化石源二氧化碳的「自白」

我和二氧化碳的區別在哪裡？

由於我無色無味，看不見也摸不著，所以很容易被忽略，多數人對我感到很陌生，不知道我與二氧化碳（CO2）的區別何在。其實我就是二氧化碳，之所以貼有「化石源」的標籤，只是由於我來自於煤、石油和天然氣等化石燃料的燃燒過程。

圖1 化石源二氧化碳的主要來源：工業活動和汽車尾氣（配圖源自互聯網）

我憑什麼來吸引眼球？

或許有人會說，二氧化碳又不屬於大氣污染物，多一點少一點對大眾生活又沒影響。我確實不願與PM2.5、CO、SO2沆瀣一氣，但並不意味著我無足輕重。氣候變暖都知道吧，主要原因在於溫室效應的增強（參見老莊的氣候變暖的前世今生），而二氧化碳是最主要的溫室氣體之一。大氣中二氧化碳的濃度工業革命前約為280ppm（ppm-parts per million，相當於微摩爾每摩爾），目前已超過400ppm（圖2），主要是由於人類活動使用大量化石燃料所致（IPCC Fourth Assessment Report）。所以毫不謙虛的說，我是氣候變暖的重要推手，當然你們可以說我是罪魁禍首。

圖2 1980年以來全球月平均大氣CO2濃度變化

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

如何在芸芸眾生中找到我？

想通過常規的物理、化學方法逼我現身幾乎是不可能的，但我還是有「弱點」。由於我的碳源物質—化石燃料埋藏的實在太久，而14C半衰期只有5730年而已（參閱風銳的自然界的「標準時鐘」：碳十四），以至於它們所含的14C衰變殆盡，因此我也沒有14C，而自然界大氣中的CO2是含有較多14C的，正應了那句老話—沒有對比就沒有傷害。只要藉助高靈敏度的加速器質譜儀（AMS）一下便能把我「拎」出來(Levin et al., 2008；Zhou et al., 2014 )。

我還有什麼「本領」？

由於我不含14C，因此我進入到大氣中後在導致CO2濃度增加的同時，會導致大氣14CO2濃度的降低，即蘇斯效應（Suess effect，Suess，1955）。通俗的講，就是現在的大氣CO2與工業革命前相比，14C年齡較「老」。植物在進行光合作用會吸收大氣中的CO2，在這過程中我也會化身為植物有機質，結果植物也會「變老」。城市中由於化石源CO2排放強度大，這種情況更加嚴重，現生植物的14C年齡已經在百年以上！

圖3 化石源二氧化碳會使植物「變老」

我最後的一點擔憂

科學家們早就意識到如果任由我自由發展，溫室效應繼續增強的後果將是災難性的。從1997年的《京東議定書》到2009年的哥本哈根世界氣候大會，到2012年多哈世界氣候大會，再到2015年巴黎世界氣候大會，越來越多的國家加入到碳減排行動中，紛紛做出減排承諾。人們步步緊逼，確實讓我感到了絲絲涼意，但減排並非不排，我在大氣中的量還是會增加，這只是延緩了我的步伐。當然如果你們完全使用清潔能源（核能、太陽能、風能等）代替化石燃料，那我只能說算你們狠！還好目前這並不現實。其實對我來說最讓我擔憂的是碳捕集和封存技術（Bruckner et al., 2014），因為這種技術將使我葬身於地底，徹底失去自由…『』

參考文獻

Bruckner T. Bashmakov I.A. Mulugetta Y. et al. (Eds.), Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution ofWorking Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, United Kingdom and New York.

IPCC Fourth Assessment Report：http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/syr/ar4_syr_spm.pdf

Levin I, Hammer S, Kromer B, et al. Radiocarbon observations in atmospheric CO2: determining fossil fuel CO2over Europe using Jungfraujoch observations as background[J]. Science of the Total Environment: 2008, 391(2): 211-216.

Suess HE. Radiocarbon concentration in modern wood[J]. Science: 1955, 122(3166): 415-417.

Zhou W, Wu S, Huo W, et al. Tracing fossil fuel CO2using Δ14C in Xi"an City, China[J]. Atmospheric Environment: 2014, 94: 538-545.

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