2004年10月矿业安全与环保第31卷第5期甲烷对全球气候变暖的影响及喊排措施张福凯，徐龙君(重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，重庆400044)摘要：随着全球人口的增长，人类活动的加剧，使得大气中温室气体的含量成倍增加，全球变暖已经成为全世界所关注的热点，甲烷作为一种重要的温室气体，对大气增温的作用仅次于二氧化碳。目前全球每年排放的甲烷总量为5.35×10t,其中人类活动产生的甲烷排放量为3.75×10t。作者主要阐述了甲烷对温室效应的影响机理和作用，并论述了减排甲烷的意义及措施。关键词：甲烷；温室效应；气候；全球变暖中图分类号：TD712文献标识码：A文章编号：1008-4495(2004)05-0006-04随着人口的增加和科学技术的突飞猛进，人类数，下同)，2000年为367×10-（增加了约31%）：不断向大自然夺取生存的空间，对环境的影响不断CH从工业革命前的(0.6~0.8)×10-6增加到1992地加速而且影响的范围也不断扩大。在创造工业文年的1.72×10-6，增加了大约145%四。其结果直接明、追求实现完美生存状态的同时，付出了沉重的代导致了地表增暖和海平面上升。自19世纪以来，全价：能源危机、大气污染、水土流失、植被退化、厄尔球平均气温上升了0.3~0.6℃四。预计如果没有尼诺、赤潮、臭氧层消耗等诸多的全球气候变迁问减少温室气体排放的特殊政策措施，到2100年全球题，使得大气、土壤和水源饱受污染。表面平均温度将上升0.9~3.5℃四；同时由于海洋人类对自然的影响已经不再仅仅局限于地表，热膨胀和冰川、极冰区的融化，全球海岸线将上升30而是扩张到了大气。近年来，由于全球人口的增长，~50cm网。科学家推算，到2100年海平面将升高人类活动的加剧，排入大气中大量的二氧化碳、氧化1m刊。世界气象组织宣布回：20世纪10个最暖的亚氮、甲烷等温室气体，使得大气中温室气体的含量年份都在1983年以后，其中7个年份在90年代，成倍地增加，这些气体通过气候系统控制着自然能1998年不仅是20世纪最暖的年份还是近千年来最量的流向，即借助于大气的运动，加速全球气候变暖暖的年份。全球平均气温比基准时间的平均值高的可能性，从而影响全球气候的变化。0.58℃温室气体包裹在地球的周围，具有很强的吸收大气中造成温室效应的温室气体主要有二氧化热辐射的能力，它们选择性的吸收了地球的辐射能碳、水蒸气、甲烷、一氧化碳、臭氧等。在这些温室气后，部分会再反射回到地球使得大气保存了部分辐体中，二氧化碳、甲烷和氯氟碳化合物(C℉Cs)是作用射能，因而阻止了热辐射向外层空间的散射，结果使最强的3种气体。而且，为了便于比较各种不同温大气中的热能积聚，于是造成了地球温度比其辐射室气体对温室效应的影响程度，人们引入了综合温平衡时的温度高，形成了温室效应。温室效应是地热势(Global Waming Potential,简称GP)。GWP这球大气层上的一种物理特性，它是由太阳一大气一个数值测量的是1000g质量的气体，在一定期限地球系的物理学相互作用造成的。内，所能吸收的总的能量值（一般假定二氧化碳的自工业革命以来，人类活动使大气中的温室气GWP值为1.0)。表1列出了几种重要温室气体的体含量不断增加。以大气中的温室气体CH、CO2为GWP值。例：C02的含量在工业革命前为280×10-6（体积分1大气中甲烷的增长趋势收稿日期：2004一03-02大气中的痕量气体甲烷(CH)是一种公认的温基金项目：重庆大学骨千教师基金资助项目(2003年度)作者简介：张福凯(1978一)，男，山东人，重庆大学在读硕室气体，是仅次于C02的重要温室气体。它在大气士研究生，主要研究方向：煤层气开发。中的浓度虽比CO少得多，但增长率则大得多。据(C994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net2004年10月矿业安全与环保第31卷第5期表1主要温室气体的GWP列反应涉及臭氧(O3)、0、氢氧化合物(HO.)、甲温室气体综合温热势(GP)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：甲烷hae(CH)2131011700大气中大约87.8%的甲烷是通过该反应消耗2800的。通过该反应，甲烷的汇可表示为一Kcom.ca,其FC-1341300中com.和ca分别表示OH·和CH:的浓度，K代表HFC-1433800二者的反应系数，由此可知，0H的浓度降低反过来1402900又会加剧CH浓度的增加。在对流层CH:通过与HFC-227eaHFC-236fa63000H·反应而被清除，但反应生成的水气不仅是另外HFC-4310mee1300一种温室气体，而且该反应作为平流层水气的重要6500源还影响着许多重要的大气物理和化学过程。C2F69200另外一个比较重要的反应就是：70007400CH与C2反应生成HCI和CHsCl,HCI不像游23900离C2那样对O⅓有吸收能力，因此某种程度上缓解了C1对O3的破坏作用，实际上直接影响了大气的悉，全世界一年排入大气的温室气体约为3.8×10t氧化动力学特征；但这个反应的另外一种产物CHC1等价的C02回。全球每年甲烷的排放量达到5.35×却是一种重要的温室气体。10t,通过人类活动产生的甲烷量为3.75×10：除此之外，卤烃、氯氟烃、氯气及S02等都直接(参见表2)。进入20世纪80年代甲烷的温室效应或间接地受到CH:和OH的影响，因此也直接或间已达到20%。目前大气中甲烷的平均浓度为1.72×10-5(即1.72cmm3),而且每年以0.8%~接地影响到大气温室效应，增强了甲烷对温室效应的影响。1.0%]的速度增加，如果甲烷的浓度仅仅保持0.9%的年增长速度，到2050年就有可通达到3控制甲烷排放的意义8cm3/m3,可见甲烷对温室效应的影响越来越大；而每年6月5日是“世界环境日”，1989年的主题且在未来的几年中，甲烷还将呈现增长的趋势。便是“警惕，全球要变暖”。而联合国环境规划署确表2甲烷的主要人为排放源定的1991年“世界环境日”的主题是“气候变化一需主要人为排放源当前不加控制合理控制要全球合作”。气候的变化确实已经成为限制人类石油47782025年)9.4(2010年)生存和发展的重要因素，成为全球所关注的话题。天然气可见，抑制全球变暖已经成为全世界共同的责任。煤2228(2010年)抑制全球变暖的关键就是减少温室气体的排放固体废弃物处理3262(2025年)污水处理3558(2020年)32(2020年)量。但是提到温室气体，人们首先想到的就是二氧水稻栽培6539(2020年)化碳。却忽视了对甲烷排放的控制。科学家估计，家畜胃肠4923(2020年)到2030年甲烷的贡献将达到50%，成为头号温室气体。可见，控制甲烷的排放量，对抑制温室效应的作生物量燃烧3037(2020年)24.7(2020年)用也是很重要的。其意义在于：1)甲烷在对温室效应的贡献上，其“加热潜力”要比二氧化碳大。因而将甲烷作为温室气体诚排的2甲烷的“加热机理“突破口”是很重要的。甲烷对进入大气的太阳辐射能、红外线具有很2)甲烷在大气中的停留时间只有10a左右，而强的吸收能力，而且以其温度向外发射红外辐射，因C02的驻留周期大约是120a,抓住甲烷相对“短命”而具有“加热”效应。在大气中甲烷是最为丰富的烃的特点减少甲烷排放可以比控制CO2排放更快并且类成分，它通常还要参与一系列的化学反应，这一系更为有效地缓解气候变化，易收到立竿见影的功(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.