20.12 “温室效应”成因的探讨

一、活动目的

通过本活动使学生了解“温室效应”的可能成因；了解利用简单的器材可以进行生物科学研究；掌握收集气体样本和进行气体成分测定和分析的简单方法。

二、活动设计及原理

尽管对“温室效应”的成因仍有争议，例如有人认为是由大气中30多种微量气体酿成，但多数学者认为和大气中二氧化碳含量的增加有密切关系。

20世纪初的工业革命前，大气中的二氧化碳含量大约仅为270ppm，随着工业化的发展，一方面化石燃料如煤、石油等的应用迅猛增加，另一方面作为二氧化碳的主要吸收者之一的森林被大量砍伐，使得大气中二氧化碳的含量不断增加。到1985年，有人统计已达345ppm，并预计到2050年全球大气中二氧化碳含量将比本世纪初增加1倍。

燃料燃烧使碳转化为二氧化碳的过程也是直接对大气加热的过程；而二氧化碳进入大气后，则又通过吸收红外辐射对下层大气再次加热。这好象给地球表面加盖了一个巨大的“玻璃罩”，阻碍热的散失，致使地表的平均温度升高，这就是所谓的“温室效应”。

在本活动中，利用气球作为收集气体样本的取样和贮存器，溴麝香草酚蓝溶液作为指示剂，稀氨水作滴定剂，初步地进行定量分析“温室效应”的成因。

三、活动开展方法步骤

(1)配制溴麝香草酚蓝指示剂。将0.4克溴麝香草酚蓝先溶于200毫升酒精中，再加配成1升。这时溶液的变色范围（pH值）为6～7.6。

(2)配制稀氨水滴定剂。在200毫升蒸馏水中加入4滴2M氨水溶液。

(3)在若干支试管中均分别加入3毫升溴麝香草酚蓝溶液，并各滴加稀氨水8滴。溶液均变蓝（溴麝香草酚蓝遇碱变蓝，遇酸变黄）。

(4)把不同颜色的气球加上带有玻管的橡皮塞，制成取样和贮存器（图20-5）。例如，用红气球收集人体呼出气，用黄气球收集大气，用蓝气球收集汽车排放气等。收集人体呼出气可直接向气球内吹气，收集大气时可用打气筒向气球内打气，收集汽车排放气时可用硬纸板卷成喇叭状并用其大头套在汽车排气管口上，小头套在气球口上，发动汽车即可收得气体。

(5)在一张硬纸板的中心挖一个直径为15厘米的圆洞，用作计量气体样本标准体积的工具。

(6)将各个收集有气体样本的气体取样和贮存器慢慢放气，使其能恰好塞进上述硬纸板中心的圆洞里，这样，所有气体样本均有同样大小的体积。

(7)将每一气体取样和贮存器的玻管插入上述准备好的蓝色指示剂的液面下，慢慢挤压气球，使气泡通过盛有碱性溴麝香草酚蓝溶液，指示剂的颜色逐渐变化。记下每种气体样本全部通过指示剂后的最终颜色。

(8)向试管中已经变色的指示剂中一滴一滴地加入稀氨水，直到指示剂恢复原来的颜色（应预先留一支指示剂作对照）。记下每种气体样本所需氨水的滴定数。

(9)根据活动结果，分析大气中二氧化碳浓度升高的多种原因，即“温室效应”的成因。