二氧化碳产生的原因
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二氧化碳产生的原因范文第1篇
碳捕捉，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。
如今，全世界各个国家研究二氧化碳捕集和封存的技术方兴未艾、如火如荼。但6月19日，美国国家研究委员会的一项独立研究发出警告，二氧化碳的排放导致温室效应，被认为是引发全球变暖的一大重要原因，（CCS）有可能诱发更大的地震。
碳捕集与封存
(CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。 CCS技术包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节，它可以使单位发电碳排放减少85%-90%。
这项技术的研究可以追溯至1975年，当时的美国将二氧化碳注入地下以提高石油开采率，但将它作为一项存储二氧化碳以减少温室气体排放的环保工程，则开始于1989年的麻省理工大学，直至近年来，这项技术得到更多的重视和研究，它被认为是一种可以减少空气中二氧化碳浓度的方法。目前，据专家介绍，从技术层面来说，应用于碳的捕集、运输以及封存的各项技术其实都是已有的、成熟的，只不过在此前并未应用于CCS方向，问题主要存在于现有发电厂的改造以及新建发电厂的技术和资金投入。
二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。无论哪种捕集方法，简而言之是将燃煤发电厂产生的气体收集起来，经过脱硫、氮氧化物等等制备后，将二氧化碳分离并收集起来。
二氧化碳运输，捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存，可以使用汽车、火车、轮船以及管道来进行运输。一般说来，管道是最经济的运输方式。 2008年，美国约有 5800千米的二氧化碳管道，这些管道大都用以将二氧化碳运输到油田，注入地下油层以提高石油采收率（Enhanced Oil Recovery，EOR）。
“捉拿”技术各显千秋
2010年7月，由我国安徽理工大学张明旭教授带领的科研团队在实验室小试装置成功的基础上，自行设计和建造的利用稀氨水捕集二氧化碳中试装置在安徽淮化集团实现连续运转，并顺利生产出了首批合格的碳酸氢铵产品。该装置具有常温、常压、一次吸收和反应、能耗低、工艺简单、安全稳定等显著特点。该装置通过氨法对烟道气中的二氧化碳进行捕集和吸收，每小时可处理烟道气1000立方米左右，烟道气中的二氧化碳脱除效率达80％以上，减排二氧化碳超过110立方米（烟道气中二氧化碳浓度按13%计算）以上，每小时可生产碳酸氢铵肥料270公斤左右。该技术的研究开发既可以减少二氧化碳排放，保护环境，又可使污染物变废为宝。
今年2月，美国一个研究团队发现一种具有八角形孔窗的天然沸石尤其擅长捕捉二氧化碳的行踪，在效率和经济上远胜于目前的工业洗涤器。沸石是一种矿石，其晶格中存在很多大小均一的通道和空腔，一克沸石孔穴和通道的内表面积可达500平方米到1000平方米，这种沸石每立方厘米的小孔足可吸附0.31克的二氧化碳。由此可以吸取或过滤大小不同的分子，并可重复使用几百次，是过滤、擦洗含许多杂质气体的混合气体中有害分子的理想选择，也在化学工业中被广泛应用于催化剂和过滤器。
挪威在5月份，启用了世界上规模最大的碳捕获和储存（CCS）技术发展设施。由挪威政府投资10亿美元（约为63亿元人民币）资助的蒙斯塔德技术中心将测试两种燃烧后碳捕获技术，一种以胺为基础，另外一种以冷冻的氨溶剂为基础。该设施的独特之处在于，它可以测试来自附近两个地点的废气——一个280兆瓦的热电联产工厂和每年产生1000万吨排放的蒙斯塔德炼油厂。它们制造的烟气里二氧化碳的含量各不同，分别约为3.5％和13％。
6月份，英国研究人员研发出一种新型多孔材料，这种材料中的孔洞就像一个个“笼子”。诺丁汉大学等机构研究人员在英国《自然?材料》杂志上报告说，这是一种名为NOTT－202a的新材料。如果把空气压入这种多孔材料之中，大部分气体如氮气、氧气、氢气和甲烷等随后可以从“笼子”中出来，唯独二氧化碳会被留下，锁在“笼子”中。
碳捕的争议
二氧化碳的排放导致温室效应，被认为是引发全球变暖的一大重要原因。6月19日，美国国家研究委员会的一项独立研究发出警告，二氧化碳捕获与封存（CCS）风险太大，地下封存有可能诱发更大的地震。该研究已发表在最新一期美国《国家科学院院刊》上。
地球物理和环境地球系统科学部门教授马克和史蒂文?戈雷利克发表文章说：“将大量的二氧化碳注入大陆内部常见的脆性岩石当中会高概率地触发地震。而且即使是小到中等规模的地震都会威胁到二氧化碳库密封的完整性，在此背景下，大规模的实施CCS可能是一个具有高风险且不会显著减少温室气体排放的战略。”
美国国家研究委员会指出，CCS将涉及长时间注入地下最大量的流体，可能会导致更大的地震。CCS需要地下泄漏率每千年小于1％，以达到可再生能源相同的气候效益。而近年来在美国注入到地下的污水已经与发生小到中级的地震有所关联。理由之一是，早在1960年，科罗拉多州就有明显例证；另外的例子出现在去年阿肯色州和俄亥俄州。如果试图将二氧化碳封存地层数百年到数千万年，引发类似规模的地震可能性将相当大。
环保组织地球之友的一份报告指出：以英国为中心的碳抵消行业有着数十亿美元的交易量，但这个行业并没有起到降低全球温室气体排放的作用。碳抵消计划的问题在于，它减少的温室气体比科学家所说的避免灾难性气候变化所需的量要小的多。如果是这样的话，抵消计划就不可能够推行，也不能够计算清楚一项计划究竟能够减少多少碳排放。
二氧化碳产生的原因范文第2篇
关键词： 二氧化碳 科学探究 对比实验
1.教学设计
1.1总体思路。
以学生活动作为主体；探究学习为基本方法；联系旧知学新知，用引导、对比、归纳的方式探索气体的制取。
1.2过程。
引入问题实验室制取氧气的知识回顾得出实验室制取气体的研究思路探究实验室制取二氧化碳的反应原理探究实验室制取二氧化碳的装置讲述二氧化碳的验证方法和验满方法制取一瓶二氧化碳气体结合实际情境，运用所学知识设计氢气的发生和收集装置梳理归纳知识和总结初中化学常用解决问题的方法。
1.3方法。
学习过程中，引导学生自主、合作、探究学习，采用讨论探究、实验探究、对比探究、自学归纳等方法，充分体现新课标提出的精心创设学生自主活动和积极探究的情境，引导学生积极参与探究过程，从而获得知识和亲身体验。
2.教学目标
2.1知识与技能。
①了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，并设计装置制取二氧化碳；②通过制取氧气和二氧化碳原理和性质的比较，初步确定实验室制取气体的一般思路和方法；③通过对二氧化碳的理想药品的探究，培养学生善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新、乐于实践的科学精神，提高其学习化学的兴趣。
2.2过程与方法。
通过实验培养学生科学地观察、思考、分析和总结归纳的能力，使学生学会科学探究的一般方法和步骤。
2.3情感态度与价值观。
通过引导学生观察、分析实验的现象和实验探究活动，激发学生学习化学的兴趣，培养学生努力探索的优良品质，总结初中化学常用的解决问题方法。
3.教学重点、难点
实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法；从实验室制取气体的设计思路出发，探究实验室制取二氧化碳气体的方法。
4.教学过程
4.1导入新课，激发学习兴趣。
【视频】神奇干冰吹泡泡的实验。
【引导】干冰的主要是什么？
【回答】二氧化碳。
【提问】实验室是如何制取二氧化碳的呢？这就是本节课探讨的内容。
设计意图：从神奇干冰吹泡泡的实验视频引出二氧化碳，使学生产生亲近感，同时引导学生思考实验室是如何制取二氧化碳的，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
4.2探究解疑，体现科学探究乐趣。
【回顾】在第二单元我们已经学过实验室用高锰酸钾和过氧化氢制取氧气，请同学们看白板。
【展示】实验室制取氧气的知识回顾。
【引导】通过实验室制取氧气的知识回顾，你是否能得出实验室制取气体的一般思路呢？
【回答】反应原理、发生装置、收集装置、验证和验满方法。
【思考】这5个步骤的依据分别是什么？
【回答】反应原理：化学反应方程式；发生装置：反应物状态和反应条件；收集装置：气体的密度、溶解性，以及气体是否与水反应；验证和验满方法：气体的化学性质。
设计意图：对学生原有知识储备的回顾和利用过程，从而培养学生综合运用原有知识建立知识体系的能力。
【过渡】反应原理、发生装置、收集装置、验证和验满方法是我们制取气体的一个大致路线，我们今天就以这个路线为指导，探究二氧化碳实验室的制取。
【思考】在我们学过的化学反应中，有哪些是可以制取二氧化碳的？
【讨论】蜡烛燃烧，碳在氧气中燃烧，碳还原氧化铜和氧化铁……
【展示】能够产生二氧化碳气体的反应。
【追问】这些反应都适合在实验室制取二氧化碳吗？如果不适合，原因是什么？
【提示】主要从气体是否纯净和条件是否苛刻这两个角度出发。
【回答】1和2不能的原因在于制得的气体可能不纯：制得的二氧化碳中可能含有氧气；3和4不能的原因在于条件太苛刻：高温条件实验室一般难以达到。
设计意图：让学生自己分析解决，从而逐一各个击破、加以排除。
【过渡】对于上述四个反应，要么制得气体不纯，要么条件太苛刻，因此不适合在实验室制取二氧化碳。下面，老师再向同学们介绍三个能够生成二氧化碳的反应，让我们通过一组对比实验，看看哪个反应适用于实验室制取二氧化碳？
【展示】三个对比实验图。
【讲述】等下请三位同学上台做实验：1、2、3号试管中分别加入0.2g的碳酸钠、石灰石、石灰石，之后同时加入5ml的稀盐酸、稀盐酸、稀硫酸，观察现象。注意1和2的不同点是底物不同，加入的酸相同；2和3则是底物相同，加入的酸不同。
【学生实验】三位学生分别在1、2、3号试管中加入0.2g的碳酸钠、石灰石、石灰石，听到教师命令后，分别向1、2、3号试管中加入5ml的稀盐酸、稀盐酸、稀硫酸。
【观察与思考】三个试管中的现象是否相同？
【实验现象】1.产生气泡，速率过快；2.产生气泡，速率适中；3.产生气泡，但速率较慢。
【结论】实验室制取二氧化碳气体的最佳反应是大理石和稀盐酸。原因在于稀盐酸和石灰石的反应速率适中，适用于实验室制取二氧化碳气体。
设计意图：在这里先介绍三个能够生成二氧化碳的反应，让学生自己做实验，观察现象，分析比较后，从而得出实验室制取二氧化碳的反应原理。
【总结】实验室制取气体反应原理应考虑的因素：制得的气体要较纯，反应条件要容易满足，反应速率要适中。
【强调】虽然碳酸钠和稀盐酸由于反应速率太快不适合在实验室制取二氧化碳，却是灭火的原理，正所谓“天生我才必有用”。
【过渡】确定了实验室制取二氧化碳的原理，接下来，我们该研究什么呢？
【回答】发生装置和收集装置。
【追问】确定二氧化碳的发生装置和收集装置时各要考虑哪些因素？
【提示】联想制取氧气的发生装置和收集装置时考虑的因素。
【回答】发生装置：反应物的状态和反应条件；收集装置：密度与空气比较的大小、溶解性、是否与水反应。
设计意图：通过对实验室制取氧气和二氧化碳的类比，让学生找到规律，指导探究其他气体的制取，从而锻炼学生对知识举一反三的能力。使学生的思维得以发散，提升对知识间的联系和迁移的把握。
【讲述】现在大家选择发生装置和收集装置。
【展示】现提供如下装置，你会选择怎样的发生和收集装置制取二氧化碳呢？
【学生回答】发生装置：A和C；收集装置：E。
【反问】为何长颈漏斗要伸入液面以下？
【回答】防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出。
【板书】二、发生装置：固液不加热；收集装置：向上排空气法。
【追问】如果实验室没有长颈漏斗和锥形瓶，那么哪些装置可以作为替代品？请从图4中进行选择。
【回答】用注射器和分液漏斗代替长颈漏斗；用平底烧瓶和试管代替分液漏斗。
【强调】分液漏斗下端不用液封，原因在于分液漏斗有活塞，反应随关随停，气体不会从漏斗逸出。
设计意图：在这里我在确定了实验室制取二氧化碳的原理和发生装置、收集装置时要考虑哪些因素的基础上，借势让学生选择出合理实验室二氧化碳的制取装置，可谓是循循善诱、水到渠成。更重要的一点：锻炼了学生学以致用的能力。
【过渡】同学们对实验室制取二氧化碳装置的认识已经到了会选择、会变通地步，如果老师给出若干种实验仪器，则相信同学们一定能够设计出富有个性的实验装置。现在有请几位同学到台前来点击屏幕上的仪器，设计连接装置，要求每位同学设计的发生装置不一样。
【学生实验】连接装置Flash，如图5所示。
【提问】这位同学将有空塑料板的试管和长颈漏斗相接，打开止水夹，反应开始，关闭止水夹，反应停止。这个装置有什么特点？如图6所示。
【回答】控制反应速率。
【追问】通过什么控制反应速率？
【回答】止水夹。
【提问】试管和带有注射器胶塞组合，这个装置又有什么特点？如图7所示。
【回答】控制反应速率。
【追问】通过什么控制反应速率？
【回答】通过注射器滴加液体的快慢。
【提问】在选择反应器和胶塞组合过程中，为什么会出现反应器和胶塞组合不合适的情况？
【学生讨论】有些反应器是有侧导管的，有些没有；胶塞组合有些是单孔的，有些是双孔的；还有一个大的反应器，连接任何胶塞组合都不行……
【教师总结】对于反应器有侧导管的，说明反应器已有导气装置，胶塞就只用选择单孔的；反过来，反应器没有侧导管的，说明反应器无导气装置，胶塞就必须选择双孔的；对于大的反应器，叫启普发生器，装置内有内置漏斗和导气管，所以不用胶塞组合，直接连接收集装置即可。
设计意图：利用白板的交互性、主动性的特点，让学生通过Flash拖拽实验仪器、拼装实验装置，让学生对实验室制取二氧化碳装置的选择由感性认识上升到理性认识，让学生在积极、主动的状态下完成化学知识的学习。
【过渡】对于实验室制取二氧化碳，我们已经研究了两大问题：即反应原理和制取装置，接下来就是气体的验证和验满方法。
【讲述】验证和验满是两个容易混淆的问题，请同学们运用对比的方式，对此加以思考。
【提问】如何检验二氧化碳？很早就学过了。
【回答】澄清石灰水，若变浑浊就是二氧化碳。
【追问】验满呢？
【提示】利用二氧化碳不支持燃烧的性质。
【回答】将燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则满。
【强调】二氧化碳的验证和验满使用的试剂是不同的，但都是利用二氧化碳的化学性质。
【板书】三、验证：把产生的气体通入盛有澄清的石灰水的试管中，若澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，则说明已经收集满。
【过渡】现在轮到大家自己亲自动手制取一瓶二氧化碳了吧？并验证和验满。
【讲述】但是在做实验之前，一定要清楚实验步骤，请大家以4人为以小组进行讨论，时间为4分钟。
【小组展示】首先，按要求连接好仪器；其次，检查装置的气密性；再次，装入固、液体药品；最后，验证并验满气体。
【评价】集体的智慧真伟大。
【板书】四、实验步骤：连、查、装、验。
【讲述】大家以4人为以小组进行实验，时间为6分钟，同组的同学要相互提醒，密切配合。
学生实验，教师巡回指导。
请两位同学汇报实验成果并进行点评。
4.3再探揭秘，体现化学学科价值。
【检测】节日用于填充气球的氢气，实验室用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取，已知氢气难溶于水，密度比空气小，请你根据已知知识设计氢气的发生和收集装置。
【引导】发生装置和收集装置的选择依据。
小组组员讨论交流并公布答案。
设计意图：通过训练，学生进一步巩固加深实验室制取气体的方法与思路，并学会运用实验室制取气体的思路解决实际问题。
4.4梳理归纳，体现化学学科魅力。
【引导】教师引导学生自己做课堂小结。
知识小结：
1.实验室制取二氧化碳反应原理。
2.实验室制取二氧化碳发生装置和收集装置。
3.二氧化碳的验证和验满。
方法小结：
初中化学中常用的方法：温故而知新、对比实验。
5.教学反思
5.1课前一定要进行学情分析。
针对本节课的教学内容，确定学生需要掌握哪些知识，然后分析学生是否具备这些知识经验。只有掌握和了解学生已有的化学知识和已经掌握的实验操作技能，才能合理地确定教学任务的深度、难度和广度。
5.2课堂一定要充分调动学生的积极性。
只有充分调动学生学习的积极性，让学生通过自己的知识实现知识的建构，在问题中探究，在探究中学习，学生才能学到真正的知识，进而形成能力，这样的课堂教学才是有效的。课堂不应是学生复制知识的加工厂，而应成为展示他们聪明才智和创造能力的舞台。
5.3课堂一定要渗透初中化学思想方法。
教学过程中应用更多地源于学生已有的知识解决课堂上的实际问题，即温故而知新，本节课中利用到第二单元用高锰酸钾和过氧化氢制氧气的相关知识。从已知中发现未知，从熟悉中感受新奇，这种发现的过程和新奇的体验对于学生的发展是非常有意义的。另外，在实验探究中所运用的对比方法也使学生受益颇多，从而提高他们的学习能力。我相信，有了这些方法引路，学生在化学学习的道路上一定会有更大收获。
参考文献：
[1]周明金.中学生数理化：学研版，2013，12：21-22.
二氧化碳产生的原因范文第3篇
部分区块油井因二氧化碳腐蚀造成频繁躺井，直接影响油田的正常生产，油井二氧化碳腐蚀是制约油田生产开发的一个重要因素。采用投放缓蚀剂、阴极保护器等措施效果不明显，通过对油井腐蚀机理的分析，提出防止油井二氧化碳腐蚀工艺措施，减少油井的腐蚀，延长了油井的检泵周期，节约了油田的检测和维修成本，提高油田的开发水平。
二、腐蚀影响因素研究
1.腐蚀因素
二氧化碳腐蚀钢材主要是二氧化碳溶于水生成碳酸而引起电化学腐蚀所致，主要考虑以下影响因素：1、二氧化碳分压的影响：二氧化碳分压小于0.021MPa不产生腐蚀；在0.021～0.21MPa间为中等腐蚀；大于0.21MPa产生严重腐蚀。2、矿化度的影响：溶液中以Cl-的影响最为突出，Cl-浓度越高，腐蚀速度越大，特别是当Cl-浓度大于3000mg/L 时腐蚀速度尤为明显。3、流速的影响：一般认为随流速的增大，H2CO3和H+等去极化剂能更快地扩散到电极表面，使阴极去极化增强，消除扩散控制，同时使腐蚀产生的Fe2+迅速离开腐蚀金属的表面，因而腐蚀速率增大。
2.产出物分析
2.1产出水
在研究的过程中我们对30样本井进行了数据分析与采集，研究治理提供可靠依据。通过对30口油井产出水的PH值、矿化度、氯离子含量和硫酸盐还原菌等指标进行分析，PH值为5.5～6.0，矿化度为44023～84040 mg/L， Cl-平均含36762mg/L ，SRB含量450～1000个/ml。
2.2伴生气
将分析的伴生气中二氧化碳的含量和计算出的分压进行分析可知油井伴生气中二氧化碳的平均含量为1.78%，平均分压为0.28MPa。油田产出水的二氧化碳含量相对较多，属于严重腐蚀等级，同时产出液的PH值较低（5.5～6.0），由此会产生严重的电化学腐蚀。
3.腐蚀影响因素认识
通过腐蚀因素的实验分析，可以得出造成油井腐蚀的主要原因是：
3.1油井含水率高，平均含水94.5%，介质的矿化度较高，Cl-、HCO3-等强腐蚀性离子含量高，溶液的PH值介于5.5～6.0之间，呈弱酸性，势必会造成油管、杆的电化学腐蚀。
3.2伴生气中二氧化碳含量较多，平均含量为1.78%，最高达4.68%，通过计算，34.6%油井的二氧化碳分压都大于0.2MPa，因此二氧化碳是造成腐蚀的重要因素。
三、二氧化碳防腐工艺技术研究
1.技术路线
二氧化碳分压对油井和生产系统产生中、重度腐蚀，通过分离井筒中产出液中的二氧化碳含量，降低液体中的二氧化碳含量，减缓H+的去极化作用，从而减轻二氧化碳造成的腐蚀。
由伯努力方程： 12 ρv2+ρgh+p=C
式中：ρ―密度；v―流速；g―重力加速度；h―流体处于的高度；p―流体所受压强
可知：流速增加，其它条件不变，流体所受压强变小，气体可从液体中析出。
另外，由于由于高流速增大了腐蚀介质到金属表面的传质速度，且高流速会阻碍保护膜的形成或破坏保护膜，因而随流速增大，腐蚀速度增加。
解决思路：井下配套防气技术，将二氧化碳分离并通过环套排出，减少泵筒内产出液中二氧化碳的浓度，以此削弱二氧化碳腐蚀；同时由于进入环空的二氧化碳流速大大降低，减缓二氧化碳的腐蚀，在液面以上，二氧化碳呈气态，没有了H+的去极化作用，二氧化碳腐蚀大大降低。
2.配套工艺
高效气液分离器，其原理如下：产出液由进液孔进入高效防气装置，通过防气滤网顺着环形空间下行进入螺旋分离机构部分，气液混合物在螺旋机构内部螺旋向下流动，在离心力的作用下，气体因密度较小沿着螺旋片的内侧经过螺旋片上部的小孔上行，浮到锚体环形空间顶部时，经排气孔排到油套环形空间，而液体因密度较大，就沿着螺旋片外侧下行，下行至锚体的下部，经气敏网进入中心管内部经抽油泵排出，液体经过气敏网时，液体内部所含的细小气泡被过滤在外，沿锚体的环形空间上行至顶部排气孔排出。
四、现场应用及效果
2012年以来，我们对腐蚀井进行了全方位的跟踪分析，针对二氧化碳腐蚀进行了深入研究，应用高效防气技术有针对性的治理工作，取得了明显的效果。
针对腐蚀较为严重的8口油井综合分析，定性为典型二氧化碳腐蚀，措施前8口井的平均免修周期为104天，措施后的4口井平均免修周期延长的276天，延长了196天，远远超过了措施前的免修期，另外4口井持续正常生产，效果十分显著。
典型井例---徐侧14井
该井历年来均因腐蚀造成躺井，平均检泵周期仅60天，2013.4.23日检泵发现内液面油管挂下84根，外液面不详，全井油管内壁腐蚀，油管挂下第98根有2处砂眼，调查历次作业现场管杆起出情况，均变现为油管在80～100根之间腐蚀穿孔，根据徐集油田沙三下天然气化验资料，该井硫化氢无、二氧化碳含量2.26%、氮气0.89%。分析认为地层中二氧化碳在此位置高浓度析出或在此位置碳酸根浓度较高引起腐蚀，故对该类腐蚀井提出新的思路，即下入防气装置，将二氧化碳在环套分离出来，从套管放掉，以削弱二氧化碳腐蚀。
截至2014.3.10日，该井生产正常，管杆连续工作320天，目前继续有效。保证了油井的生产，至少减少检泵作业5次，至少节约作业、成本、占产等费用30万元。
五、结论及认识
1.对以二氧化碳腐蚀为主因的油井配套防气技术，将二氧化碳分离并通过环套排出，减少泵筒内产出液中二氧化碳的浓度，减轻二氧化碳腐蚀，从实践结果来看是可行的。
2.目前我们针对二氧化碳分压和流速的影响加以控制，取得了良好的效果，为进一步提高防腐效果，下步针对二氧化碳腐蚀协同的其它方面不断加以优化。
二氧化碳产生的原因范文第4篇
从更长的时间尺度看，气候系统的各种观测资料都表明，近百年来的全球气候变暖已经是无可争辩的事实。
2013年9月，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）了第五次气候变化评估报告第一工作组报告，报告用来自大气、海洋、冰川的多种指标从多方面证实了全球气候变暖的事实，这些事实是在全面分析多种观测数据的基础上所得出的确凿结论，也已得到国际社会和科学界的广泛认同。IPCC第五次评估报告第一工作组报告各章引用文献总计超过1万篇，其中被引用的“最古老”的于1896年。这篇论文的题目是“论空气中碳酸对地面温度的影响”，作者是瑞典科学家阿伦尼乌斯。当时的科学界把大气中的二氧化碳称为碳酸。这篇论文之所以重要，是因为这是人类历史上首次量化计算大气中二氧化碳浓度对温度变化的影响。这一开创性的工作进行得非常辛苦，花费了阿伦尼乌斯大约1年时间。
大气中二氧化碳浓度增加能带来多大幅度升温
事实上，阿伦尼乌斯这篇论文的初始目的并不是为了解决大气中二氧化碳浓度增加引起的全球变暖问题。这是因为，以当时人类向大气中排放二氧化碳的速度来计算，大气中二氧化碳浓度增加50%需要3000年时间：阿伦尼乌斯估计当时每年由于人类活动排放到大气中的二氧化碳只占大气中二氧化碳总量的千分之一，并且人为排放的二氧化碳中又有六分之五被海洋吸收，只有六分之一滞留在大气中。阿伦尼乌斯进一步计算得出，这3000年内大气中二氧化碳浓度增加50%将引起3℃多的增温，相当于人类活动造成的增温为每年0.001℃。因此，阿伦尼乌斯认为，尽管他的计算还存在不足之处，如由于对一些碳循环的过程缺乏定量了解导致尚不能精确给出地面温度升高的速度，但大气中二氧化碳含量的增加是事实，这有可能影响到许多代以后的子孙后代的环境。
阿伦尼乌斯没有料到的是，后来大气中二氧化碳浓度增加的速度远比他预测的快得多。1896年前后大气中的二氧化碳浓度还不到300ppm（大约295ppm左右），一个世纪之前的1800年前后，大气中的二氧化碳浓度约为280ppm，相当于100年内增加了5%左右；而一个世纪之后的2012年，全球大气中二氧化碳的平均浓度达到了393ppm，100多年的时间内增加了30%以上。如果与工业化前的1750年相比，则在不足300年的时间内大气中二氧化碳的平均浓度增加了40%以上，这比阿伦尼乌斯所计算的3000年增加50%的速度快了近10倍。
那么，阿伦尼乌斯发表这篇论文的最初目的是什么？我们知道大气中的二氧化碳是一种温室气体，这种温室气体具有“温室效应”，也就是说它像玻璃温室一样，可以让太阳辐射穿透并加热温室内部，却对温室内辐射的长波具有阻挡作用，从而使温室内部保持较高的温度。虽然阿伦尼乌斯并不是第一个提出温室效应概念的科学家，但他的这篇论文在人类历史上第一次量化计算出了二氧化碳浓度变化后所引起的全球温度变化幅度。促使他从事这项研究的目的是为了解释历史上冰期和间冰期循环的机制问题。现在我们知道，地球历史上存在10万年左右的冰期和间冰期循环，这主要是由于地球轨道参数的变化引起的，因为地球轨道参数的变化决定了地球接收太阳辐射的多少，太阳辐射变化会通过各种机制引发周期为10万年左右的冰期和间冰期循环。
但阿伦尼乌斯认为，地球轨道参数的变化不是引起冰期和间冰期循环的原因，大气中二氧化碳浓度的变化才是冰期和间冰期变化的主要原因。当时有一种科学观点认为，冰期和间冰期之间的温度差要求大气中的二氧化碳浓度至少存在50%以上的变化，但这需要相关的资料和模型来计算验证。阿伦尼乌斯计算后最终得出的结论是：如果大气二氧化碳浓度下降三分之一，则全球温度将下降3℃以上；如果大气中二氧化碳浓度增加50%，则全球温度将升高3℃以上；如果大气中二氧化碳浓度增加100%，则全球温度将升高5℃以上。他的计算还表明，如果大气中二氧化碳浓度增加，则地球上陆地与海洋之间、赤道和温带之间、夏季和冬季之间、白天和夜晚的温差都会减小。
阿伦尼乌斯的计算结果表明，大气中的二氧化碳若以几何级数增加，则全球温度将以算术级数增加，即大气中二氧化碳浓度增加50%引起3℃的平均升温等同于大气中二氧化碳浓度减少33%引起3℃的平均降温。据此外推，可得到大气中二氧化碳浓度增加一倍将引起5℃以上的平均升温，增加两倍后将引起8℃以上的平均升温。
当然，由于受观测资料和模型的限制，阿伦尼乌斯在计算中对水汽的反馈和二氧化碳的辐射效应都存在不同程度的高估。但不管如何，他根据不完全的数据所得出的计算结果表现出了惊人的真实性。直到20世纪60年代之后，计算机技术的发展使得人们开发复杂的气候模式进行海量计算变为可能，科学家才根据气候模式计算了大气二氧化碳增加所引起的全球增温幅度，现在一般称大气二氧化碳浓度加倍所引起的全球增温幅度为“平衡气候敏感性”，也就是大气二氧化碳浓度增加1倍达到平衡状态后会引起的全球平均升温幅度。1967年，美国大气海洋管理局（NOAA）的科学家真锅首次使用自己所开发的全球大气辐射对流模型得出大气二氧化碳浓度增加1倍后会引起全球升温2.3℃；20世纪70年代，真锅又开发出了三维全球大气环流模式（GCM）对气候敏感性进行计算，这种三维气候模式考虑了水文要素变化的作用，如雪盖和海冰对气候变化的反馈作用。该三维模式的计算结果表明，在考虑了雪盖和海冰对气候变化的反馈作用后所计算的气候敏感性为3℃左右，稍大于根据辐射对流模型所得出的计算结果。
1979年，美国科学院委托麻省理工学院著名的气象学家查尼建立了一个特别工作组对二氧化碳与气候变化的关系进行评估，后来发表的评估报告（又被称为查尼报告）认为：大气二氧化碳浓度增加1倍会引起3℃的升温（不确定性范围为上下各1.5℃，即升温范围在1.5℃～4.5℃）。在此之后的30多年来，全球各地的科学家利用各种模型对气候敏感性进行了大量的计算。IPCC从1990年的第一次评估报告起也每次都评估气候敏感性的大小，但所有研究得出的结论基本上相差不大：1990年的IPCC第一次评估报告的评估结论是全球升温3℃（不确定性范围为上下各1.5℃，即升温范围在1.5℃～4.5℃），2013年的IPCC第五次评估报告给出的评估结论仍是全球升温3℃（不确定性范围为上下各1.5℃，升温范围在1.5℃～4.5℃）。
气候变暖的观测事实：全球变暖毋庸置疑
那么，观测到的气候变暖事实是怎样的呢？世界气象组织（WMO）于2014年2月5日指出，就全球陆地和海洋表面平均温度而言，2013年全球陆地与海洋平均温度比1961～1990年的平均值高0.5℃，比2001～2010年的平均值高0.03℃。2013年与2007年并列为1850年有现代气象记录以来的第六暖年。全球有气象记录以来最暖的14个年份中，有13个都出现在21世纪（1998年除外），其中2010年和2005年并列为全球气温最高的年份，比1961～1990年的平均值高0.55℃。
在全球气候变暖的同时，世界也经历了前所未有的极端气候事件，这些极端气候事件产生了深远的影响。它们都给人类社会带来了巨大的人员伤亡和财产损失。
IPCC第五次评估报告第一工作组报告也以来自大气、海洋、冰川的多种指标从多方面证实了全球气候变暖的事实。报告指出，1880～2012年全球地表平均温度升高了0.85℃，其中2003～2012年这10年的平均气温比1850～1900年的平均气温上升了0.78℃。总之，100多年来全球地表平均温度升高了0.8℃是确凿的事实，并且呈现出陆地比海洋增温快、高纬度地区增温比中低纬度地区大、冬半年增温比夏半年明显的趋势。在21世纪的前10年里，北极海冰、格陵兰岛及南极冰盖和各大冰川也不断消融，大面积的冰川融化及海水热膨胀使全球海平面的平均值以每年3毫米左右的速度不断上升，这一速度大约是20世纪海平面上升速度的两倍。
我国的气候变化趋势与全球较为一致。根据中国气象局的《2013年中国气候公报》，2013年我国平均气温较常年偏高0.6℃，较2012年偏高0.8℃，为1961年以来的第四暖年。
气候变暖的原因：人类活动是主要影响因素
现在我们反过来看另一个问题：观测到的气候变暖是由什么原因引起的？我们已经知道大气中二氧化碳浓度的升高会引起全球温度的升高，但影响全球温度变化的因子并不只有二氧化碳浓度这一项。人类在向大气排放二氧化碳等温室气体的同时，还向大气中排放了大量具有降温作用的气溶胶。气溶胶一方面将太阳辐射直接反射回去，另一方面作为云的凝结核导致云的反射率增加，这都能起到降低地表气温的作用。例如，科学家很早就注意到火山喷发产生的火山云气溶胶具有降温作用，多种记录也显示了大规模火山喷发与紧接着的第二年夏天的低温和中纬度地区农作物减产之间存在经验关系。1991年夏天菲律宾的皮纳图博火山喷发造成接下来的两三年内全球地表气温出现较为明显的下降，直到1995年全球地表平均气温才恢复上升。此外，还有很多自然因素也会影响全球温度的变化，如太阳活动的变化、气候系统内部变率的变化等。
IPCC第五次评估报告评估了1951年以来各种因素对气候变化的作用，评估结论认为：1951～2010年因大气中二氧化碳等温室气体所产生的增温作用可能为0.5℃～1.3℃；包括气溶胶降温效应在内的其他人为作用的贡献可能为-0.6℃～0.1℃；气候变化自然因素的贡献很小，大约为-0.1℃～0.1℃；因此，综合来看，所评估的这些自然和人为因子的贡献与这一时期所观测到的约0.6℃～0.7℃的全球变暖幅度是非常一致的。我们也可以这样理解：1951～2010年温室气体产生的温室效应造成的地球升温幅度在0.9℃左右，气溶胶及其他人为作用造成的降温幅度在-0.25℃左右，其他自然因素对这一时期气候变化的贡献基本上为0，所以最终计算下来，1951年以来人类活动对气候变化的影响程度是增温0.65℃左右。因此，IPCC在第五次评估报告中给出了一条重要的结论：人类活动极可能导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖（这里的“极可能”指的是信度水平超过95%）。或者我们可以这样理解：“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”这一结论的可靠性水平超过了95%。也就是说，如果我们认为“人类活动导致了20世纪50年代以来一半以上的全球气候变暖”，那么我们犯错误的可能性低于5%。
当然，这里所说的90%以上或95%以上都指的是信度水平，即人类活动导致全球气候变暖这一结论的可靠程度；不能将其理解为“全球气候变暖的90%以上或95%以上是人类活动造成的”。也就是说，在90%以上的信度水平下，如果我们相信“人类活动造成了全球气候变暖”这一结论，我们犯错误的可能性将不超过10%。这里有个小笑话可以帮我们理解90%以上的可能性和90%百分比的区别：一位病人在上手术台之前非常紧张，他对医生说：“我听说这种手术失败的可能性在90%以上。”医生说：“你不应该紧张，我应该恭喜你：我之前做的9个手术都失败了。”换而言之，如果90%是百分比，那么这位病人确实应该高兴，但这个90%是可能性，也就是说，第10次手术失败的可能性仍然是90%以上。
大气中二氧化碳浓度突破400 ppm之后
观测事实、科学分析和模式研究都表明，大气中二氧化碳等温室气体浓度持续增加主要是由于化石燃料燃烧、毁林及生物质燃烧、化肥施用、各种工业过程等人类活动造成的。自1750年工业革命以来，人类通过化石燃料燃烧等方式向大气中排放的二氧化碳累积量约为2万亿吨，其中大气累积了8794亿吨，海洋吸收了5679亿吨，自然陆地生态系统累积了5862亿吨。也就是说，其中约有45%被海洋和陆地生物圈吸收，约有55%留存在大气中，导致大气中二氧化碳浓度逐年上升。2013年5月9日，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）称夏威夷莫纳罗亚山观测站所观测到的二氧化碳日均浓度数据为400.03ppm。同年5月14日，世界气象组织也消息称该组织全球大气监测网多个监测站的监测数据显示大气中二氧化碳日均浓度已超过400ppm。我国青海省瓦里关全球大气本底站也测得了超过400ppm的二氧化碳浓度数据。
全球各地所测得的大气二氧化碳浓度超过400ppm再一次向人们敲响了气候变化的警钟。当然，上述观测到的400ppm这一数值并不是年平均值，2012年的全球平均大气二氧化碳浓度值为393.1ppm，比工业化革命前（1750年）增加了41%，比2011年增加了2.2ppm，高于2010～2011年的平均增量（约2ppm/年）和20世纪90年代的平均增量（约1.5ppm/年）。IPCC第五次评估报告第一工作组报告也指出，当前主要温室气体的浓度是过去80万年以来最高的，温室气体浓度增加的速度也是过去2.2万年以来最快的。根据当前大气中二氧化碳浓度的增加速度计算，2015年或2016年全球平均的大气二氧化碳浓度就会超过400ppm。
未来全球平均温度还将继续上升。IPCC第五次评估报告第一工作组报告指出：与1986～2005年相比，2016～2035年全球平均表面温度可能升高0.3℃～0.7℃；2081～2100年可能升高0.3℃～4.8℃。
应对气候变化，时不我待。
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IPCC评估报告编写背景知识
二氧化碳产生的原因范文第5篇
关键词：低碳；大众生活；影响
中图分类号：F124.5 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）19-0271-02
首先从碳足迹说起，“碳足迹”本源于一个英语单词“Carbon Footprint”，是指一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响。具体来讲就是某个人或某个团体的碳耗费量，它是测量某国家和地区的人口因日耗能源产生的二氧化碳排放对环境影响的一种指标。分为第一碳足迹和第二碳足迹两种。第一碳足迹是因使用化石能源而直接排放的二氧化碳，例如飞机飞行会消耗大量燃油，排出大量二氧化碳，因此常乘飞机出行的人会有较多的第一碳足迹；第二碳足迹是因使用各种产品而间接排放的二氧化碳，例如喝一瓶普通的瓶装水，会因其生产和运输过程中产生的碳排放而带来第二碳足迹。可以总结为一点，低碳生活就是在日常生活和工作中人们减少碳足迹的行为方式，即降低二氧化碳排放量。评估碳足迹可以用特定的方法计算，例如，某人的车耗油1kl，就等于排放了2.7kg二氧化碳；某人用电100度，就等于排放了约78.5kg二氧化碳。碳足迹大，证明你是高碳一族，对全球变暖要负的责任就相应变大；碳足迹小，证明你已经进入了低碳生活，对环境保护做出的贡献也变大。
低碳并不是单纯体现在个人生活上，而是处处体现，其中包括人类的各项生产活动。一句话总结起来，人类的所有活动都会直接或间接使全球变暖加快，我们一直也没有重视起来。所以说低碳生活还包括降低人类活动所造成的一切温室气体，而不单纯是二氧化碳。温室气体主要包括水汽、二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂或氯氟烃类化合物。仔细分析，我们在生活中，都无时无刻不在制造着温室气体。不夸张地说就连我们吃的粮食也是温室气体的重大来源之一。在农业生产活动中，气体排放就是全球温室气体排放的第二大重要来源。以水稻生产为例，在作物生长期间，植株及稻田会释放出大量氧化亚氮，每千克相当于296千克二氧化碳的温室效应量。农作物生产和使用化石燃料排放大量温室气体从而危及环境，尽管这样却不能因噎废食就禁用化石燃料，更不能禁止农业生产，如此一来，就只能从其他方面对环境进行改善。例如，研发和使用生物燃料可以节约资源和较少温室气体排放。
每个人都应该从自我做起，细节决定成败，人人低碳就可以为减少全球变暖做出贡献。从细节做起，少开一天车，少用一次性筷子，少食一顿肉餐，少开一盏灯等，都是在为减缓全球变暖出力。当然还有许多方式可以采纳。例如，减少不必要的家电消耗；用餐做菜时选择烹饪方式也可以减少温室气体排放量。就以最平常的土豆为例，用锅煮产生的二氧化碳就比微波炉做产生的多。吃牛肉也要比吃猪肉排放的碳多，因此应适当减少吃牛肉。除了饮食方面，比如棉布衣服、爬楼梯，步行等属低碳生活，而化纤衣服，坐电梯，开车等属高碳生活。
个人的低碳生活还有下面一些简易的计算和选择。
1.家居用电。根据发电过程中碳排放的均值计算，二氧化碳排放量（kg）=0.785×耗电度数（kwh）。据此可以计算个人的碳排放量并节约用电。
2.家用自来水。生产1吨自来水要耗电0.67～1.15kwh。根据耗电的平均值，二氧化碳排放量（kg）=0.91×自来水量（t）。勿庸置疑，节约用水也是低碳生活。
3.交通出行。根据车耗油情况将距离转化为耗油量才能计算碳排放量，小排放量汽车在相同距离碳排放量较少。二氧化碳排放量（kg）=2.7×油耗公升数。公式表明，无论是政府管理还是生产厂家，或者是个人消费，都应该大力推广小排量节能环保型汽车。
4.家用燃气。液化石油气的二氧化碳排放量（kg）=0.12（碳强度系数）×液化石油气使用度数。天然气的二氧化碳排放量（kg）=0.19（碳强度系数）×天然气使用度数。要尽量使用天然气和节约燃气式低碳生活。
我们在提倡低碳生活的同时，也要考虑到实际需要，人们会因为某种原因进入高碳生活。这时就应当对这种高碳生活进行补偿，也叫作碳中和。
