植物能排出大量甲烷

沼泽和水稻田是甲烷的主要排放源,它们具有一种缺氧的环境,能通过细菌的作用产生甲烷.最近设在德国海德尔堡的马克斯?普朗克核物理研究所的Frank Keppler和他的同事发现有一大批植物品种能在有氧的情况下,在正常生理条件下排放甲烷(Nature2006,439,187).研究人员估计每天进入地球大气圈的甲烷来自活着的植物和缺氧环境中枯朽的植物材料.设在新西兰惠灵顿的国立水和大气研究所的David C Lowe在一份相关的意见中认为,这项新的发现“有助于解释为什么从空间观察到热带森林上空会有大量甲烷.”快速砍伐森林也可能是近年来观察到大气中甲烷浓…     

化学地理环境与健康

人体与地理环境的一般化学组成今天的地球大气成分主要是氮和氧,而地球上最初的原始大气主要是水蒸汽、甲烷、氨、氮、二氧化碳、硫化氢等,属还原性的,没有游离的氧分子。氧的出现与生物有关,特别是与植物的光合作用有关,可见我们今天所处地理环境的化学组成是经过长期演化的结果,而且还将演变下去。根据研究结果,地理环境和人体的主要化学组成列于下表。从表中可以见到环境成分的主要化学组成与标准人体的主要化学组成是不同的,而不同环境成分其化学组成也     

不可忽视的地球升温

太阳光照到地球表面，使地球变热，同时地球也向空间散发热量，大气中存在的水气、，二氧化碳、甲烷及其它一些气体即温室气体，它们不会阻挡太阳能传给地球，但能储存一部分地球向外散发的热量，使地球表面具有较高的温度，这是地球上能够出现生命和维持生命存在的原因之一，这种吸热散热在现代工业出现以前是相对平衡的，那时地球的平均温度一直维持在１３℃左右。近几十年来，大规模的人类活动以及现代工业的发展使大气组成发生了惊人的变化，大量温室气体正在大气下层集聚，这种趋势继续下去，很可能导致全球气候变暖，这种现象叫做温室…     

臭氧层破坏的另一个原因；大气中氧气被过度消耗？

本文从大气中臭氧的发生机理、大气在演化过程氧气的浓度变化与地球上被固定碳的关系这两个事实出发进行分析，提出了氧层的破坏还可能与氧气被过度消耗有关，而氧气的消耗正是因为地球上碳库被打开了。     

环球扫描

正《新科学家》2021年3月1日10亿年后地球上的大多数生物将会死于缺氧10亿年以后,地球大气内的氧含量将变得非常少,这将使复杂的有氧生物难以适应。目前,地球大气内的氧含量大约占21%,但在地球历史的早期,氧气水平比现在要低得多,并且在遥远的未来可能再次降低。日本船桥东方大学的Kazumi Ozaki和亚特兰大佐治亚理工学院的Chris Reinhard对地球的气候、生物和地质系统进行建模来预测地球上的大气条件将怎样变化。     

白蚁与温室效应

人们通常所说的白蚁是等翅目昆虫的统称,是营巢穴生活的群栖性昆虫.白蚁的食物主要是含纤维素的各种物品,这是因为它们的肠道内有原生动物共生,能帮助消化木质纤维.因此,白蚁是危害木材、房屋建筑、桥梁、堤坝甚至布匹、纸张的罪魁祸首.然而,白蚁还有一大危害尚没有引起人们充分注意,这就是白蚁排泄甲烷对温室效应的“贡献”.甲烷是大气痕量组分之一,与二氧化碳一样,它也能强烈地吸收地面的长波辐射、减少地球向宇宙太空的热辐射、保存热量,因而具有明显的温室效应.大气中甲烷的浓度每增加一倍,对流层表面的温度将会升高0.2～0.3℃.据调查,过去400年间由于甲烷增多使气温上升了0.23℃.现在,大气中甲烷浓度为 1.7ppm,只有大气中二氧化碳浓度的0.5%.甲烷对温室效应的贡献是二氧化碳的三分之一,即甲烷增多导致的气温上升相当于二氧化碳增多所致气温上升的30%.这样,就使人们不得不注意大气中甲烷浓度的日益增加所带来的危害,也提醒人们注意白蚁在这一变化中所扮演的不光彩角色.早在1932年,国外学者就发现了白蚁排泄甲烷的现象.白蚁肠道内的原生动物在分解纤维素的同时产生甲烷,并从体内排出.最     

忙碌的细菌可能会降低失控温室的危险

<正> 在全球变暖的最坏情况下,各种发热作用又将以“正反馈”的进程增强地球变暖.到目前为止,科学家们还不能排除这种“失控的温室”.但是现在根据在白令海阿留申群岛上对冻原草甸进行的研究,看来上述情况发生的可能性很小.气候学专家们担心全球变暖可能会使冻原干透并使冻原产生更多的甲烷——一种强大的能吸收较低大气中热量的温室气体.但是阿拉斯加大学 S.C.Whalen 和 W.S.Reeburgh 进行的最新研究认为随着冻原逐渐变暖,大面积的冻原将能够吸收比目前更多的甲烷(Nature Vol.346.P160).现在大气中甲烷的浓度为1.7ppm,同时人类活动正以每年1%的增加这一浓度.目前从冻原土中释放的甲烷占全球甲烷“预     

痕量甲烷碳同位素真空制样系统的研制与贵州一些水稻田甲烷碳同位素的初步测定(摘要)

自工业革命以来，人为活动已严重加剧了大气甲烷的积累。由于甲烷分子对红外光波的强烈吸收而可能导致全球变暖，这种辐射吸收潜能已证明为CO。的20～30倍。近20年来，大气甲烷每年1％的增长率及可能对全球气候带来的影响已成为国际环境界关注的焦点。各生态子系统的甲烷排放速率和规模已得到关注和有限的实地测量，但由于甲烷源汇的时空变化很复杂和多种多样，现有的研究资料难以推广至全球同类生态系统，也不足以解释现今大气甲烷的迅速增长。甲烷同位素承踪技术在揭示甲烷的产生、传输及释放的微环境机理和确定相对贡献率方面具有优越性…     

森林与大气中的二氧化碳

地球大气中的二氧化碳及其对人类的意义地面附近的大气,按体积说:氮占78.08%,氧占20.95%,氩占0.93%,二氧化碳占0.03%,其它占0.01%.专家们认为,大气中的二氧化碳浓度本来     

元古宙地球去气作用与撞击事件的探讨

大气圈是次生的，其成因有地球连续去气说和灾变去气说之争。后者主张地球形成早期由于天体的撞击，对地球大气圈的形成和演化有决定性影响。大气中（40Ar/36Ar）a比值的变化是判断地球去气机制的重要参数。根据对我国元古宙硅质岩中的古代大气Ar同位素的分析，发现在古-中无古代（40Ar／36Ar）。比值也存在一期突变，依此推测这期间地球可能遭受过天体的撞击，使地球内部大量40Ar逃逸到大气圈中，导致大气中（40Ar/36Ar）。比值的快速上升。     

矿物燃料排放CO_2的情况

二氧化碳能够让阳光的短波辐射渗过大气层,但能吸收地球表面散发出来的长波辐射。因此,大气中的二氧化碳能使地球表面变暖,产生温室效应。大气中的温室气体除二氧化碳外,还有水蒸汽、甲烷、氟氯烃(CFCs)、一氧化二氮(N_2O)与对流层中的臭氧(O_3)。大气中的这几种气体浓度上升后,会使地球表面气温变暖,并在下一个世纪中引起全球气候变化。     

原始大气的演变与石油天然气的形成

关于石油天然气的形成 ,有机成因说目前已被普遍接受。但天文学家发现宇宙中存在大量天际有机分子 ,其中甲烷是天然气的主要成分 ,这就说明有机物并非是石油天然气的唯一来源 ,石油天然气的形成可能十分复杂 ,是多种因素综合的结果。本文试图从原始地球的原始大气组成入手 ,简要分析其演化历程以及可能形成的有机物 ,重新探讨石油天然气的形成。     

综述气候变化的影响

1.前言人类正在进行一次全球性的大气试验。人类的各种活动大大增加了大气中的氟氯烃、二氧化碳、甲烷及其它几种气体的浓度。越来越多的科学家认为,如果这些气体的浓度继续增加.即会使同温层中的臭氧浓发降低和使地球表面气温升高。因为同温层中的臭氧可以保护地球表面免受太阳紫外线的辐射,而紫外线是可以引起皮肤癌和其它几种疾病的,并可减少粮食产量,损坏材料和增加对水生生物的负茶,由于“温室效应”使地球表面湿度变暖也会影响人体健康,粮食产量、质量、鱼类和野生功物等。降水量与风暴的形式也会变化,海水平面将会升高。     

风帽在准好氧填埋的应用及对填埋初期的影响

首次将风帽应用于准好氧填埋,以2 m×1 m×2 m的准好氧模拟箱为对象,考察了风帽对准好氧填埋环境形成过程的影响,比较了不同风速条件下二氧化碳和甲烷的浓度变化,并对风帽应用于准好氧填埋的作用原理进行了分析,以期为设计和优化准好氧填埋结构提供参考.结果表明,风帽可以加快准好氧环境的形成,将传统的准好氧环境的形成期由常规的50 d以上提前到40 d左右.通过比较风帽先拆后装二氧化碳和甲烷的浓度变化,表明风帽可以促进甲烷向二氧化碳的转化,减少甲烷的排放.卸下风帽后二氧化碳的浓度由最初的16.67%降为15.88%,甲烷从6.14%增大到16.12%;装上后二氧化碳的浓度增至19.18%,甲烷降为10.05%.考察了风速为2.0、3.5、5.0、6.5、8.0 m/s 5种条件下导气管出口处的甲烷排放情况,表明风速可以加强风帽的作用,有利于甲烷的减排,当风速增至8 m/s时,甲烷浓度由最初的15%以上降为5%以下.     

热带森林的破坏:大气化学所产生的影响

通过亚马逊河流域的土壤排入大气中的二氧化碳、一氧化二氮和甲烷含量的测定表明,在不同时期对热带森林的破坏加剧了大气温室效应的严重性。热带森林的土壤和人类耕种土地对大气中碳循环的影响具有全球性的重要意义。解决人类改变地球气候的方法是控制能源燃烧、保护现有热带雨林、大大减少已在退化的热带森林地区的生产性活动。     

水稻田土壤甲烷厌氧氧化在整个甲烷氧化中的贡献率

对黄松土水田土壤中>0.02mm的颗粒和<0.02mm的颗粒按不同比例组合成的土壤、不同绝对含水量的黄松土水田土壤、不同温育时段的水田土壤和长期定位不同施肥的水稻田土壤中的甲烷好氧氧化和厌氧氧化的速率的检测结果进行比较,结果相当一致,不仅证实了水稻田土壤甲烷厌氧氧化过程的存在,而且表明水田土壤中的甲烷厌氧氧化活性远较甲烷好氧氧化活性要低,如以两者的氧化活性作为对甲烷氧化的贡献来计,则甲烷厌氧氧化的贡献率一般都在整个甲烷氧化的10%以下.但在水田土壤被水淹没的情形下,由于土壤厌氧条件的形成和甲烷扩散受阻,甲烷厌氧氧化的速率明显超过好氧氧化的速率,甲烷厌氧氧化在整个甲烷氧化中的贡献率可到达30%以上.长期施肥对于水稻田土壤的甲烷好氧氧化活性和甲烷排放通量影响显著,而对甲烷的厌氧氧化活性有影响但未达到显著水平.长期施肥处理的土壤中甲烷好氧氧化活性在(9.072～41.088)×10^-6mol·(d·g)^-1之间,而甲烷厌氧氧化活性仅在(0.325～0.671)×10^-6mol·(d·g)^-1之间,仅及甲烷好氧氧化活性的1.31%～4.43%,占整个甲烷氧化的1.3%～4.14%.     

大气甲烷碳同位素测试方法及其在雅克拉凝析气田上方大气中的应用

研制了一套与气体稳定同位素质谱仪联机在线分析大气甲烷碳同位素的制样技术,该方法具有精度较高(±0.4×10^-3)、用样量少(200mL)、耗时短(45min)和操作相对较为简便的优点.利用该系统对新疆塔里木盆地雅克拉凝析气田上方大气甲烷的碳同位素组成做了初步测试.结果表明,其大气甲烷碳同位素组成平均值为-45.0×10^-3,相对全球大气甲烷碳同位素平均值明显偏重1.2×10^-3～2.0×10^-3,显示了其甲烷主要来源为深部凝析气藏中的甲烷等气体的渗漏和扩散.并且由于白天日照强,温度高,气田渗漏和扩散到地表的甲烷部分被氧化,因此白天大气甲烷的浓度略低于夜晚,且¹³C_CH4较夜晚偏轻.     

贵州省与煤相关甲烷源的释放及其碳同位素组成(摘要)

由于大气甲烷是一种具有显著的温室效应和大气化学效应的痕量气体，因此，近年来大气甲烷浓度的持续增长引起了人们的广泛关注．大量证据表明，伴随世界煤炭产量的飞速增长，全球与煤矿开采、使用过程相关的CH4释放可能是近几十年来大气CH4浓度增大的一个主要原因。较新的估算结果表明，全球煤炭开采中的甲烷释放达到了以往的一些估算范围的上限。中国作为一个煤炭生产和消费大车，在全球与煤相关甲烷释放中起着举足轻重的作用。但与此不相适应的是，目前我国仍缺乏对该领域的较为详尽的研究。因此，我们认为非常有必要在我国开展有关煤矿…     

地球早期生命环境的演化

地质记录告诉我们，在地球约46亿年的整个历史中经历了无数次大大小小的劫难，其中在地球生命处于起源和早期演化阶段的前寒武纪，首先是“狂轰滥炸”，4.5亿-3.8亿年前由太阳系形成时留下的岩石林-小行星仍不断撞击着地球并烧焦了整个地球；后来的“雪球”，2.2亿-1.8亿年及大约6亿年前也许是大气中氧气的增加或/和二氧化碳或/和氨气或/和甲烷等温室气体的缩减，使我们的星球进入冰封期，显然，生命挺过了所有的磨难，并以柔克刚的脱颖而出。甚至与环境相互作用共同向高级阶段演化。在至少38亿年前，随着“狂轰滥炸”的停止，原始的生命也许已出现在地球上，到大约5.8亿年前，“雪球”刚结束，新元古代末期的埃迪卡拉大辐射和早寒武纪生命大爆发就接接踵而来，似乎早期地球生命大的进步性演化都是由大的劫难诱发的。     

基于CESM-EnSRF系统全球甲烷及臭氧卫星资料同化试验研究

臭氧(O3)与甲烷(CH4)均是大气中重要的微量气体,对全球气候变化有着重要的影响.为提高全球范围的臭氧、甲烷在气候模式中的预报效果,使用集合平方根滤波(En SRF)同化方法及地球系统模式(CESM)构建了CESM-En SRF卫星资料同化预报系统,并通过设计试验,将大气红外探测器(AIRS)的臭氧与甲烷观测资料同化到气候模式中,对模式的同化再预报效果进行系统的测试与评估.结果显示,臭氧、甲烷分析集合均值的偏差及均方根误差皆低于背景集合均值的偏差及均方根误差.臭氧、甲烷的同化再预报偏差及均方根误差较控制实验都得到改善,但对5 h Pa以上高度臭氧预报准确性的改进效果很小.随循环同化的进行,平流层臭氧与甲烷的平均同化改进率呈增加趋势,并逐渐趋于稳定;对流层平均同化改进率随时间变化不明显.试验表明,该系统可有效利用臭氧与甲烷的观测资料对模式场进行合理的改善,从而有效地提高臭氧、甲烷在气候模式中的再预报效果,但对于平流层顶-中间层高度(5 h Pa以上)臭氧预报准确度的提高,模式中臭氧光化学过程的准确模拟较同化观测资料具有更重要的作用.此外,循环同化对提高5~150 h Pa高度臭氧及1~200 h Pa高度甲烷在CESM模式中的预报效果最有效.