二氧化碳是怎么产生的:分人为自然来源
二氧化碳是怎么产生的,主要分为自然过程排放和人类活动排放两大类别,自然来源包含动植物呼吸、微生物分解、火山地质活动,人为来源以化石燃料燃烧、工业生产、土地利用变化为主,不同来源的排放量级差异明显,IPCC第六次评估报告数据显示人为排放占当前大气新增二氧化碳的绝大多数,室内密闭居住空间、工业生产车间、火山活动带这三类场景,二氧化碳浓度更容易快速抬升,你可以通过排放源类型快速判断环境内二氧化碳的生成路径,区分自然本底增量和人为活动带来的额外增量,方便开展通风、减排等对应处理。
二氧化碳的自然产生途径
生物呼吸作用会持续生成二氧化碳,陆地动植物、海洋生物细胞代谢消耗有机物,释放二氧化碳回到大气,海洋水体内部的生物呼吸同样会产出大量二氧化碳,部分会溶解在海水之中,环境温度升高会加快生物代谢速率,单位时间生成的二氧化碳量会有所上升。
有机质微生物分解是自然界重要生成渠道,土壤、枯枝落叶、动植物遗体被细菌真菌分解,有机物被拆解,二氧化碳持续释放,湿润温暖的森林土壤,分解反应活跃度较高,产出的二氧化碳总量更大。冻土解冻之后,埋藏千百年的有机质暴露分解,也会带来二氧化碳的额外释放。
地质活动释放二氧化碳。
火山喷发、地热泄露、地下碳酸盐岩层变质反应,会把地下储存的二氧化碳释放出来,这类排放波动幅度很大,普通年份全球地质来源二氧化碳排放量占比偏低,大规模火山爆发事件会短期抬升区域乃至全球大气二氧化碳水平。
二氧化碳的人为产生途径
化石燃料燃烧是人为生成二氧化碳最主要渠道,煤炭、石油、天然气内部储存远古生物固定的碳,燃烧过程碳元素与氧气结合生成二氧化碳,火电发电、机动车燃油、家庭燃气取暖做饭,都属于该类生成场景,燃烧越充分,燃料中的碳转化为二氧化碳的比例越高,燃烧不完全时会伴随一氧化碳等副产物。
工业生产过程会非燃烧形式产出二氧化碳,水泥制造时碳酸钙原料高温分解,直接释放二氧化碳,化工合成、钢铁冶炼部分工序同样会直接生成二氧化碳,这部分排放和燃料燃烧无关,属于工艺本身带来的碳排放,无法单纯依靠更换燃料完全消除。
土地利用改变会促使原本封存的碳转化为二氧化碳,森林砍伐、湿地排干开垦,原本植被与土壤储存的有机碳,会通过燃烧、微生物分解释放,转化为二氧化碳进入大气,热带雨林砍伐带来的碳释放,在全球土地变化排放中占比较高。
该套来源划分的适用边界是,无法直接用于单处小空间的二氧化碳定量测算,房间内人员呼吸产生的二氧化碳,受人数、活动强度影响,不能直接套用全球排放统计数据,比如密闭小房间内多人剧烈运动,呼吸产二氧化碳速度会是静坐状态的2倍以上,直接套用全球统计数值会得出偏差较大的结果。
| 来源类别 | 核心生成原理 | 典型场景 | 排放特点 |
|---|---|---|---|
| 自然生物来源 | 呼吸、有机质分解 | 森林、土壤、海洋 | 常年持续,存在季节波动 |
| 自然地质来源 | 岩层变质、火山释放 | 火山带、地热区 | 多数时期量低,爆发期骤增 |
| 人为燃料燃烧 | 化石燃料氧化反应 | 电厂、交通、燃气使用 | 排放稳定,总量占比高 |
| 人为工业工艺 | 碳酸盐分解、化工反应 | 水泥厂、冶炼工厂 | 和燃料消耗不完全挂钩 |
人类密闭空间内仅依靠绿植,不能抵消人员活动产出的二氧化碳,有封闭会议室关闭门窗开会两小时,室内二氧化碳浓度上涨至2200ppm,绿植没有起到明显的降低效果,只有通风换气才能快速降低室内二氧化碳浓度。
