【二氧化碳与我们的生活】科技改变生活

　　CO2又称碳酸气，17世纪初，比利时化学家J.B.Van. Helmont 在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时发现了CO2；1757年，J. Black第一个应用定量的方法研究这种气体；1773年，A.L. Lavoisier 把碳放在氧气中加热，得到被他称为“碳酸”的CO2气体；1823年，M. Faraday发现加压可以使CO2气体液化；1835年，M. Thilorier制得固态CO2(干冰)；1884年，在德国建成第一家生产液态CO2的工厂。
　　来源：在无人类活动影响时，CO2的主要来源是海洋和地幔以及大气中的化学反应，主要是陆地植物。与人类活动有关的CO2主要是化石燃料燃烧、工业生产、人和动物的呼吸、陆地植被的破坏及生物体燃烧等。在CO2的吸收中以植物的光合作用和海洋的吸收为主。自然界中，除河川、湖内存在的生物、微生物的呼吸过程外，下雨时，雨水下降至陆地过程中，将空气中的CO2约以100倍的浓度渗透于土中或流入河川湖泊，以供给湖水或河水中的水草生长需求。
　　生物医学方面：CO2在体内并非纯“废物”。它能作用于颈动脉窦和主动脉化学感受器，使机体更精确地将呼吸运动调节至所需水平。机体活动加剧时，CO2增多，呼吸加深加快，吸入氧气排出CO2也增多，恰能适应机体代谢的需要。CO2过少，呼吸运动会减弱或停止。临床上把5％CO2与95％氧气的混合气体，应用于CO中毒、溺水、休克、碱中毒的治疗和麻醉。在水草缸中添加CO2配合光能，使水草的光合作用活动增加，吸收水中养分生长、茁壮，且可减少藻类的滋生。CO2添加可使PH下降，当水中呈微酸性，利于养分的吸收，且pH下降可将有害的阿摩尼亚的毒性降低，避免鱼只中毒或死亡。
　　应用方面：1.灭火剂。CO2灭火剂是一种具有一百多年历史的灭火剂，价格低廉，获取、制备容易，其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。灭火时，CO2气体可以排除空气，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用；从储存容器中喷出，由于汽化而从周围吸热，起到冷却的作用。一般条件下，CO2不支持燃烧且比空气重，可隔绝空气而停止燃烧。2.防腐剂。在现代化仓库里常充入CO2，防止粮食虫蛀和蔬菜腐烂，延长保存期，不会造成谷物中药物残留和大气污染。用CO2通入大米仓库24h，能使99％的虫子死亡。3.制冷剂。固态的CO2，主要用作致冷剂，飞机喷撒“干冰”，可以形成人工降雨；在实验室里，“干冰”与乙醚等易挥发液体混合，可提供－77℃左右的低温浴。“干冰”还可以做食品速冻保鲜剂。4.工农业的原料。温室里直接施用CO2作肥料，利用植物根部吸收CO2，可以增进植物的光合作用。在自然界，CO2保证了绿色植物进行光合作用和海洋中浮游植物呼吸的需要。因此CO2是最好的气肥。5.CO2共聚物有优异的生物体相容性。特别设计的共聚物可望用作抗凝血材料或用作药物缓释剂。某些共聚物可用作固体颜料或填料的表面处理剂、隔氧材料、表面活性剂、陶瓷胶粘剂、热熔胶等。6.聚碳酸亚丙酯与丁腈橡胶共混物有良好的耐油耐热氧老化性能，是一种优异的新型耐油橡胶。7.在化工上大量用于生产纯碱小苏打、尿素、碳酸氢铵、颜料铅白等。8.在轻工业上，生产碳酸饮料、啤酒、汽水等。9.医学方面：作为萃取剂，在使用超临界法提取物质时，通常使用临界点的CO2作为萃取剂，利用CO2进行食品、饮料、油料、香料、药物等加工萃取。10.其他方面：作为油田注入剂，可有效地驱油和提高石油的采油率。CO2在焊接领域应用广泛，如：CO2气体保护焊，由于CO2比空气重，从喷嘴中喷出的CO2气可在电弧区形成有效的保护层，防止空气进入熔池，特别是空气中氮的有害影响。熔化电极(焊丝)通过送丝滚轮不断地送进，与工件之间产生电弧，在电弧热的作用下，熔化焊丝和工件形成熔池，随着焊枪的移动，熔池凝固形成焊缝。焊接的时候因为高温，被焊接的金属（一般是铁）更容易跟周围的氧气发生反应，所以向焊接点吹出CO2以使焊接点与氧气隔绝。
　　危害及预防：主要是温室效应。应用“古温度计”对古生代海洋温度所做的分析表明，当大气CO2浓度相对于目前水平较高时，地球温度明显较高。大气温室效应是指大气物质对近地气层的增温作用，即随着大气中CO2等增温物质的增多，使得能够更多地阻挡地面和近地气层向宇宙空间的长波辐射能量支出，从而使地球气候变暖。它会带来下列几种严重恶果：1.地球上的病虫害增加；2.海平面上升；3.气候反常，海洋风暴增多；4.土地干旱，沙漠化面积增大。科学家预测，到2050年全球温度将上升2－4℃，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括纽约、上海、东京和悉尼。预防对策：1.全面禁用氟氯碳化物。2.保护森林的对策方案，倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划，到2050年，可以降低7%左右的温室效应。3.汽车使用燃料状况的改善，可使温室效应降低5%左右。4.改善其他各种场合的能源使用效率。5.对石化燃料的生产与消费，依比例收税,而税金收入，则可用于森林保护和替代能源的开发方面。6.鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源。7.汽机车的排气限制。8.鼓励使用太阳能。9.开发替代能源,利用生物能源作为新的干净能源。