化石源二氧化碳的“自白”

我和二氧化碳的区别在哪里？

由于我无色无味，看不见也摸不着，所以很容易被忽略，多数人对我感到很陌生，不知道我与二氧化碳（CO₂）的区别何在。其实我就是二氧化碳，之所以贴有“化石源”的标签，只是由于我来自于煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧过程。

图1 化石源二氧化碳的主要来源：工业活动和汽车尾气（配图源自互联网）

我凭什么来吸引眼球？

或许有人会说，二氧化碳又不属于大气污染物，多一点少一点对大众生活又没影响。我确实不愿与PM_2.5、CO、SO₂沆瀣一气，但并不意味着我无足轻重。气候变暖都知道吧，主要原因在于温室效应的增强，而二氧化碳是最主要的温室气体之一。大气中二氧化碳的浓度工业革命前约为280ppm（ppm-parts per million，相当于微摩尔每摩尔），目前已超过400ppm（图2），主要是由于人类活动使用大量化石燃料所致（IPCC Fourth Assessment Report）。所以毫不谦虚的说，我是气候变暖的重要推手，当然你们可以说我是罪魁祸首。

图2 1980年以来全球月平均大气CO₂浓度变化

（图片源自https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gl_trend.html）

如何在芸芸众生中找到我？

想通过常规的物理、化学方法逼我现身几乎是不可能的，但我还是有“弱点”。由于我的碳源物质—化石燃料埋藏的实在太久，而¹⁴C半衰期只有5730年而已，以至于它们所含的¹⁴C衰变殆尽，因此我也没有¹⁴C，而自然界大气中的CO₂是含有较多¹⁴C的，正应了那句老话—没有对比就没有伤害。只要借助高灵敏度的加速器质谱仪（AMS）一下便能把我“拎”出来（Levin et al., 2008；Zhou et al., 2014 ）。

我还有什么“本领”？

由于我不含¹⁴C，因此我进入到大气中后在导致CO₂浓度增加的同时，会导致大气¹⁴CO₂浓度的降低，即苏斯效应（Suess effect，Suess，1955）。通俗的讲，就是现在的大气CO₂与工业革命前相比，¹⁴C年龄较“老”。植物在进行光合作用会吸收大气中的CO₂，在这过程中我也会化身为植物有机质，结果植物也会“变老”。城市中由于化石源CO₂排放强度大，这种情况更加严重，现生植物的¹⁴C年龄已经在百年以上！

图3 化石源二氧化碳会使植物“变老”

我最后的一点担忧

科学家们早就意识到如果任由我自由发展，温室效应继续增强的后果将是灾难性的。从1997年的《京东议定书》到2009年的哥本哈根世界气候大会，到2012年多哈世界气候大会，再到2015年巴黎世界气候大会，越来越多的国家加入到碳减排行动中，纷纷做出减排承诺。人们步步紧逼，确实让我感到了丝丝凉意，但减排并非不排，我在大气中的量还是会增加，这只是延缓了我的步伐。当然如果你们完全使用清洁能源（核能、太阳能、风能等）代替化石燃料，那我只能说算你们狠！还好目前这并不现实。其实对我来说最让我担忧的是碳捕集和封存技术（Bruckner et al., 20

14），因为这种技术将使我葬身于地底，彻底失去自由…  

来源：中国科学院地球环境研究所

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