5~7%與93~95%的氧混合吸入, 用於急救溺斃、嗎啡或一氧化碳中毒者、新生兒窒息等。乙醚麻醉時,如加用含有3~5% 本品的氧氣吸入,可使麻醉效率增加,並減少呼吸道的刺激。

  用法用量

  遵醫囑.25%高濃度吸入可使呼吸中樞麻痹,引起酸中毒。吸入濃度不超過10%。

  不良反應

  25%高濃度吸入可使呼吸中樞麻痹,引起酸中毒.吸入濃度不超過10%。

  幹洗原理     

  目前最普遍的幹洗技術是采用烴類(石油類)、氯代烴(如四氯乙烯)作爲溶劑。但石油溶劑閃點低,易爆易燃,幹燥慢;氯代烴氣味刺鼻,毒性較高(一般在空氣中的含量限制在50ppm以下)。幹洗行業特别是歐美一些國家一直在尋找一種既清潔衛生安全高效的洗滌溶劑,目前推出的有綠色大地(Greenearth)、RYNEX、以及液體二氧化碳等新型清洗劑。Greenearth是一種清澈無味的液體,KB值(洗淨率)與石油溶劑接近,但低於四氯乙烯,而且價格昂貴;RYNEX的KB值與四氯乙烯差不多,但含水量較高,而且蒸發太慢,不容易再生和回收,幹洗周期長;液體二氧化碳KB值比石油溶劑高,略低於四氯乙烯,但在滲色、防污物再凝集等方面比四氯乙烯更好。
  
  二氧化碳作爲生命活動的代謝產物和工業副產品存在於自然界中,主要來源於火力發電、建材、鋼鐵、化工、汽車尾氣及天然二氧化碳氣田,它是造成“溫室效應”的主要氣體。液體二氧化碳幹洗溶劑是一種工業副產品,隻是在其回歸自然之前被利用一下,並沒有增加大氣中二氧化碳的濃度。中國二氧化碳排放量爲全球第二(大約30億噸),爲了充分利用這一資源,中國成立了許多研究課題。
 

氣肥

 
  用二氧化碳作氣體肥料目前開發的氣體肥料主要是二氧化碳,因爲二氧化碳是植物進行光合作用必不可少的原料。在一定範圍内。二氧化碳的濃度越高,植物的光合作用也越強,因此二氧化碳是最好的氣肥。美國科學家在新澤西州的一家農場里,利用二氧化碳對不同作物的不同生長期進行了大量的試驗研究,他們發現二氧化碳在農作物的生長旺盛期和成熟期使用,效果最顯著。在這兩個時期中,如果每周噴射兩次二氧化碳氣體,噴上4~5次後,蔬菜可增產90%,水稻增產70%,大豆增產60%,高粱甚至可以增產200%。
  
  氣肥發展前途很大,但目前科學家還難以確定每種作物究竟吸收多少二氧化碳後效果最好。除了二氧化碳外 ,是否還有其他氣體可作氣體肥料?
  
  最近,德國地質學家埃倫斯特發現,凡是在有地下天然氣冒出來的地方,植物都生長得特别茂盛。於是他將液化天然氣通過專門管道送入土壤,結果在兩年之中這種特殊的氣體肥料都一直有效。原來是天然氣中的主要成分甲烷起的作用,甲烷用於幫助土壤微生物的繁殖,而這些微生物可以改善土壤結構,幫助植物充分地吸收營養物質。
 
       二氧化碳一種正在研究的新型合成材料,以二氧化碳爲單體原料在雙金屬配位PBM型催化劑作用下,被活化到較高的程度時,與環氧化物發生共聚反應,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),經過後處理,就得到二氧化碳樹脂材料。在聚合中加入其它反應物,可以得到各種不同化學結構的二氧化碳樹脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子鏈,容易通過改變其化學結構來調整其性能;較易在熱、催化劑、或微生物作用下發生分解,但也可以通過一定的措施加以控制:對氧和其它氣體有很低的透過性。

  可開發出以下用途的產品:

  1.從脂肪族聚碳酸酯與多異氰酸酯制備聚氨酯材料,優於普通聚酯聚氨酯的耐水解性能。

  2.用顺丁烯二酸酐作爲第三單體進行三元共聚;產物是一種含碳酸酯基和酯基的不飽和樹脂,可交聯固化,亦能與纖維之類固體複合,是類似於普通不飽和聚酯使用的一種新材料。

  3.脂肪族聚碳酸酯可以與各種聚合物共混而穫得各種不同的性能。可以用作環氧樹脂、PVC塑料等的增韌劑、增塑劑或加工助劑。

  4.二氧化碳、環氧乙烷等的共聚物,二氧化碳、環氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物能被微生物徹底分解,不留殘渣,是一類有希望的生物降解材料。

  5.二氧化碳共聚物有優異的生物體相容性。特别設計的共聚物可望用作抗凝血材料或用作藥物緩釋劑。

  6.某些二氧化碳共聚物可用作固體顏料或填料的表面處理劑,隔氧材料,表面活性劑,陶瓷膠粘劑,熱熔膠等。

  7.聚碳酸亞丙酯與丁腈橡膠共混物有良好的耐油耐熱氧老化性能,有比普通丁腈膠更好的機械性能,是一種優異的新型耐油橡膠。該項目每噸二氧化碳樹脂成本約爲環氧丙烷原料的價格,相當於國外工藝的3-30%,很有機會在國外立足發展。.PPC/NBR型耐油橡膠的成本可比用純丁腈降低10%左右,每噸產品的成本可降低 1000元以上。
 

危害

 
二氧化碳排放
二氧化碳排放
  當大氣中二氧化碳含量增高到一定程度時,會阻止地球熱量的散失,使地球上的氣溫升高,即“溫室效應”。人類可以通過開發新能源、減少石化燃料的燃燒、保護植被、植樹造林等方式來防止溫室效應的產生。

  現在地球上氣溫越來越高,是因爲二氧化碳增多造成的。因爲二氧化碳具有保溫的作用,現在二氧化碳越來越多,使溫度升高,近100年,全球氣溫升高0.6℃,照這樣下去,預計到21世紀中葉,全球氣溫將升高1.5——4.5℃。
  
  海平面升高,也是二氧化碳增多造成的,近100年,海平面上升14釐米,到21世紀中葉,海平面將會上升25——140釐米,海平面的上升,亞馬孫雨林將會消失,兩極海洋的冰塊也將融化。所有這些變化對野生動物而言無異於滅頂之災。
 

二氧化碳中毒

   
  某圖書館二氧化碳泄露導致九人中毒在以下生產過程中容易發生二氧化碳中毒:長期不開放的各種礦井、油井、船艙底部及水道等;利用植物發酵制糖、釀酒、用玉米制造丙酮等生產過程;在不通風的地窖和密閉的倉庫中儲藏水果、穀物等產生的高濃度二氧化碳;灌裝及使用二氧化碳滅火器;亞弧焊作業等。 二氧化碳急性中毒主要表現爲昏迷、反射消失、瞳孔放大或縮小、大小便失禁、嘔吐等,更嚴重者還可出現休克及呼吸停止等。如要進入含有高濃度二氧化碳的場所,應該先進行通風排氣,通風管應該放到底層;或者戴上能供給新鮮空氣或氧氣的呼吸器,才能進入。
 

研究動態


  二氧化碳儲存形式研究發現

  一個國際科學家小組最近發現,二氧化碳已經在油氣田地下水中安全且自然地儲存數百萬年時間,這將對未來減緩氣候變化方法產生巨大影響。
 
  減少大氣中二氧化碳含量對於推進減少溫室氣體——能夠在全球範圍内改變平均氣溫,並可以引起非季節性通常具有危險性的天氣至關重要。在開發出清潔能源之前,碳捕穫和存儲(CCS)被認爲是減少二氧化碳氣體的方法之一。

  這項名爲安全存儲的研究由英國曼徹斯特大學愛丁堡大學以及加拿大多倫多大學的科學家共同參與完成。該項目負責人、曼徹斯特大學地球、大氣與環境科學學院教授Chris Ballentine說:“我們不能讓社會在一夜之間轉向低碳經濟。但是我們正處在這個轉變的過程之中,我們正在埋存過量排放的二氧化碳。關於自然系統如何工作,我們要有一種清晰的理解,這就意味着當我們在類似系統中注入二氧化碳時,我們要准確地知道把它埋存在何處。這種驗證能夠爲公眾提供該處理技術安全性方面的證據。
 

  兩種埋藏方式

  自然產生的二氧化碳有兩種埋藏方式,它能夠以類似瓶裝蘇打水的方式在地下水中溶解,或者能夠和岩石中的礦物質發生反應而產生新的碳酸鹽礦物,從而基本上把二氧化碳鎖定在地下。

  之前的研究利用計算機模型來模擬將二氧化碳注入油氣田或油田的地下,旨在發現哪些地方可能適合存儲二氧化碳。一些模型預測,二氧化碳可能會在掩飾中的礦物質發生反應從而產生新的碳酸鹽物質,而其他的模型則顯示二氧化碳可以溶解於水中。但是爲了了解二氧化碳怎樣在天然油氣田中存儲,這個國際研究小組檢測位於北美、中國和歐洲的9個油氣田。

  更准確地模擬地下碳捕穫和存儲

  研究人員測量很久以前油氣田中自然填埋的二氧化碳同位素、氦以及氖等惰性氣體比例,發現地下水是最主要的二氧化碳接收端。

  來自愛丁堡大學的Stuart Gilfillan博士說:“我們改變利用計算機模型的舊技術,並觀測一個埋存二氧化碳很久的天然氣二氧化碳油氣田。”他說:“通過這兩項技術融合,我們首次能夠准確測定二氧化碳存儲的地點。我們已經了解到油和氣能夠安全地在油氣田中儲存數百萬年時間。我們的研究清楚地表明,二氧化碳已經自然且安全地儲存於這些地域的地下水中。”

  Ballentine說:“通過將專業知識融合,我們已經發明觀測二氧化碳油氣田的新方法。這種新方法對於監測和追蹤被我們捕穫的煤燃發電站排放的二氧化碳在注入地下後的去向也很重要,並且對於未來的安全驗證很關鍵。”科學家希望,未來能夠將新的數據植入計算機模型,從而更准確地模擬地下碳捕穫和存儲。
 

二氧化碳去向不明之謎

 
  二氧化碳排放曆經近10年的研究,中國科學家日前發現,近20年來,中國森林吸收溫室氣體二氧化碳的能力明顯增強,每年工業排放出的二氧化碳平均有5%至8%,也就是2600萬噸被吸收,從而爲緩解全球溫室效應作出了積極貢獻。

  人類活動每年釋放大量二氧化碳,其中近一半增加了大氣二氧化碳濃度,一部分被海洋吸收,而約有不到1/3的二氧化碳卻“去向不明”。作爲全球變化的前沿課題,近年來,這一著名的“二氧化碳去向不明”之謎強烈地吸引着各國科學家進行研究。

  森林可通過光合作用“存儲”碳,而森林砍伐則釋放碳。北京大學城市與環境系方精雲教授等人利用大量的野外實測資料和中華人民共和國成立以來的森林資料,研究了我國森林植被50年來碳存儲量的動態變化。

  二氧化碳研究發現,20世紀70年代中期以前,由於毁林開荒等因素,中國森林向大氣淨排放了大量的二氧化碳。但在最近20年里情況發生逆轉,森林淨吸收二氧化碳的功能明顯增強:近20年共淨吸收約4.5億噸碳,相當於90年代中期中國工業二氧化碳年均排放量的一半。在被“固定”的碳中,人工林占了80%。

  “我國70年代末期以來倡導的植樹造林工程,初衷本是防止水土流失和幹旱,卻出人意料地延緩了大氣二氧化碳濃度的上升速度。”方精雲說。據悉,中國人工林累計面積目前已居世界第一位,森林覆蓋率也上升到16.55%。

  國際同行高度評價中國科學家的研究結果。“它作爲一個重要的里程碑,將會被長期引用。”權威雜志《科學》編委會首席指導薩格登說。“森林並不能奇蹟般地阻止大氣二氧化碳濃度的升高,但可在未來的幾十年顯著地緩和上升的速度。”哈佛大學史蒂文教授說,“中國是一個最好的例子。”
 

    3
    1
    申明:1.中文百科在线的词条资料来自网友(一些人是某学科领域的专家)贡献,供您查阅参考。一些和您切身相关的具体问题(特别是健康、经济、法律相关问题),出于审慎起见,建议咨询专业人士以获得更有针对性的答案。2.中文百科的词条(含所附图片)系由网友上传,如果涉嫌侵权,请与客服联系,我们将及时给予删除。3.如需转载本页面内容,请注明来源于www.zwbk.org

    词条保护申请

  • * 如果用户不希望该词条被修改,可以申请词条保护
    * 管理员审核通过后,该词条会被设为不能修改

    注意:只有该词条的创建者才能申请词条保护

联系我们意见反馈帮助中心免责声明
Copyright © 2010 zwbk.org 中文百科在线 All rights reserved.京ICP证090285号