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甲烷-美丽而危险的“冰炸弹”

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2020-06-03 15:18:00【

 甲烷这个名字相信你一定不会陌生,甲烷由一个碳和四个氢原子组成,化学式为CH4,虽然它的外表非常“简约”,但它的能力可一点都不简单。甲烷是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分,也可用来作为燃料及制造氢气、一氧化碳、氢氰酸及甲醛等物质的原料。因此,甲烷作为燃料和原料被广泛应用于民用和工业中。


大气甲烷的源包括生态系统和人类活动,其中自然源包括自然湿地、植被、海洋和甲烷水合物等;人为源包括能源活动(煤炭开采和油气系统)、农业活动(反刍动物、稻田排放和秸秆露天燃烧)、废弃物处理(固体废弃物、工业污水和生活污水)和人工湿地等。北极地区的永久冻土带和冰面下封存着大量的甲烷。这些甲烷气体藏匿在冰面下,就像等待被引爆的“冰榴弹”,如果刺破冰面让甲烷气体向上溢出,即可用火柴点燃形成巨大的冰上“盛焰”甚至形成爆炸。潜藏在北极冰层下的沼气也一直被怀疑是地球变暖的极大威胁。有研究人员认为,随着北极冰层变薄,北极冻土和海水沉积物中的沼气逐渐变得活跃,极易泄漏到大气中。

甲烷不仅可以当燃料提供热量,还是仅次于二氧化碳的重要温室气体,可以为地球保存热量。IPCC第五次评估报告指出,在100年时间段内,甲烷的全球增温潜势(global warming potential,GWP,用于评价各种温室气体对气候变化影响的相对能力) 是二氧化碳的28倍,其在大气中的停留时间大约为9.1年。自工业时代以来,大气甲烷的浓度已经从1750年的722ppb增长到2015年的1840ppb,超过工业化前水平的155%,并且还在不断增长。IPCC报告指出,反刍动物数量的增加、化石燃料的提取和应用、农业水稻的扩张、垃圾填埋的增加等,是大气甲烷浓度增加的主要原因,报告同时认为人为源排放占全球总量的50% ~ 65%。

全球变暖是目前全人类共同面临的挑战。2月9日,巴西科学家在南极洲西摩岛记录下了20.75℃的高温天气,比该岛1982年记录的19.8℃高了近1℃。随后,地球另一端也有新闻爆出——2月14日,美国宇航局(NASA)的一项研究指出,在北极地区30万平方公里发现200万个甲烷排放热点。要想减缓全球变暖的速度,控制温室气体的排放是重中之重。甲烷作为同样重要的温室气体,如果不给予重视,那么将来人类将不得不面对甲烷的大量释放带来的全球变暖问题。
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