温室效应中，甲烷是什么角色？

【专家解说】：提起“温室效应”，人们马上会联想到大气中的二氧化碳。毫无疑问，大气中的二氧化碳所形成的“温室效应”，是生命能够在我们这个星球上存在和进化的基本条件。而由于大规模的人类活动所引起的大气二氧化碳浓度增高，也向人类敲响了警钟。若继续不加控制地使用化石燃料和砍伐森林，听任大气中的二氧化碳以现在的速率增长，那么不要很长时间，加剧的温室效应将改变地球气候，随之迫使地球上主要经济区域的分布发生变化，这将对人类的生存环境产生巨大影响。 　　然而，许多人还不曾知道，在加剧地球温室效应方面，二氧化碳还有一支由许多气体组成的强大同盟军，它们正以极快的速度在大气中积累，并在加剧温室效应的步伐，从而加快了对地球气候的影响。 　　这支队伍是由甲烷、氟氯烃、氧化亚氮、三氯乙烷、四氯化碳等多种气体组成的。由于它们在大气中的浓度很低（一般为PPt～PPm），故这类气体又被称为“微量气体”。尽管它们的量是如此微小，但在加剧温室效应方面所起的作用却是不可低估的。现择其要者作一简单介绍： 　　甲烷（CH4），被认为是仅次于二氧化碳的具温室效应的气体。但迄今为止，人们对大气中甲烷的来源还了解得不十分清楚。只知道动、植物残骸在稻田、沼泽地内的厌氧发酵是它的一个重要来源，所以甲烷的俗称为“沼气”。此外，许多生物诸如白蚁、牛等在进行食物消化时体内亦会大量产生这个气体。近年来，由于人类对粮食需求量日益增加，水稻种植面积不断扩大，也是大气中甲烷浓度增大的主要原因之一。通常，大气中的甲烷与氢氧自由基发生的反应，是销毁它的主要途径。然而，由于人类大量使用化石燃料，燃烧时放出的一氧化碳能迅速与大气中的氢氧自由基反应，抑制这类自由基销毁甲烷的作用，从而导致大气甲烷浓度增加。测量结果表明，甲烷在大气中增长的速率是相当快的（年增长率为1.7％，而二氧化碳仅为0.4％），值得注意的是，虽然目前大气中甲烷的平均浓度只有1.711PPm，仅为大气中二氧化碳浓度的0.5%，但它产生的温室效应却为二氧化碳的1／3. 　　氧化亚氮（N2O）俗称笑气，主要是生物在土壤和海洋中进行脱氮过程时释放出来的。人类在制造和使用含氮化肥以及使用化石燃料过程中，将大量氧化亚氮释入大气层。据测定，1975～1985年间，大气中氧化亚氮的浓度已由291.4PPb*增至301.5PPb，其年增长率为0.3％，但由于它在大气中的寿命长达100年，是二氧化碳寿命的7～10倍，因而在大气中积累的速度比二氧化碳要大得多。所以，尽管它的温室效应作用仅为二氧化碳的1／12，但它的长期作用却不容忽视。 　　氟氯烃为三氯一氟甲烷（F－11）、二氯二氟甲烷（F－12）、一氯三氟甲烷（F－13）、四氟甲烷（F－14）以及1，1，2-三氟-1，2，2-三氯乙烷（F－113）、1，1，2，2-四氟-1，2-二氯乙烷（F－114）等多种氟氯取代烷烃的总称。这是一类完全由人类用化学方法合成的化合物。由于这类物质的用途极广，而且在大气中又很稳定，故它们在大气中增长的速度极快。以F-11和F-12为例，在1975～1985年间，前者由120PPt增至223PPt，后者则由200PPt增至344PPt，每年的增长率约大于5%.据测定，氟氯烃的其他几个组份的年增长率更高，已超过10％。应该着重指出的是，这种气体具有极高的温室效应作用，尽管它在大气中的浓度只有二氧化碳的百万分之一，但它产生的温室效应却相当于二氧化碳的1／4. 　　此外，其他具有温室效应的气体如三氯乙烷，四氯化碳等，它们在开放性场所被广泛作为溶剂使用，也具有很高的年增长率（三氯乙烷5～7％，四氯化碳1～3％），尽管它们对温室效应的贡献不及前面几种气体，但由于在大气中增长迅速，其潜在的影响亦值得重视。