空气是万物赖以生存的基础,我们每时每刻都在呼吸空气,很多人只知道空气由氧气、氮气组成,却忽略大气层内部持续不断的化学循环,以及人类活动对大气化学平衡造成的影响。学习空气相关化学知识后,我开始重新审视身边看不见的大气环境,明白守护空气质量就是守护生命循环。
空气主要成分是氮气和氧气,还有少量二氧化碳、稀有气体、水蒸气。氧气是生物呼吸的核心,动植物体内细胞发生呼吸作用,分解有机物,消耗氧气释放二氧化碳;绿色植物通过光合作用,在光照、叶绿素作用下吸收二氧化碳和水,合成有机物并释放氧气,二者相互制衡,维持大气中碳氧平衡,这是自然界最基础的大气化学反应循环。如果这个平衡被打破,空气中二氧化碳浓度持续升高,就会引发温室效应。
二氧化碳过量排放是当下大气主要问题。工厂化石燃料燃烧、汽车尾气、煤炭发电都会大量释放二氧化碳,森林乱砍滥伐又减少了二氧化碳吸收载体。二氧化碳能阻挡地面热量向外散发,导致全球气温上升,冰川融化、极端天气增多。想要缓解温室效应,一方面需要开发太阳能、风能等清洁能源,减少化石燃料燃烧;另一方面植树造林,依靠植物光合作用消耗多余二氧化碳,都是依托大气化学平衡原理的解决办法。
酸雨也是大气化学污染带来的危害。煤炭、石油燃烧会排放二氧化硫、氮氧化物,这些气体上升到高空,和云层中的水蒸气发生化学反应,生成亚硫酸、硝酸,随雨水降落形成酸雨。酸雨会酸化土壤,导致农作物减产;腐蚀大理石雕像、金属建筑;流入河湖还会改变水体酸碱度,威胁鱼虾生存。如今工厂加装脱硫脱硝设备,降低有害气体排放,汽车尾气加装催化转化器,将氮氧化物转化为无害氮气,有效减轻酸雨污染。
臭氧层同样依靠特殊化学平衡保护地球。平流层的臭氧能吸收对人体有害的紫外线,早期制冷剂氟利昂释放后,会在高空分解,破坏臭氧分子,造成臭氧层空洞。紫外线过量直射地面,会诱发皮肤疾病、损伤植物。随着环保法规推行,淘汰氟利昂,使用环保制冷剂,臭氧层消耗速度逐步放缓,大气生态缓慢修复。
日常微小举动也能影响大气化学环境。焚烧秸秆、垃圾会释放一氧化碳、粉尘颗粒物,一氧化碳极易和人体血红蛋白结合,造成缺氧中毒;随意燃放烟花爆竹会产生大量硫氧化物、重金属烟尘。低碳出行、节约用电、拒绝露天焚烧,都能减少有害气体排放。
大气看不见摸不着,内部却时刻进行着氧化、合成、分解等化学反应。碳氧循环、臭氧平衡、污染物转化共同构成大气化学体系。从前我总觉得大气污染离自己很遥远,现在懂得每个人的行为都会影响空气成分平衡。学好大气化学,不仅能弄懂自然循环规律,更能树立环保意识,用实际行动维护大气稳定,守护我们赖以呼吸的洁净空气。