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为了美好的明天 ──环境化学的故事 温柔的魔鬼二氧化碳 在自然界的物质循环中，碳的循环是比较简单的。让我们先来看一看碳 走过的路。 碳是生物界里的主角。它是构成有机体最基本的元素之一，占机体总干 重的49％。自然界中碳的循环，与二氧化碳密不可分。大气是二氧化碳的贮 藏仓库，绿色植物在进行光合作用时，从大气中吸取二氧化碳，在光能的作 用下，合成碳水化合物，然而，碳沿着食物链的路线，从植物到动物到人， 在每一个营养级上，随着生物的呼吸都有一部分二氧化碳回到大气中；生物 的遗体和排泄物被细菌分解后，也能释放出二氧化碳。 在生物圈中不停运行的碳只占自然界中碳的总量的一小部分，其余绝大 部分以碳酸盐的形式被禁锢在岩石圈内，几乎没有资格去 “旅行”。稍稍幸 运的是地球表面的碳酸岩，它被风化后也能产生二氧化碳，可以自由来去。 地下深处的碳酸岩，往往要遇到火山爆发等剧烈的地质活动才有出头之日， 火山喷发出的气体中含有大量的二氧化碳、一氧化碳等含碳的气体。 在无数的化学气体中，二氧化碳留给人们的印象似乎是很温和的，它时 时刻刻伴随着人们的生活，可又与人无涉，既不帮助你生存，又不妨碍你生 存。然而，数年前一场震惊世界的灾难却让我们对二氧化碳刮目相看。 那是1986年8月22日晚上9时30分左右，喀麦隆一座面积不到2平方 公里的小小火山湖——尼奥斯湖发出了一声沉闷的巨响，几股强大的气体从 湖底冲出，然后一切又归于平静。逸出的气体悄无声息地向村庄扑去，气体 弥漫之处传来阵阵呻吟。第二天早上，离湖最近的尼奥斯村屋宇依旧完好， 树木依旧苍翠，可全村竟然只剩下两个活人。其余的人和家畜、家禽全都死 掉了。8月29日，联合国救灾协凋专员办事处在日内瓦宣布：尼奥斯湖灾难 中的死亡人数达1746人。 后来，许多科学家研究后作出了这样一个解释：从尼奥斯湖喷出并酿成 灾难的气体是二氧化碳。 在尼奥斯湖畔有一座活火山阿库火山，虽然已有百余年没有喷发，但却 一直慢慢从湖底的火山裂缝中散发出二氧化碳，并渗入湖中。微妙的化学平 衡使含有大量碳酸氢盐的湖水处于湖水的最底层。而碳酸氢盐素来不稳定。 那天晚上下了暴雨，大量的地表水进入湖中，使湖水出现搅动，富含碳酸氢 盐的深水上翻，同时释放出大量的二氧化碳。这令人窒息的二氧化碳夺走了 1746人的宝贵生命。 二氧化碳是一种比较重的气体，当它弥漫开来的时候，就会把人与氧气 隔离开来。人长时间离开了氧气，就会窒息而亡。表面温和的二氧化碳终于 露出了它的真面目。但是，这也正是二氧化碳作为灭火剂的重要原因之一， 看来，有一弊就有一利。 随着工业的发展，人类又为碳的循环加入了一个新的因素：煤被大量开 采和使用并释放出大量的二氧化碳，20世纪石油和天然气的大量消耗也增进 了碳的循环。 人口的过快增长和工业的发展，使得人类生存和活动所产生的二氧化碳 大大超过了植物和海洋所能吸收的总量。与此同时，由于人类的滥砍滥伐， 森林面积正以每天4370公顷的速度从地球上消失。正常情况下一公顷阔叶林 在生长季节里一天要消耗1吨二氧化碳，这就意味着大气中的二氧化碳的贮 存要比原来每天多4370吨。所以，从 1860年到1970年的100多年间，大气 中的二氧化碳的浓度，将从 0.028％增加到 0.032％，这个数字后面所蕴含 的祸害之一，便是人们所说的 “温室效应”。 1994年夏季，全球出现了举世瞩目的炎热天气，其炎热范围之广、程度 之甚、时间之长，均为历史之罕见，盛暑7月过后，仍不断传来各地的高温 纪录被打破的消息，并因此引起各地因高温而使人丧生、因高温使用电量剧 增等种种棘手的问题。 这到底是为什么？ 科学家认为，原因是多方面的，但祸根是大气中含量日益增多的二氧化 碳。 大家知道，太阳短波 （主要指可见光）辐射是透过大气层到达地球表面 的。地球表面从太阳获得能量变暖以后，又以长波红外辐射的形式向外发射。 而二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，地球表面发出的长波辐射到大气 以后就被二氧化碳截获，最后使大气增温。大气中的二氧化碳如同暖房的玻 璃一样，只准太阳的辐射热进来，却不愿让里面的长波热辐射出去，于是和 玻璃一样造成了温室效应。 据有些科学家的模型推算，如果大气中的二氧化碳的年增长率为 4％， 到2000年其浓度将增加到 0.038％至0.04％，如果这种势头不加控制，到 2050年还将增长到0.08％，这时