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二氧化碳是大气的正常组分,是一种常见气体,它直接存在于动植物生命的摄取和排出中,与人的生命活动息息相关。但人们并没有真正认识二氧化碳。
大气中的二氧化碳——温室效应的标志性气体
“温室效应”是近年来的热门话题,在媒体的报道中可以说是谈之色变,其实温室效应自“古”就有,它是由于大气层中的二氧化碳和水蒸气等物质吸收的热量多于散失的而造成的。它使地球保持了相对稳定的气温,是地球上生命赖以生存的必要条件。因而,“温室效应”并不是人们想像中的“恶魔”。只不过由于近年来人口激增、人类活动频繁,矿物燃料用量的猛增,再加上森林植被破坏,使得大气中二氧化碳和各种气体微粒含量不断增加,造成了温室效应加剧,导致了全球性气候变暖,才引起了人们对它的重视。
在法律意义上被确认为影响气候变化的温室气体有二氧化碳(CO[,2])、甲烷(CH[,4])、氧化亚氮(N[,2]O)、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫(SF[,6])(虽然水蒸气也是形成温室效应的主要物质,而且其浓度仅次于二氧化碳,但由于其在大气中浓度变化不大,因此,人们一般并不将其列为温室气体)。由于非二氧化碳温室气体的浓度致暖与二氧化碳有着固定的函数关系,因而人们在制定《气候变化框架公约》(联合国,1992年)及《气候变化框架公约京都议定书》(联合国,1997年)时就将非二氧化碳的温室气体排放量折算成二氧化碳排放当量,以实现所有温室气体排放量之间的可加性。这样,关于温室气体的减排问题可以形式化地归结为二氧化碳减排问题,温室气体排放权问题也可以形式化地归结为二氧化碳排放权问题。因此,作为温室效应标志性气体的二氧化碳,经常被媒体提起,在人们印象中形成“温室效应=二氧化碳=灾难”也就不足为怪了!
居室内的二氧化碳——空气污染的“指示剂”
据美国一项长期环境跟踪调查发现,生活在风景区与污染区的居民其体内血液有毒物质含量相差无几,因为人每天约80%~90%的时间是在室内度过的,室内环境污染给人们带来的影响甚至要大于室外。这引起了人们对室内空气质量的重视。
在新鲜空气中二氧化碳的浓度,乡村约为0.03%,城市约为0.04%。而实验研究证明:当二氧化碳含量达0.07%时,有少数对气体敏感的人就感觉有不良气味和不适感觉;达0.1%时, 空气中氨类化合物明显增加,人们普遍有不适感觉;达3%时,肺的呼吸量虽正常,但呼吸深度增加;达4%时,头痛、耳鸣、脉搏滞缓、血压上升;达8%~10%时,呼吸明显困难,意识陷入不清,以致呼吸停止;达30%时,致死。
虽然较高的室内二氧化碳会对人体健康产生危害,但通常情况下人们更多的是把其作为空气污染“指示剂”看待的;在室内人数一定时,室内二氧化碳浓度可以反映室内通风情况,从而可以粗略估计室内其他有害物质的污染程度。我们知道,一个16~19岁的少年男子每天约需2800千卡的能量,即其在每天需要0.768kg氧气的同时,排出1.056kg二氧化碳。如果是在一个没有气体交换的封闭体系中,则其一小时所需的空气量为15立方米。假如有一个容纳50名学生的教室则其每小时需置换的空气不应低于4次。因此,我们一定要重视家庭居室、学校教室、写字楼办公室、百货商场等公众较为集中地方二氧化碳的污染,特别是中小学生正处于发育旺盛期,个人抵抗力较成年人差,因而学校更要注意保持教室通风,要求学生常做室外活动,从而保持身体健康。
人体内的二氧化碳——呼吸的“调节器”
在人体内,二氧化碳还起着调节呼吸的作用。与一般人的想法相反,正常情况下,氧对呼吸运动影响不大,而血液中二氧化碳的含量却对呼吸的调节起着特别明显的作用。因为,呼吸中枢对二氧化碳浓度的改变很敏感,当血液中二氧化碳分压稍高时,呼吸即加深加快,通气量增加;稍低时则变浅变慢,通气量减少。当然,若血液中二氧化碳太多时,对中枢神经系统就会产生毒性作用。
从上可看出,无论是在自然界,动植物生命,还是在人的生命活动当中,二氧化碳都起着重要作用。但据统计,自从工业革命以来,大气里的二氧化碳浓度不断上升,19世纪初为0.0284%,19世纪末为0.0296%,1960年为0.032%,现在已增加到0.0345%,并且正以每年0.5%的速度增长,这将会在生态平衡方面给人类带来严重后果。但同时,我们也不得不承认,正是如此才可以警醒人们对自身行为进行反思,使人们意识到在不断发展的同时,必须保护好人类赖以生存的环境。