甲烷对全球暖化的影响.doc

甲烷对全球气候暖化的影响姓名：李萍班级：高2010级04班学号：20100404摘要：随着全球人口的增长，人们对物质生活的要求越来越高，使得人类活动加剧，导致大气中温室气体的含量大量增加，全球暖化已经成为全世界所关注的热点而甲烷作为一种温室气体，对温室效应的作用仅次于二氧化碳到2005年，世界甲烷排放量达到6607490千吨，所以正确认识甲烷的产热机理和作用尤为重要关键词：甲烷全球气候暖化1.引言随着全球人口的增加，科学技术的突飞猛进，人们对大自然空间的夺取越来越剧烈，对自然环境的影响不断加大而且影响的范围也越来越大所以，人类在创造伟大的同时，也在毁灭这份伟大，并付出了沉重的代价：能源危机、大气污染、水土流失、植被退化、厄尔尼诺、赤潮、臭氧层空洞等等全球气候变迁问题出现，使得地球的大气、土壤和水源遭到严重破坏近年来，人类活动的加剧，排入大气中的气体也迅速增长，其中二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等温室气体，使得大气中温室气体的含量成倍地增加，这些气体影响气候系统，并通过气候系统控制环境中自然能量的流动，即借助大气的循环运动，改变大气气候，增加全球气候暖化的可能性，从而影响全球气候2.温室效应全球暖化是温室效应所带来的后果，而非温室效应的另一含义，温室效应的含义是温室气体的排放超过一定的平衡值(即地球可正常"消化"的数量单位),而温室效应的产生，其中一个恶果即是全球暖化.全球暖化导致冰川加速溶解，海平面上升，人类可居住地减少等负面反应。

所谓温室气体，就是能使温度升高的气体有二氧化碳、甲烷、氟碳化物、氧化亚氮、六氟化碳等气体而这些气体具有很强的吸收辐射的能力，它们选择性的吸收地球辐射的长波辐射，并释放一些长波辐射，在一定程度上补偿了地面因长波辐射而失去的热量，结果使大气中的热能积聚，于是造成了地球温度比其辐射平衡时的温度高，形成了温室效应自工业革命以来，人类活动使大气中的温室气体含量不断增加，例：甲烷在工业革命前为(0.6〜0.8)X10-6，到1992年增加到1.72X10-6，增加了大约145%温室气体增加结果直接导致了地表增暖和海平面上升据显示，自19世纪以来，全球平均气温上升了0.3〜0.6C【1】如果没有措施对此进行控制的话，到2100年全球表面平均温度将上升0.9〜3.5C【2】而且全球温度升高，海洋热膨胀和冰川、极地冰区的融化，过去150年来地球上的冰川面积一直在缩减，但近30年间变化速度显著加快据英国《独立报》报道，一项研究指出，现在许多冰川的融化速度与长期平均状况相比提升了100倍导致海岸线上升30〜50cm科学家推算，到2100年海平面将升高1m【4】足见气候变暖的严重性而近期一项最重要的信息显示，每吨甲烷造成全球暖化的威力，比二氧化碳高出25倍，这是以100年来分摊计算甲烷暖化作用的平均值。

然而，甲烷在大气中只停留10年就几乎侦测不到，20年后更几乎完全消失，因此，将甲烷的温室效应分摊为100年来计算，可说是大大低估了它的影响由于我们减少温室气体的时间已剩下不到100年，最新的方式是以20年来计算，得出甲烷的温室效应比二氧化碳强72倍【3】所以甲烷作为第二温室气体，更加应该引起重视3.甲烷对全球气候暖化的影响3.1甲烷的来源大气CH4含量是自然和人为共同作用的结果大气CH4^度持续升高不仅是其源增加的结果，也是其汇减小的结果产CH4过程与消耗CH4过程在土壤中往往同时存在［5］，土壤CH4通量是两个过程的综合.大气CH4的主要来源是厌氧环境的生物过程，一切存在厌氧环境的生态系统都是大气CH4的源，即生物源，产生的CH4气体占大气CH4^、量的8O%此过程产生甲烷首先是发酵过程，发酵菌分泌到体外的水解酶可以水解多糖等有机多聚物和催化新形成的单聚物转化为乙醇、脂肪酸和H2;第二步是互养过程，乙醇和脂肪酸在互养菌作用下进一步分解为乙酸、HCDOH（甲酸）和CO2此外，同型产乙酸菌可以把6碳糖直接转化为乙酸或者把H2/C02合成为乙酸；第三步是产cH4过程，乙酸和H2/C02在产甲烷菌作用下形成CH,这是生物过程。

非生物过程产CH4的源称为非生物源，主要包括化石燃料的生产和使用过程的泄漏.大气CH4源也可以按照是否为人类所直接参与而分为自然源和人为源.前者主要包括湿地、白蚁、海洋等，一般占总源的30%〜50%;后者主要包括能源利用、垃圾添埋、反刍动物、稻田和生物体燃烧等，大约占总源50%〜70%3.2甲烷的化学机理甲烷是最简单的烃类，在常条件下，不易和外界物质发生反应，但在特殊条件下，甲烷要与一些物质发生化学反应，这一系列反应涉及臭氧（03）、H20、氢氧化合物（HO-）、甲醛、卤烃、氯氟烃、氯气及S02等多种大气成分，其中主要的反应如下：CH4+OH一CH3-+H20大气中大约87.8%的甲烷是通过该反应消耗的通过该反应，甲烷的汇可表示为-KcoH.cCHi,其中cOH—和cCH分别表示OH•和CH啲浓度，K代表二者的反应系数，由此可知，OH•的浓度降低反过来又会加剧CH4浓度的增加在对流层CH4通过与0H・反应而被清除，但反应生成的水气不仅是另外一种温室气体，而且该反应作为平流层水气的重要源还影响着许多重要的大气物理和化学过程另外一个比较重要的反应就是：CH4+C—CH3CI+HC1CH4与cl2，反应生成HC和CH3C1HC1不像游离CI2那样对03有吸收能力，因此某种程度上缓解了Cl2对03的破坏作用，实际上直接影响了大气的氧化动力学特征；但这个反应的另外一种产物CH3C却是一种重要的温室气体。

除此之外，卤烃、氯氟烃、氯气及S02等都直接或间接地受到CH4和0H・的影响，因此也直接或间接地影响到大气温室效应，增强了甲烷对温室效应的影响3.3甲烷反应后产生气体对大气的影响水蒸气美国德克萨斯州A&M大学(TexasA&MUniversity)的安德鲁-戴斯勒(AndrewDessler)和他的同事证实，水蒸气的热效应足够强大，它等同于把大气中的二氧化碳造成的全球变暖效应加强了一倍[6]在水分子中，氧原子和氢原子的相对原子质量相差很大，所以外层电子强烈地偏向一方，这种性质使水蒸气在遇到地面反射回高空的长波辐射时，吸收能力比二氧化碳还强而且水蒸气会随陆地温度的不同，改变自己的状态，由气态变为液态或固态，或者反之水的固体、液体、气体转化的过程伴随着吸热或放热，所以它的热效应特别大地表的温度也就并不免要升高，而新的数据表明，随着表面温度增加，湿度也随之上升湿度的上升加强了二氧化碳的温室效应需要特别提出的是，研究小组发现⑹，如果地球温度升高1.8华氏度，那么相应增加的水蒸气将会吸收每平方米（1平方米=大约11平方英尺）2瓦特的热量所以甲烷产生的水蒸气影响很大3•3•2CH3C气体根据温室气体的认定，一氯甲烷也是一种温室气体，它的全球变暖系数值（GWP）很大，设定CO2的GWP值（100年）为1，贝yCH3C1的GWP值（100年）为13。

即是说，CH3C1的增温潜力值是CO2的13倍可见，它对温室效应的影响之大卤烃、氯氟烃、氯气及S02等都直接或间接地受到CH4和OH-的影响，因此也直接或间接地影响到大气温室效应所以，因为甲烷而产生的其中气体对温室效应有极大的影响，进而加速了全球暖化的结果4.结论由于科学、经济的发展，人类的需求，导致各化学燃烧，及自然的释放，甲烷急剧增加，并且产生大量的温室气体，强烈的吸收太阳辐射并释放逆辐射，导致温室效应加剧，产生全球暖化的结果参考文献:【1】马万里，罗菊春.全球气候变化问题探讨[J].内蒙师范大学学报(自然版),2001,30(1):70—73【2】MEL—Fadel，.EnvironmentalPollution,2001(114):177—185【3】陈秋.温室气体与全球变暖[J].电力环境保护，2003,19(3):11—13【4】肖祥.全球气候变暖的危害[J].知识窗，2000(5)11[5]ChanAS,ParkinTB.2000.Evaluationofpotentialinhibitorymethanngenesisandmethaneoxidationinalandfillcoversoil.SoilBiolBizx'hem,32(11/12):1581-1590【6】环球科学编译邹蜜2008-11-21)。