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莫让笑气戳泪点
作者: 桃源站 更新时间: 2016-11-24
 

氧化亚氮,分子式为N2O,是一种无色,略带甜味的气体。1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现这种气体闻之使人感到欢欣,甚至致人发笑,于是,它有了一个可爱的名字,笑气。笑气这种引人发笑的独特作用便是伴随着“哈哈哈”的笑声被发现的。一天,戴维的同事不小心将盛放笑气的瓶子打破,还划破了手,除了不自主的发笑,他发现自己竟然不感觉到疼痛。后来有一次,戴维拔牙后疼痛难忍,便尝试用力吸了几口笑气,疼痛果然减轻了许多,伴随而来的还有不由得哈哈笑。戴维经过多次试验,终于肯定,笑气能使人暂时丧失痛觉,同时保持头脑清醒。于是,笑气便被用于牙科手术中。笑气这个名字让我们对氧化亚氮油然而生一种好感,然而氧化亚氮可不仅仅只有这一面,随着社会的发展,我们逐渐认识到了它让人笑不出来,反而隐隐有些担忧的另一面。

笑气是引发温室效应的罪魁祸首之一。温室效应如今不再是科学家才会讨论的生僻词汇,即便是寻常百姓也知晓全球变暖,海平面上升,沿海低地国家甚至面临着沉没大海的生存威胁。我们最为熟悉的温室气体是二氧化碳,实际上,氧化亚氮对温室效应也可谓功不可没。对流层中的氧化亚氮可以吸收来自陆地的热辐射,使之不能向外部空间逸散,让地球成为一个大蒸笼。大气中氧化亚氮的浓度虽然远不及二氧化碳,但是其单分子的增温效应却是二氧化碳的298倍,被列为继二氧化碳和甲烷之后的第三大温室气体,对年全球增温效应的贡献达5%-6%

笑气是臭氧层杀手。臭氧层是包裹在地球外部的一层气体保护伞,吸收太阳短波辐射,保护地球生物免受紫外线的危害。臭氧破坏气体,我们最为熟知的莫过于氟氯化碳,俗称氟利昂。臭氧层空洞的出现,让人们意识到不能纵容氟利昂的肆意排放,上世纪八十年代氟利昂已被限制使用。如今,已有证据显示南极臭氧层空洞正在愈合,氟利昂限制已初见成效。氟利昂刚刚受到控制,氧化亚氮却崭露头角,成为破坏力最大的臭氧层破坏物质,并且,科学家预计未来几十年中它都将独占鳌头。氧化亚氮在低层大气中稳定存在,但是进入平流层受到紫外线照射活化后,却能剧烈地与臭氧反应而消耗臭氧。有科学家经过计算,认为氧化亚氮对臭氧层的破坏能力与氟利昂相当。大气中的氧化亚氮浓度增加一倍,臭氧层中的臭氧将减少20%,到达地面的紫外钱将增加20%。有科学家估计,21世纪的前25年,臭氧层会减少20%。毫不夸张地说,笑气已成为臭氧层的最大威胁。

氧化亚氮的危害如此之大,那么大气中氧化亚氮浓度如何,又在经历着怎样的变化呢?全球氧化亚氮的年平均排放量以氮分子计,可达16.2×106吨氮。自工业革命以来,大气中氧化亚氮浓度每年以0.25%-0.3%的速率递增,截至2013,大气中氧化氧氮的浓度已达到325.9 ppbppb,十亿分之一),比1975年工业革命前增加了21%。土壤,特别是农田土壤,是氧化亚氮的重要排放源,大气中每年约有70%的氧化亚氮来自于农田土壤。农田土壤之所以成为氧化亚氮的重要来源,是因为土壤中存在着反硝化微生物,它们以土壤中的硝态氮为食,将之逐步转化为氧化亚氮,并排出土体。我国是世界上氮肥施用量最大的国家,然而,施入农田中的氮肥有高达30%被反硝化微生物利用。正因为如此,我国的氧化亚氮排放量不在少数,年排放量占世界总排放量的1-1.5%。氮肥转化为氧化亚氮排放,一方面造成大量氮肥的损失,另一方面又引发一系列环境问题。

减少氧化氧氮排放已经成为环境保护的大课题和大挑战。既然农田土壤是氧化亚氮人为排放源的最大贡献者,减少氧化亚氮排放自然要从农田土壤上下功夫,针对氧化氧氮的生成特征对症下药。氧化氧氮的最初来源是硝态氮,我们可以减少这种类型氮肥的施用,化肥配施有机肥,或者添加硝化抑制剂,阻止其他形态的氮素转化为硝态氮。不同作物种植条件下,氧化氧氮的排放量不同,例如麦田的氧化氧氮排放高于玉米,可适当减少小麦的种植面积。除此之外,保护性耕作,合理灌溉等措施也可以减少氧化亚氮的排放。

笑气,虽然能引人发笑,但是面对笑气,我们怕是不能简单地付之一笑了。痛定思痛之后,我们是该有所行动了,减少氧化亚氮排放,不要让笑气戳中我们的泪点。

原创作者:桃源站邢肖毅

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