温室气体是指在 地球大气层中吸收热量 而不是将能量释放到太空的任何气体。

如果太多的热量被保存下来，地球表面就会升温，冰川融化，全球变暖就会发生。但温室气体并不是绝对有害的，因为它们充当绝缘毯，使地球保持适合生命的舒适温度。

一些温室气体比其他气体更有效地吸收热量。下面是 10 种最严重的温室气体。您可能认为二氧化碳将是最糟糕的，但事实并非如此。你能猜出是哪种气体吗？

水蒸气占温室效应的大部分。

“最糟糕”的温室气体是水。你惊喜吗？根据政府间气候变化专门委员会或 IPCC 的说法，36-70% 的温室效应是由于地球大气中的水蒸气造成的。

将水作为温室气体的一个重要考虑因素是，地球表面温度的升高会增加空气中可容纳的水蒸气量，从而导致变暖加剧。

你有没有想过地球大气层 中有多少水蒸气，或者空气可以容纳的最大水蒸气量是多少？

水蒸气作为一种看不见的气体存在于空气中。空气中水蒸气的含量随空气的温度和密度而变化。水蒸气的量从微量到空气质量的 4% 不等。

热空气比冷空气能容纳更多的水蒸气，因此水蒸气量在炎热的热带地区最高，而在寒冷的极地地区最低。

二氧化碳只是第二重要的温室气体。

虽然二氧化碳被认为是温室气体， 但它只是造成温室效应的第二大因素。这种气体自然存在于大气中，但人类活动，特别是通过燃烧化石燃料，导致其在大气中浓度升高。

温室气体二氧化碳、甲烷和二氧化氮的平均浓度一直在增加。臭氧集中在城市周围和地球的平流层中。

除了表中的元素和氪、氙、二氧化氮和碘（前面都提到过）之外，还有微量的氨、一氧化碳和其他几种气体。

重要的是要了解哪种气体最丰富，地球大气中还有哪些其他气体，以及空气成分如何因多种原因随海拔高度和时间而变化。

这些信息有助于我们了解和预测天气。空气中的水蒸气量与天气预报特别相关。气体成分有助于我们了解释放到大气中的天然和人造化学物质的影响。

大气的构成对气候极为重要，因此气体的变化可能有助于我们预测广泛的气候变化。

对人体健康影响和毒性：

人体每天自然产生约 1 公斤或 2.3 磅的二氧化碳。气体调节身体的血液供应并调节呼吸。大部分二氧化碳会转化为碳酸氢根离子。较小的百分比溶解在血浆中或与血红蛋白结合。最终，血液中携带的二氧化碳通过肺呼出。

虽然严格来说二氧化碳不是毒素，但它是一种窒息性气体。当 CO 2浓度接近空气的 1%时，大多数人会感到昏昏欲睡或感觉空气闷热。即使存在足够的氧气，浓度在 7% 到 10% 之间也会导致窒息。症状包括头痛、头晕、听力和视力问题以及意识不清。

空气中的二氧化碳：

二氧化碳是空气中的微量气体。虽然浓度因地域而异，但平均约为 0.04% 或百万分之 412。CO 2水平正在上升。在前工业时代，空气中的二氧化碳含量约为 280 ppm。二氧化碳的增加主要归因于森林砍伐和化石燃料的燃烧。二氧化碳是一种温室气体，因此其浓度的增加会导致全球变暖和海洋酸化。

牛是释放到大气中的甲烷的重要生产者。

第三大温室气体是甲烷。甲烷有天然来源和人造来源。它由沼泽和白蚁释放。人类释放被困在地下的甲烷作为燃料，加上养牛场会产生大气中的甲烷。

甲烷会导致臭氧层耗竭，而且还会充当温室气体。它在大气中持续大约十年，然后主要转化为二氧化碳和水。在 20 年的时间范围内，甲烷的全球变暖潜能值为 72。

它的持续时间不如二氧化碳，但在其活跃时会产生更大的影响。甲烷循环尚不完全清楚，但大气中甲烷的浓度自 1750 年以来似乎增加了 150%。

一氧化二氮或笑气有多种用途，包括汽车用途和消遣性药物。

一氧化二氮在最严重的温室气体清单上排在第 4 位。这种气体用作气溶胶喷射推进剂、麻醉剂和娱乐性药物、火箭燃料的氧化剂，以及提高汽车发动机的功率。

它吸收热量的效率是二氧化碳的 298 倍（超过 100 年）。它是如何制作出来的。

英国化学家 Joseph Priestley 于 1772 年通过收集将硝酸洒在铁屑上产生的气体首次合成了一氧化二氮。

一氧化二氮通常是通过使用另一位英国化学家汉弗莱戴维开发的方法来生产的，该方法将硝酸铵轻轻加热以将其分解为一氧化二氮和水蒸气：

NH 4 NO 3 (s) → 2 H 2 O (g) + N 2 O (g)

这里的关键是将硝酸铵轻轻加热到 170 摄氏度到 240 摄氏度之间，因为更高的温度可能会导致硝酸铵爆炸。

150 多年来，人们一直在无事故地这样做，因此只要您小心，该程序就是安全的。

接下来，冷却热气体以冷凝水。最好的方法是使用气动槽，其中包括一根从硝酸铵容器引出的管子，该管子将气体通过水鼓泡到收集罐中。

您希望产气速率为每秒一个或两个气泡。气动槽去除反应中的水以及硝酸铵中杂质产生的烟雾。

收集罐中的气体是一氧化二氮，加上少量其他氮氧化物，包括一氧化氮和一氧化氮。一氧化氮在暴露于氧气时最终被氧化成一氧化二氮，尽管酸和碱处理用于去除商业规模生产中的杂质。

当您的容器充满气体时，停止加热硝酸铵并断开管道连接，这样水就不会向上流入您的收集容器中。盖上容器，这样你就可以把它竖起来而不损失气体。

如果容器没有盖子，平板玻璃或塑料也可以。

安全须知：

较高纯度的硝酸铵比含有杂质的硝酸铵更稳定，因此如果您从高质量的起始原料开始，安全性会提高。

不要超过 240 摄氏度，否则硝酸铵有爆炸性分解的风险。

如果您使用的是直接热源，例如恒温器控制的燃烧器，请不要分解最后一点硝酸铵，因为它更容易过热。

一氧化二氮是一种安全的实验室气体，但通过吸入过度暴露可能会导致窒息，这与过度暴露于氦气的风险大致相同。

臭氧既可以保护我们免受太阳辐射，又可以将其转化为热量。

第五大温室气体是臭氧，但它在全球的分布并不均匀，因此其影响取决于位置。

高层大气中的氟氯化碳和碳氟化合物造成的臭氧消耗使太阳辐射泄漏到地表，其影响范围从冰盖融化到增加患皮肤癌的风险。

低层大气中过量的臭氧（主要来自人造来源）导致地球表面变暖。臭氧或 O 3也是自然产生的，由空气中的雷击产生。

氟仿的一种用途是用于商业灭火系统。

氟仿或三氟甲烷是大气中最丰富的氢氟烃。该气体在硅芯片制造中用作灭火剂和蚀刻剂。作为温室气体，氟仿的效力是二氧化碳的 11,700 倍，在大气中可持续存在 260 年。

六氟乙烷用于生产半导体。

六氟乙烷用于半导体制造。它的蓄热能力是二氧化碳的 9,200 倍，而且这种分子在大气中存在了 10,000 多年。

会对人体健康造成危害：可引起快速窒息。接触后引起头痛、恶心和眩晕。

还具有一定的危险性，若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

六氟化硫的吸热能力是二氧化碳的 22,200 倍。这种气体在电子工业中用作绝缘体。它的高密度使其可用于模拟化学试剂在大气中的扩散。

它也因进行科学演示而广受欢迎。如果你不介意造成温室效应，你可以获取这种气体的样本，让船看起来像在空中航行或呼吸，让你的声音听起来更深沉。

六氟化硫是科学家在模拟化学实验中，用来演示的最佳材料，对电子行业也起到了很对的作用。

制冷剂，例如三氯氟甲烷，是臭名昭著的温室气体。

三氯氟甲烷作为温室气体具有双重作用。这种化学物质消耗臭氧层的速度比任何其他制冷剂都快，而且它的保温效果比二氧化碳好 4,600 倍。

当阳光照射三氯甲烷时，它会分解，释放出氯气，这是另一种反应性（有毒）分子。

只所以属于温室气体是有原因的，在阳光的照射下就会散发出有毒气体，对人体会有一定的伤害。

硫酰氟用于白蚁熏蒸。

第十大最严重的温室气体是两种较新的化学物质之间的关系：全氟三丁胺和硫酰氟。

硫酰氟是一种驱虫剂和杀白蚁熏蒸剂。它吸收热量的效率大约是二氧化碳的 4,800 倍，但它会在 36 年后分解，因此如果我们停止使用它，该分子就不会累积以造成进一步的伤害。

该化合物在大气中的浓度很低，仅为万亿分之 1.5。然而，它是一种令人担忧的化学物质，因为根据 地球物理研究杂志，大气中硫酰氟的浓度每年增加 5%。

排在第 10 位的另一个竞争者是全氟三丁胺或 PFTBA。

这种化学物质已被电子行业使用了半个多世纪，但它作为一种潜在的全球变暖气体而受到关注，因为它吸收热量的效率是二氧化碳的 7,000 倍，并且可以在大气中存留 500 多年。

虽然这种气体在大气中的含量非常低（大约万亿分之 0.2），但浓度却在增加。PFTBA 是一种值得关注的分子。

氮气、氧气和氩气是大气的三大主要成分。水的浓度各不相同，但平均约占大气质量的 0.25%。二氧化碳和所有其他元素和化合物都是微量气体。

痕量气体包括温室气体二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和臭氧。除氩气外，其他惰性气体均为微量元素。这些包括氖气、氦气、氪气和氙气。

工业污染物包括氯及其化合物、氟及其化合物、单质汞蒸气、二氧化硫和硫化氢。大气的其他成分包括孢子、花粉、火山灰和海浪中的盐分。

尽管此 CRC 表未列出水蒸气(H 2 O)，但空气中可能含有多达 5% 的水蒸气，更常见的是 1-3%。1-5% 的范围将水蒸气列为第三大最常见的气体。

水分含量随气温而变化。干燥的空气比潮湿的空气密度大。然而，有时潮湿的空气中含有实际的水滴，这会使它比只含有水蒸气的潮湿空气密度更大。

空气污染因地理位置及其在气柱中发生的位置而异。污染物包括化学品、灰尘和灰烬等微粒，以及花粉和细菌等生物物质。

在这十种温室气体中，好像二氧化碳是最弱的，但是往往最弱的也是我们不可缺少的一种气体。