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二氧化硫、氮氧化物的浓度比PM2.5更能反映空气质量: 热度 1 jiangming800403 2015-12-29 22:38; 雾霾来无影去无踪，来势汹汹又转瞬即逝。 pm2.5爆表不可能是汽车造成的。夜深人静的时候，空旷的大街上没有几辆车， pm2.5可能依然很高。雾霾也不可能被北风吹走，北京好天气的时候，有的时候并没有什么风，比如今年8月。同时，北京碧空如洗的时候，下风方向也经常是好天气，污染物总不可能瞬间跳跃到太平洋里。大范围的雾霾往往笼罩几万甚至几十万平方千米，这么大范围的污染物不可能都是外来的，大部分还是自产自销。而只要一场北风吹过，转瞬间就晴空万里，污染物去哪里了？。晴朗无风的条件下，北京pm2.4的背景值大约是20-50，但只要冷暖气流交汇，空气中水汽增加，细颗粒物起到了凝结核作用，迅速吸湿增重，这可能是pm2.5上窜下跳的最可能的原因。但是空气中污染物的浓度和毒性并没有太大的变化。本文引用地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-595119-942833.html 此文来自科学网赵建民博客博主回复(2015-12-29 21:27) ：风的作用当然重要，但前提是风来的方向有纯净的空气。氧化硫和一氧化氮在浓度不十分高的时候，在空气中是看不见的。足够细的悬浮颗粒，也看不见。因此环境质量控制不能以没有霾为目标。 . --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 没有雾霾不代表没有空气污染，所以二氧化硫、氮氧化物的浓度比PM2.5更能反映空气质量。; 个人分类: 能源、大气环境与气候变化|5557 次阅读|1 个评论

与臭氧（O_3）污染有关的几张图解: 热度 3 zhpd55 2015-5-29 21:23; 与臭氧（ O 3 ）污染有关的几张图片诸平辑工业废气排放，车辆尾气排放，扬尘等形成了城市污染的主要来源，而且随着空气流动，城市污染物也会向乡村扩散。氮氧化物（ NO x ）和挥发性有机化合物（ VOCs ）是导致 O 3 污染的主要前体。 O 3 污染随着NO x 和VOCs排放量的增加而增加。温度升高， O 3 污染随着更加严重。 O 3 对人体的影响 O 3 形成的化学反应相关参考： Scientific Facts on Air Pollution Ozone ； The South Asian Haze: Air Pollution, Ozone and Aerosols ； Craig Freudenrich, Ph.D. How Ozone Pollution Works ； Ozone and Health Overview of the harmful health effects of ground level ozone；高浓度 O 3 会导致谷物减产 2030 年 O 3 污染导致谷物减产预测; 个人分类: 新观察|13339 次阅读|10 个评论

脱硝技术--氮氧化物的排放控制: 热度 1 jianhuihong 2015-4-1 02:27; 我于近期会在美国一个杂志发表一篇关于“氮氧化物”的排放控制的文章（英文）。请大家关注。在适当的时机，我会翻译成中文在这里发表。下面是文章的提纲。 NOx Emissions: Reduction Strategies What is NOx? Why NOx is bad for human health and the environment 2.1 NO 2.2 NO2 2.3 Acid rain 2.4 Smog/ground level ozone 2.5 Water quality - nutrient overload How is NOx formed 3.1 Thermal NOx 3.2 Prompt NOx 3.3 Fuel NOx How can NOx be reduced? 4.1 FGR 4.2 Lean premix 4.3 Steam/water injection 4.4 Air Staging 4.5 Fuel Staging 4.6 SCR 4.7 SNCR 4.8 Fuel pretreatment; 个人分类: 环保|3018 次阅读|5 个评论

自动控制与雾霾: 热度 6 zhuyucai1 2015-3-14 14:29; 氮氧化物是雾霾中最有害物质之一。因为空气中含有 70% 左右的氮气，使用空气供氧的燃烧都会产生大量氮氧化物，比如电厂锅炉、玻璃炉、水泥窑炉等等。燃烧中空气比例越高，产生的氮氧化物就越多。以电厂锅炉为例，解释一下为什么提高自动控制水平能有效降低氮氧化物的产生和减少雾霾。小时帮妈妈做饭时拉过风箱吗？如果拉过，你会想风量越大燃烧越好，锅炉发电效率越高。其实不是这样。风量大，燃烧会更充分，但风也会把部分热量从排烟道带走。锅炉燃烧追求燃烧优化，简单说就是按照最优的煤与空气的比值操作。在最优煤气比的条件下单位煤耗的发电量最大。煤气比是通过控制烟气中的氧含量来实现的。最优烟气氧含量（即风煤比）对不同的锅炉负荷是不同的，对不同的煤种也不同。所有的大型锅炉就是按这一原理进行自动控制的。问题是，由于锅炉负荷的大范围波动、煤品变化和其他干扰，现有的控制系统的控制品质不高，不能达到真正的燃烧优化。当控制品质不高时，电厂就把风量设得偏高，因为这样能保证正常发电。过高的风量增加了氮氧化物的生成，还增加了风机耗电（风机可是电老虎！）实践证明，使用基于模型的先进控制技术，可以降低氮氧化物 10% 到 20% ，且成本很低，没有设备投资。你会说，这不解决问题呀，因为降低 80% 才能达到排放标准。是的，但这是从源头上做的，其余的氮氧化物就要靠脱硝装置来处理。脱硝装置使用大量氨水，别忘了生产氨水要耗费大量能源，并产生污染。再来说下脱硝装置的控制问题。现代锅炉一般用还原脱硝技术（ SCR ）除去烟气中的氮氧化物。 SCR 的技术原理是，使用催化剂，向烟气中喷入氨水，发生还原反应，将氮氧化物转化为氮气和水。现有的控制方法是单变量 PID 控制，控制效果差。由于锅炉的负荷、煤种和烟气温度等工况变化大，氮氧化物流量随之大范围变化， PID 控制无法快速反应，造成有时脱硝不够，有时又过度喷氨，导致氨逃逸。氨逃逸会造成锅炉管道腐蚀，跑到空气中又造成雾霾。使用模型预测控制技术，可以有效解决这一困难。使用多变量动态模型可以精确预测氮氧化物流量，使用多变量控制可以把烟气温度控制在合适的范围。资料显示，提高脱硝装置的控制水平能节约氨水 20% ~ 40%. 其实电厂控制氧量（风煤比）还是最好的。我去河北沙河玻璃生产基地访问过两次。那里的玻璃炉使用煤气作燃料，但是供空气的风机总是开到最大，只用调节煤气流量来控制燃烧，没有烟气氧量测量。多产生了多少氮氧化物我都懒得去估算了。这种野蛮的污染生产方式政府应该禁止的。因为装个氧量分析仪加上PID控制成本很低，几十万甚至十万以下就搞定。我从一家化工厂了解到他们的制氢装置也是把风机开到最大来生产的。环保部长应该是个习近平第二，或王岐山他弟，不然搞不好。这要得罪人了。; 2031 次阅读|14 个评论

今日又是十面霾伏：环保部长《人民日报》上说灰霾的来源: 热度 2 liuli66 2013-1-28 20:13; 摘录：环境保护部副部长吴晓青：持续大范围雾霾天气和空气质量下降是自然因素和人为活动共同作用的结果。我认为，原因有多方面：一是大气污染物排放负荷巨大。 2010年，我国二氧化硫、氮氧化物排放总量都超过2200万吨，位居世界第一，工业烟粉尘排放量为1446.1万吨，均远超出环境承载能力。冬季取暖北方大部分地区燃煤量大幅增加，导致大气污染物排放量急剧上升。二是复合型大气污染日益突出。受大气环流及大气化学的双重作用，城市间大气污染相互影响明显，相邻城市间污染传输影响极为突出。三是机动车污染问题更加突出。2012年，我国汽车保有量超过1亿辆，汽车尾气排放成为大中城市空气污染的重要来源，大中城市空气污染开始呈现煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点。四是不利气象条件造成污染物持续累积。雾霾天气发生时，大气扩散条件非常差，污染物排放在低空不断积累。同时，由于雾霾天气的湿度较高，雾滴与细颗粒物两者相互作用，迅速推进污染形成。 —————————————————————————————————— 环保部今年首度回应雾霾防治孙秀艳来源：人民日报发布时间：2013-1-28 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/1/274371.shtm 环保部今年首度回应雾霾防治核心提示近日，我国部分地区多次出现持续大范围雾霾天气和空气污染，再次引发公众对空气质量尤其是PM2.5的关注。雾霾天气与空气污染从何而来，该如何驱散？要唤回朗朗天，出路又在何处？环境保护部副部长吴晓青接受人民日报记者独家专访，今年首度回应雾霾与空气污染相关问题。自然因素和人为活动共同导致城市空气污染记者：最近，我国部分地区出现大面积雾霾天气，多个城市空气质量达到重度污染或严重污染，成因是什么？吴晓青：持续大范围雾霾天气和空气质量下降是自然因素和人为活动共同作用的结果。我认为，原因有多方面：一是大气污染物排放负荷巨大。2010年，我国二氧化硫、氮氧化物排放总量都超过2200万吨，位居世界第一，工业烟粉尘排放量为1446.1万吨，均远超出环境承载能力。冬季取暖北方大部分地区燃煤量大幅增加，导致大气污染物排放量急剧上升。二是复合型大气污染日益突出。受大气环流及大气化学的双重作用，城市间大气污染相互影响明显，相邻城市间污染传输影响极为突出。三是机动车污染问题更加突出。2012年，我国汽车保有量超过1亿辆，汽车尾气排放成为大中城市空气污染的重要来源，大中城市空气污染开始呈现煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点。四是不利气象条件造成污染物持续累积。雾霾天气发生时，大气扩散条件非常差，污染物排放在低空不断积累。同时，由于雾霾天气的湿度较高，雾滴与细颗粒物两者相互作用，迅速推进污染形成。近2/3城市达不到二级标准，改善大气环境质量任务艰巨记者：从去年的新《环境空气质量标准》，到首部综合性防治规划，大气污染防治已经迈出扎实步伐。如何看待当前大气污染的防治形势？吴晓青：应该说，“十一五”以来，我国的大气污染防治工作取得了积极进展。尤其在2012年2月29日，新的《环境空气质量标准》发布，实现了与世界卫生组织第一阶段目标值接轨。9月27日，国务院又批复了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，对全国大气污染防治工作进行了全面安排与部署，标志着我国大气污染防治工作进入了由“以总量控制为目标导向”向“以环境质量改善为目标导向”的历史性转变。然而，我国大气环境形势十分严峻。传统的煤烟型污染尚未得到解决，机动车、重化工业造成的PM2.5、臭氧污染又接踵而至。可以说，发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的大气污染问题，在我国近20年内集中出现。按照新的《环境空气质量标准》评价，全国330多个地级及以上城市中，有近2/3的城市达不到二级标准要求。国内外大气污染防治历程表明，解决严重的大气污染问题，是一项长期而艰巨的工作，欧美等发达国家耗费了30—50年时间才基本解决大气污染问题。我们要正确对待当前的大气污染形势，充分认识改善大气环境质量的艰巨性、复杂性与长期性，做好打持久战的思想准备。同时，“必须有所作为”，持续改善环境空气质量。治理PM2.5有赖转变生产生活方式，减排工程应尽早落实记者：最近，大气污染问题尤其是PM2.5污染成为社会各界广泛关注的焦点。我们有没有系统的防治思路？PM2.5防治难度在哪里？吴晓青：大家关注污染，我们非常理解。研究表明，PM2.5来源十分复杂，既有燃煤、机动车、扬尘直接排放的细颗粒物，也有空气中二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物，经过复杂的化学反应转化生成的二次细颗粒。可以说，PM2.5污染是我国当前环境形势呈结构型、复合型、压缩型特征的最具代表性的问题。解决PM2.5污染问题，必须彻底转变传统的大气污染治理思路，转变生产方式，改变生活方式，改善生态环境，实施多污染物协同控制，强化多污染源综合管理，开展区域联防联控，概括起来就是“协同、综合、联动”。为此，《重点区域大气污染防治“十二五”规划》提出了八大减排工程，共计1.3万个减排项目，将大力削减各项污染物的排放量。我也在此呼吁各地，尽早安排资金，将减排工程项目落到实处。但是，治理大气污染也存在许多困难和压力，主要体现在以下几个方面：经济发展方式粗放。2011年，我国GDP占全球的10.48%，然而却消耗了世界60%的水泥、49%的钢铁和20.3%的能源，而这些“两高一资”行业又大多集中在东部地区。粗放的经济发展方式、不尽合理的产业布局，产生了大量的大气污染排放。加快转变经济发展方式，优化产业布局任重而道远。能源结构不合理。燃煤排放仍是造成大气污染的最主要原因。长期以来，煤炭在我国能源消费中的比重为70%左右，清洁能源比重偏低。2011年，我国煤炭消耗量超35亿吨，产生的大量污染物对大气环境造成巨大压力。机动车污染日益突出。2012年，1亿辆机动车排放的氮氧化物占全国排放总量的1/4左右。机动车污染排放，不仅是造成城市灰霾和光化学烟雾污染的重要原因，低空排放的细颗粒物还多为有毒有害物质，对人体健康危害极大。不科学发展问题多，完善法律制度是根本解决途径记者：您认为，现阶段我们环境保护工作存在哪些差距？吴晓青：作为环境保护的主管部门，我们深知目前环境质量不容乐观，环境保护工作实际与群众要求还存在很大距离，在实际工作中，还有许多不科学发展的问题。不科学发展当然包括刚才提到的粗放发展和资源能源消耗持续加大的问题，还表现在城镇化进程不断加快，城镇配套设施建设相对滞后，机动车保有量快速增加。另外，一些地方党委、政府重经济发展、轻环境保护的观念还没有根本改变，减排工作还存在责任落实不到位、激励约束机制不健全、基础工作薄弱、能力建设滞后等问题。记者： 20世纪50年代伦敦烟雾事件后，英国出台了《清洁空气法》，有效推进了大气污染治理工作。您认为，针对灰霾污染，我国法律政策有哪些可以推进？吴晓青：灰霾问题是工业化过程中，世界各国共同面对的难题。发达国家的经验和教训值得我们认真研究、借鉴。加强环保立法，完善法律制度是解决包括雾霾在内的大气污染的根本途径。首先是全力推动修改《环境保护法》。作为环保领域的基本法律，为适应我国经济社会快速发展，目前，《环境保护法》修订工作正在进行中，我们将继续配合全国人大法工委，力争使环保法的修改能够适应建设生态文明和美丽中国的现实需要。我们也将大力推动《大气污染防治法》修订。面对工业化进程加快过程中的复合型大气污染问题，环保部将进一步加大工作力度，推动现行《大气污染防治法》修订工作。链接雾霾是雾和霾的组合词。相对湿度在80%—90%之间时，大气混浊、视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，即为雾霾。灰霾的气象定义是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到10公里以下的一种天气现象。（原题《环保部回应雾霾防治》）; 1081 次阅读|4 个评论

[转载] 环保部长为未完成氮氧化物任务道歉: wanght 2012-3-8 00:42; 　　中新社北京3月7日电 (记者张子扬) “作为环保部长，在控制氮氧化物问题上今年没有完成任务，总理承担了责任，我今天也想利用这个机会通过北京团向两会的代表表示我们愧疚的心情，并对这个问题检讨。” 　　7日，中国环保部长周生贤在北京作出了上述道歉。　　在“十二五”规划中，中国对4种主要污染物实施排放总量控制。其中，化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8%，氨氮、氮氧化物排放分别减少10%。然而，2011年，氮氧化物不降反升，增长了5.73%。　　周生贤在列席十一届全国人大五次会议北京团全团会时说，这个问题我们得到了一个什么教训？氮氧化物为什么没完成任务？“不是推卸责任，因为四个约束性指标都是根据GDP的排放强度来定的，尤其是根据工业的排放强度来决定。一旦工业排放强度突破了，环保的指标100%也要突破 ”。【旁注：这话没说清楚。GDP取决于产品交易和价格，具体行业的排放强度取决于生产技术，全部行业的平均排放强度还受行业结构影响。部长想说哪样变化导致没完成任务？教训是什么？】　　他同时回应了“为什么不早关注PM2.5”的问题，周生贤表示，北京一直观测的PM10，十年来逐年下降，而PM10里将近50%是PM2.5，控制PM10就是控制PM2.5。　　“PM2.5”指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是造成灰霾天气的“元凶”之一。其能负载大量有害物质穿过鼻腔中的鼻纤毛，直接进入肺部，甚至渗进血液，严重危害人体健康。　　周生贤表示，北京要治理PM2.5污染，控制小汽车应该是重头。　　中国日前发布新修订的《环境空气质量标准》，增加了“PM2.5”监测指标。在从民间热词变为官方标准后，“PM2.5”此次也首度出现在政府工作报告中。　　中国总理温家宝此前强调，我们要用行动昭示，中国绝不靠牺牲生态环境和人民健康来换取经济增长。我们一定能走出一条生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。(完); 个人分类: 科研杂谈|1876 次阅读|0 个评论

"科学家发明超强透明铝"的关键点: 热度 1 qianlivan 2012-2-5 16:13; 前段时间看到科学网上一条新闻说已经开发出了一种透明铝，强度高，可以防弹（http://news.sciencenet.cn/htmlnews /2012/1/258991.shtm）。当时看到标题的时候我着实兴奋了一下，“透明铝”是多么神奇的物质，我一直以为金属都是不透明的。当然，看完正文后就觉得这条新闻有点“标题党”了。实际上新闻中说的是氮氧化铝（AlON），虽然不是铝，但是能做到透明似乎也还是挺厉害的，看来透明应该是关键点。昨天无聊，上网搜了一下透明铝相关的资料，我发现透明的铝氧化物和氮氧化物都不是什么新东西，之前有不少研究，实际上有一类这种材料被称为“透明陶瓷” (http://en.wikipedia.org/wiki/Transparent_ceramics)。看到这里，我就回想起中学学过的内容了，实际上氧化铝就是透明的，通常金属铝表面都会有一层致密而透明的氧化铝，这层氧化铝薄膜保护了铝不再被氧化。当然，我对氧化铝为什么透明一直不很理解，这也算是一个困扰我的物理（或者化学？）问题。但是，承认这一点，那么氮氧化物透明也是可以理解的。金属铝之所以不透明是因为有自由电子，自由电子对光子有很强的散射，所以金属铝是不透明的。而化合物中没有自由电子，也就不存在电子散射的问题，所以只要质地满足一定条件（没有气泡和杂质），透明是可以达到的。因此，回头看"科学家发明超强透明铝"这条新闻，其关键点不仅是透明，超强也是很重要的，因为毕竟透明的材料是很多的，而高强度又透明的材料就很难得了。或许有一天，凭借这种材料，我们可以制造出机身透明的飞机来（http://news.163.com/11/0615/01 /76I976VK00014AED.html）？; 个人分类: 思考|5010 次阅读|2 个评论

7.4：和新雨同学交流之后: thegreatlake 2011-7-4 22:36; 今天主要是最反应器进行了固定工作，而且考虑到将排气系统接到新雨同学的管子上面。和其做了交流，得出一下结论。 1、关于连接阀的问题，不要使用现在的塑料阀门，因为就目前来讲，很容易会被腐蚀掉。说是一则是铜，一则是什么材质的，这一个和新雨同学做进一步交流，探听清楚这里面的材质问题，考虑为何会被腐蚀，注意到氮氧化物和硫氧化物都是酸性气体。注意之。腐蚀后会对气密性产生比较大的影响，所以势必注意。 2、关于实验开始前和实验开始后需要注意到：实验开始前需要通氮气三十分钟，实验结束后也需要通氮气三十分钟，以免残存的一氧化氮被氧化为二氧化氮，从而导致管道的颜色变化以及腐蚀问题。必须注意实验结束后，及时对反应器进行及时的氮气气体清洗。 3、关于尾气排放的问题注意到使用三氧化铬氧化管，记住明天和陈老师做一下沟通，看看是否可以购置到该管，尾气的处理是个大问题。另外关于整个系统的气密性，关注之。利用肥皂泡进行排查，同时必须注意到NO的微量或许对其排查不出来，但是其还是存在一定问题的。 4、关于NO减压器，据新雨同学讲貌似存在一定的漏气现象，尽管不能排查出来，但是还是建议进行更换，因为考虑到该减压器还是存在一定的问题的，减压表的读数着实是不准确，考虑更换。 5、最近需要去购置一些比较靠谱的固定螺丝钉，并且注意购买金属的阀门，以及部分的二通阀。 6、新雨同学的中空纤维膜管可以考虑借鉴使用的，这其实也是一个比较靠谱的吸收塔，只是有别于传统的鼓泡装置和搅拌反应器，这样实际上可以对其动力学等等进行考察，而又不和别人是一样的。 7、秋燕同学给我提及了鼓泡反应器的问题，主要是筛板的问题，说是孔是不可以透过液体的，只可以透过气体，液体是透过一溢流堰通过，从而使得二者得以混合。仅此而已。需要进一步阅读化工原理书，对其进行进一步的思考，得出比较靠谱的想法，或者尽量能够得到实验室容易实现的吸收装置。; 个人分类: 生活点滴|4 次阅读|0 个评论

IPCC说了什么？（五）其他温室气体: songshuhui 2010-11-8 18:02; 科学松鼠会发表于 2010-11-07 6:46 作者：橡树村温室气体里面，最重要的是二氧化碳，第二重要的就是甲烷。甲烷实际上也是大自然的碳循环的一部分，在陆地上，含有碳的有机物在厌氧条件下分解，最终产物就是甲烷。不过和二氧化碳相比，甲烷的质量在碳循环中要少很多很多。甲烷在大气中的含量也不高。根据冰芯的研究结果，在过去的65万年里面，大气中的甲烷含量也一直有波动，最低的时候是在冰河期，有400ppb，或者说0.4ppm，最高的时候就是在间冰期，或者说不是冰河期的时期，可以达到700ppb，或者说0.7ppm。与大气中二氧化碳数百个ppm相比，大气中甲烷的含量仅有二氧化碳的千分之几。不过这并不表示甲烷的温室效应不重要。实际上，对于同等量的气体，甲烷的温室效应要比二氧化碳高上几十倍。不过甲烷本身并不像二氧化碳那样，需要大自然几百上千年的时间才能消化，甲烷是可以缓慢氧化分解的，最终的产物是水和二氧化碳，这个过程也不算快，需要几十年上百年的时间，不过总是比二氧化碳的清除要快了不少。 65万年来大气主要温室气体浓度变化情况最近1万年的时间内，工业化以前，大气中的甲烷含量一直在580-773ppb之间缓慢变化。有两个地方值得注意，一个是基本上大气中甲烷的含量一直没有超出这个波动范围，另一个是说历史上甲烷含量的变化都是很缓慢的。工业化以后，情况就不一样了，2005年，大气中甲烷的含量达到了 1774.62+-1.22ppb，是工业化之前1万年以内最高值的两倍多，并且这个变化很明显是在人类工业化行为开始之后发生的。至少可以肯定在过去的 8万年时间里面，最近一百年大气中甲烷的浓度增加速率是最快的；65万年以来，大气中的甲烷含量现在也是最高的时候。这很自然就让人把人类的工业化与大气中甲烷含量的升高联系起来。这个增高导致了什么后果呢？工业化时期以来，大气甲烷浓度增加所产生的辐射强迫是0.48+-0.05 W/m2。看到没有？虽然甲烷的含量仅仅增加了1个ppm，但是其强迫辐射却达到了二氧化碳浓度增加产生的辐射强迫的1.66+-0.17W/m2的四分之一，可以看到甲烷的温室效应有多么强烈。在所有的温室气体里面，甲烷对辐射强迫的贡献仅次于二氧化碳。大气中主要温室气体2万年来的浓度变化以及辐射强迫变化情况但是人类究竟哪些行为排放了多少量的甲烷，这方面资料非常欠缺。不是人们不想去收集，而是这个资料收集起来实在太难。甲烷的来源可以有很多种，比如湿地就排放大量的甲烷，自然类似湿地环境的水田，比如稻田，也会排放甲烷；生物质的厌氧发酵要产生甲烷；反刍动物也会排放甲烷；甚至人防屁也会释放甲烷。甲烷的来源基本上都是生物来源的，与化石燃料的使用关系不是很大，当然天然气的泄漏会提供一部分的甲烷排放，不过量相对较小。相对集中的甲烷排放地点，比如大片湿地、稻田，还可以通过一些方法来检测，牲畜集中的大型牧场，也可以去跟踪，但是其他各种各样分散的甲烷排放，就很难去收集资料。所以，这方面比没有多少定量的资料。只是因为大气中甲烷异常增加与人类工业化的时间吻合，所以才认定是人类活动造成的这个异常增高，也许与人口的增长过快关系更密切一些？近期的大气甲烷浓度变化趋势。上图为实际浓度，下图为变化情况大气中的甲烷浓度增加最快的时候是在1970年代末期到1980年代初期，这个时候，甲烷每年增加1%以上，很是惊人。不过随后，大气甲烷浓度的增长率就开始明显下降。从1999年到2005年6年间，大气的甲烷浓度已经稳定在了1774ppb的这个水平，平均增长基本上是零。换句话说，在2000年代上半期，大气中的甲烷浓度已经稳定了。这就意味着新增加的甲烷排放，与大自然对甲烷的清除速度相当。不过，比较平均结果得到的这个数据，并不意味着甲烷的浓度没有波动。从1996年到2001年，大气中甲烷浓度的变化也是很大的。影响大气中甲烷浓度的原因可以很多，比如湿地对温度就非常敏感，湿地地区的气候情况，可以影响甲烷的排放。目前虽然有模型认为随着全球温度的逐渐升高，湿地排放的甲烷应该会逐渐增多，但是究竟会增加多少，会有什么样的作用，在AR4 总结的时候还没有一个明确的研究结果。在这里加点私货。虽然国际上现在有一些组织甚至政府对甲烷的排放限制很热心，对畜牧业加税，俗称屁税，也已经在一些国家看到了，不过你可以看到，由于甲烷的浓度已经稳定，而甲烷的排放又与农牧业密切相关，涉及到吃饭这个更基本的人权问题，所以绝大多数国家都缺乏对甲烷排放进行限制的热情，不像二氧化碳的问题那样吵得热闹。那些拿着甲烷排放问题指责这指责那的，特别是不想让亚洲人吃米的，不想让穷人吃肉的，大家忽略掉就是了。指责这些人把科学问题政治化，借着科学问题达到政治目的，绝对没错的。食品工业本身排放大量的甲烷，同时直接间接排放大量二氧化碳，要真在这方面动脑筋，应该想想怎么让发达国家节约粮食，少些浪费，而不是对刚刚解决温饱甚至还没有解决温饱问题的人口们去指手画脚。另外一个重要的温室气体就是氮氧化物，具体说是氧化亚氮N2O。这个东西俗称笑气，人呼吸到少量气体会令人发笑，自己还不觉得，很恐怖的笑容。浓度高的笑气有麻醉作用，曾经被医院当作麻醉气体使用，不过因为比较危险，早就被淘汰，仅在个别领域做麻醉使用了。2005年大气中的氧化亚氮浓度是 319+-0.12ppb。不用担心，这个浓度不会对人体有什么直接伤害。工业化之前，氧化亚氮的浓度有很长时间稳定在270+-7ppb左右，相对来说，与工业化之前相比，氧化亚氮的浓度增加的不算多，仅有18%。不过这个增加趋势并没有减缓的样子，最近几十年在以每年0.8ppb的速率线性增加，比如1998年大气氧化亚氮浓度只有314ppb，7年增加了5个ppb，而在工业化前的11500年的时间里面，大气氧化亚氮浓度变化小于10ppb。但是注意到在大约1.5万年前，大气氧化亚氮浓度也有一段高速上升的过程，所以在有进一步的研究之前，不能把这个高速上升完全归结到人头上。人类的活动的确有能够导致氧化亚氮排放的地方，工业里面，尼龙行业会排放一定量的氧化亚氮，内燃机的燃烧也会导致一些氮氧化物排放，农业里面化肥的使用可能是人类排放氧化亚氮的大头，土地的变化也会导致氮氧化物的释放。关于氧化亚氮的研究目前还比较少，所以目前也说不好人类的活动究竟对氮氧化物增加有多大的贡献，比较可靠的估算认为人类贡献了大约40%。具体到某个单独排放源的贡献，就更难估算了。目前，因为大气氮氧化物浓度增加而导致的辐射强迫，是 0.16+-0.02W/m2，仅是二氧化碳增加导致的辐射强迫的十分之一。近期大气氧化亚氮浓度的变化其他比较重要的温室气体，就是氟氯烃了，也就是氟氯昂。氟氯昂是纯粹的人为排放的温室气体，大自然里面原来是没有的，所以大气里面所有的氟氯昂都可以归结到人类的活动上，非常简单明了，没有争议。不过在蒙特利尔议定书签订之后，人类已经大规模减少了氟氯昂的应用，排放减少迅速。而氟氯昂在大气中的存在寿命并不是很长，所以大气中的氟氯烃的比例已经明显下降。2005年，这些接受蒙特利尔议定书约束的气体，所贡献的辐射强迫是0.32+-0.03W/m2。京都议定书里面还列出了一些工业氟化气体，比如氢氟碳化物HFCs，全氟化碳PFCs，还有六氟化硫SF6。这些气体的浓度还都很低，不过增加的趋势也是很明显的，需要加以监视，并有可能在以后受到限制。2005年，这几样气体产生的辐射强迫是0.017W/m2。大气氟氯烃和工业氟化气体的浓度变化情况臭氧也是温室气体。虽然臭氧自身的生命期很短，但是大气自己就可以产生臭氧，所以是有一个长期的浓度存在的。对流层的臭氧的产生，受大气具体条件影响很大，目前只能够做到对对流层臭氧分布进行监测和模拟。臭氧浓度和温度有一些关系，不过更可能与一些高温导致的其他挥发性物质有关系。目前人们对于对流层臭氧的了解还很有限，估计的辐射强迫是0.35 W/m2。平流层臭氧会受到氟氯烃的影响，这也是蒙特利尔议定书对氟氯烃的使用进行限制的主要原因。氟氯烃目前仍然存在在大气里面，所以对平流层臭氧层的破坏仍然存在，对于这个影响的相关了解还不多，处于中等水平。基本上，蒙特利尔议定书所管制的气体，目前对臭氧层破坏导致的辐射强迫在-0.05+-0.10W/m2的水平。注意到这个数值可能是负的，说明其可能减轻温室效应的作用。蒙特利尔议定书的目的是停止对平流层臭氧的破坏，2005年的结果，全球平流层臭氧仍然比1980年代以前的数值低了4%，臭氧层的恢复是否已经开始还不好确定，但是至少，平流层臭氧损耗趋势已经停止了，这也算是人类通过控制自己的行为挽回对环境的影响的一个例子。对对流层臭氧辐射强迫的估计误差还是不小的此外还有一些短生命期的温室气体，比如二氧化硫，一氧化碳。这些气体被大气清除的速度很快，浓度变化很大。但是因为其在大气中停留的时间太短，很难对气候产生影响，所以对温室效应的作用基本上可以忽略，当然，一些气体会通过其他机理来影响气候，比如二氧化硫，后面会谈。最后，就是温室气体里面最重要的水汽。其实水蒸气的温室效应最为强烈，比二氧化碳可是强多了。不过你很少听到人们在谈论控制温室效应的时候说水。人类活动所直接排放的水汽，主要包括灌溉，还有化石燃料燃烧等。实际上化石燃料燃烧导致的水汽影响远远少于农业用水对水汽的影响。不过总的来说，人类这些活动对辐射强迫的直接影响基本上可以忽略。只是在全球平均温度上升的情况下，对流层的水汽浓度会增加，从而对整个温室效应起到作用。但是这个作用，并不是导致气候变化的一个因素，而是因为气候变化而产生的反馈，所以就不被列到辐射强迫里面。多说一句，大气里面的水对气候的影响非常复杂，不被列入辐射强迫的项目中不等于相关的研究人员忽视了水的作用，后面会涉及到水的影响的几个主要方面。水导致的直接辐射强迫也是有的，甲烷氧化也会导致平流层一些水的增加。人们虽然对这个问题的认识程度很低，不过由于甲烷的浓度很低，这个作用对辐射强迫的贡献还是不多的，目前估计为0.07+-0.05W/m2。人的活动不仅仅带来正的辐射强迫，还有负的辐射强迫总结一下温室气体的辐射强迫。二氧化碳1.66W/m2，甲烷，0.48W/m2，氧化亚氮，0.16W/m2，氟氯烃，0.34W/m2，臭氧，平流层 -0.05W/m2，对流层0.35W/m2，来自甲烷的水汽0.07W/m2。因为这些单独的因素之间有可能互相影响，所以这些数字不能简单的数字相加，综合起来是多少后面再谈。总的来说，人类活动所导致的温室气体排放，的确导致了一个很大的正方向的辐射强迫，有利于地表的升温。不过人的活动可不仅仅是在增加辐射强迫，还有不少行为在降低这个辐射强迫呢，都有哪些呢？上一篇： IPCC说了什么（四）碳循环; 个人分类: 环境|1383 次阅读|0 个评论

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