CN100579630C - 添加了生命元素和/或保护物质的对流层容积元素 - Google Patents

Abstract

本发明涉及添加了生命元素和/或保护物质的对流层容积元素，以及其生产方法和应用。此处，生命元素称之为促进地球生物圈生物生长的所有物质；而保护物质则为直接或间接阻止对地球生物圈，特别是对人类有损害影响的所有物质。本发明的对流层容积元素中添加了生命元素和/或保护物质。设备受损坏时以污染尘雾形式散发出来的对流层容积元素中添加防护物质有助于防止生物体吸纳放射性元素，减少受尘雾污染的范围，另外，具有警告功能和标志功能。添加了生命元素和/或保护物质的对流层容积元素具有许多优越的作用，其中最重要的为，使气候冷却，使气候稳定，提高食品生产量，生产甲烷水合物和油母岩作为新生的能源，减少空气污染物，增加雨水，减少特别因核反应堆灾祸引起的损害和牺牲者数量。

Description

添加了生命元素和/或保护物质的对流层容积元素

技术领域

兹说明添加了生命元素和/或保护物质的对流层容积元素，以及其生产方法和应用，此处，生命元素称之为促进地球生物圈生物生长的所有物质材料；而保护物质则为直接或间接阻止对地球生物圈特别是对人类损害影响的物质。

本发明对流层容积元素中添加了生命元素和/或保护物质。设备损坏时以污染尘雾散发的对流层容积元素中添加防护物质有助于阻止生物体吸纳放射性元素，减少受尘雾污染范围，另外，具有警告功能和标志功能。

强化的对流层容积元素具有许多优越的作用，其中最重要的为：

使气候冷却，使气候稳定；

提高食品生产量；

生产作为新生能源的甲烷水合物和油母岩；

减少各种空气污染物；

增加雨水；

减少当核反应堆灾难发生时的损失和牺牲者的数量。

背景技术

问题说明

环境要素包括地球表面有生命和无生命部分，以及相邻区域部分，包括大气层、地球表面、地面、沉积、沉积表面、河流、生态系统。这些要素经过物质循环彼此交织，并且通过局部不稳定的过度平衡彼此全都结合起来。这就在各种或多或少稳定期内形成了复杂体系。由于一些相当小的原因，就会引起从一个阶段向另一个阶段转换，特别不利地觉察到可能发生的气候阶段之间的转换。冰川期地质气候史给了我们教导，冰川期寒冷气候，温和气候和间冰期酷热气候之间的陆地气候转换，很快就在几年之内完成了。

目前我们正处于从温和气候向暑热气候转换期，其原因是自19世纪以来由于人类引起的温室气体甲烷和CO₂升高，其间，甲烷气体升高又伴随着对流层自净力退化。对流层中甲烷气体增加又伴随着当温度升高时冰原、沼泽、海洋沉积中固体甲烷水合物分解为活跃的甲烷气体。

为了在不久的将来持续校正气候变化过程，需要大规模地球工程设计(P.J.Crutzen著：自然，第415卷，2002年1月3日)。曾经提过各种建议，以阻止转换到暑热气候期。在平流层中添加含有二氧化硫烟雾剂(据M.Budyko先生)或烟尘(据P.J.Crutzen先生)，会使对流层冷却。这种设计的费用估计要超过美金200亿元(T.E.Graedel，P.J.Crutzen著：大气层化学，频谱，学院出版社，Heidelberg，Berlin，Oxford[1994]457，458页)。现实试图达成国际协议，以通过限制焚毁化石能源来减少二氧化碳的释放。但是在试图贯彻所谓Kyoto议事录方面表明，这种办法在世界上行不通。

不加干扰，对流层继续变热，后果就是粮食继续短缺，盐碱化和荒芜化土地面积扩展。世界人口不断增长，分配斗争就增大。过度放牧吃草，疯狂开垦，土地腐蚀，将加速负面发展。尽管用于水产养殖的海洋面积增加了，但对海洋的过度捕捞使食品生产急剧下降。

可以预料，在不久的将来化石燃料资源也会短缺。由于所需的投资，通过扩建代用能源和采取节能措施而进行的补偿不能在贫穷地区贯彻实行。

切尔诺贝尔的特大灾难是由于核反应堆中核燃烧的核分裂失控而引起的，因核反应和由此引起的反应堆和调速器火灾产生的放射性烟气尘雾侵袭了欧洲广大部分，还有象民用大型飞机向纽约高楼坠毁所显示的恐怖行为，也会重演那种大灾难。未曾考虑到这一点的安全景象，之后就失去了其效用。世界上所有核能发电厂都没有安全预防措施，来减少核反应失控时出现的放射性尘雾扩散，缓和其作用，识别其对每个人的影响地点的侵入。核能发电厂会在世界上几十年内停工的论点是不可接受的，因为在德国就有几家核能发电厂签订了至少三十年以上的营业保证书。新的核能发电厂也在欧洲继续建造，最新的例子就有Temelin核能发电厂和计划的荷兰核能发电厂，处理高毒性物质或有危害的微生物的设备也没有处理和标明有毒尘雾的安全预防措施。

发明所要解决的问题

根据本发明通过生产添加了生命元素和/或保护物质的一定对流层容积元素来解决所出现的一系列问题。此处生命元素称之为促进地球生物圈生物生长所必需的元素，而保护物质在此处则称之为直接或间接阻止对地球生物圈和对其中出现的生命态有损害的影响的物质。

在全球、地区、当地生产添加了保护物质和/或生命元素的对流层容积元素，最好把本发明的烟气释放到所需的影响范围上面对流层空间来进行。添加本发明的烟气，其目的在于，使保护物质和/或生命元素在所需的影响范围上面对流层中扩散，并让其在里面逗留一段时间，最后沉降到陆地和/或河流表面。所使用的本发明的烟气中添加了保护物质和/或生命元素。特别是在对流层中形成保护物质的物质，也称之为保护物质的物质。

生产烟气可以通过焚烧含有生命元素或含有燃烧时形成保护物质的其他物质的燃料来进行。但是也可以在烟气产生之后在烟气中添加生命元素和/或保护物质。如果各种物质对温度是敏感的或者如果不能通过燃烧方法产生，则优选在焚烧过程之后在烟气中添加生命元素和/或保护物质。对于许多用途，一般宜于使用传统的燃料，特别是油和汽油，来制造本发明的烟气。焚烧时在已产生的烟气中形成生命元素复合成分和保护物质复合成分的添加物，优选是以分子分散形式可溶于油和汽油的化合物。表1列出了可用做燃料添加剂来生产本发明烟气的物质的实例。表2列出了可在燃烧后加入烟气中的防护性物质的例子。表3列出了含有通过焚烧产生并作为烟气成分生命元素的防护物质的实例。表4包括保护物质的其他实例。表5包括在对流层中自动形成保护物质的物质实例。

生产本发明的烟气，可以通过在每个燃烧设备中焚烧来进行，也可以在用本发明的燃料驱动的车辆，特别是飞机，船舰和汽车中进行，也可以用专门为此目的而建造的设备来进行。

如果是涉及固体物质的话，通过释放市售的保护物质和生命元素来制造对流层容积元素，是不可取的。市场上购得的最小粒度的生命元素和保护物质为所谓的热解氧化物，这种商业产品的例子是“Aerosil”(二氧化硅)和二氧化钛颜料(后者没有防止产生羟游离基的防护涂层)。即使这些物质以可得到的最小粒度释放，产生的尘雾也有不利的性质。由于这些尘雾会迅速沉降，所以它们仅能停留很短的时间。反之，在某些应用中，即使不使用烟气气态的保护物质和生命元素，也能很好地分布在对流层容积元素中。

生命元素的实例是活的生物体生存必需的元素：磷、氮、硅和铁。

保护物质的实例是直接引起有害物质破坏，清除或无害化的物质，或能使活的生物体避免与有害物质接触的物质。属于保护物质的物质例如是对流层中的羟游离基，因为该羟游离基会促使对流层中有害还原的物质(如：甲烷、烟雾、烟气)分解。属于保护物质的物质可以是促进对流层中产生羟游离基的物质(如：含钛的氧化物)；还可以是有害物质吸着剂，烟尘，火成硅酸和氧化铁(III)，尘雾和尘雾生成剂；还有警告物质，此物质通过色调，气味或刺激物质作用，阻止生物，特别是人类去接近有害物质，或吃食有污染的食物，饮用有污染的水，还有颜料如烟灰和氧化铁红，气味强烈的物质如乙硫醇和吡啶，刺激性物质如氯乙酰苯和三氯硝基甲烷，滋味强烈的物质或香精，和令人恶心的物质，或引起恶心刺激的物质。

添加了生命元素和/或保护物质的本发明对流层容积元素的实例为：

最好添加了含有氧化键中铁和磷之类生命元素以及氧化键和/或氮化键中钛之类的保护物质的气溶胶的位于海洋上空的对流层容积元素。氧化键中的铁和磷有利于浮游植物生长。氧化键和/或氮化键中的钛能够引起光解作用，生成羟游离基，以便分解甲烷和其他不需要的对流层气体。气溶胶直接地和间接地有助于使对流层反射率提高。本发明的对流层容积元素对气候，供电，世界粮食的有利影响用附图进行解释。

被交通和工业排放物高度污染的陆地和海岸地带上空的对流层容积元素。这种对流层容积元素最好添加含有氧化键中的钛和氧化键中的铁之类保护物质的气溶胶。氧化键中的钛促进光解烟雾，氧化氮，氧化碳，卤代芳烃和硝基芳烃，以及其他不需要的燃烧物和排放物。氧化键中的铁能吸收结合促成由摩擦一涂覆材料的磨损产生的排放物，特别是致癌的锑和有毒的铅。

隧道、多层停车库、地下停车库中封闭和人工照射的对流层容积元素。此对流层容积元素最好添加含有氧化键中的钛、铈和铁之类的保护物质的气溶胶。此钛和铈引发氧化氮，一氧化碳以及其他不需要的燃烧产品的光解。氧化键中的铁能吸收由摩擦一涂覆材料的磨损产生的排放物，如锑和铅。

缺乏碘、硒、锰、钼之类必要元素的陆地或海岸地区上空的对流层容积元素。此对流层容积元素最好添加含有流失的生命元素的气体和/或气溶胶。这些必要元素最好通过吸附键合或化学吸附键合与气溶胶载体(如：通过焚烧产生的烟尘或氧化铁)相结合。

添加了保护物质的本发明对流层容积元素，还有在最重大核能发电厂事故中产生的，在对流层中漂动的，富含放射性元素的，如从切尔诺贝尔核能发电厂中产生的尘雾，还有当失控的核反应时从其他来源排出的富含放射性元素的尘雾。这方面的实例，如放射性垃圾沉积物，核燃料棒沉积物，驱动船舰的核反应堆，核武器及其沉积物，富含铀的沉积物，钚沉积物；而且还有燃烧尘雾，或具有高毒素源和致病源的对流层中尘雾：如在发生故障的情况中和大灾难中，在毒气沉积物，从毒气工厂，细菌武器，或从处理毒素这一类物质的实验室和技术专科学校排放出的尘雾，也属于添加了保护物质的本发明对流层容积元素。

用于上述目的的保护物质可归属于下面物质系列中的一种或多种物质，如：标志物质，吸收剂，促使沉淀的物质，促使凝结的物质，促成微粒子凝聚的物质，阻止生物体吸纳此类物质的物质。受保护物质强化的有害物质尘雾、从该尘雾中沉积下来的受污染的沉积物、以及与之接触的受污染水，可能被每个人通过一种或多种保护物质，根据色素，气味，滋味，和刺激物质方面，按照视觉，嗅觉，味觉，或经皮肤刺激辨认出来，从而避免受到危害。除了对嗅觉和皮肤刺激受限制之外，这一点也适用于动物界。这一类标志物质的一些实例见表2。另外，这些受污染的对流层容积元素优选用能结合有害物质、使有害物质沉淀、并且直接阻止生物体吸纳有害物质的保护物质强化。

根据本发明，在含有毒害物质的尘雾中添加保护物质，因而直接或间接阻碍和阻止了人类和动物乃至植物吸纳放射性的，有毒的，或病毒性的物质。有毒排放物的影响因此能够大大地降低。

在大事故中用特别的安全设备产生添加了保护物质的对流层容积元素。安全设备的应用，根据核能发电厂(KKW)由于核反应失控而发生的一次放射性发射大事故实例进行叙述。这样一种灾难事故可以用同义词“最大旷世事故”(GAU)相称谓。由于高温化学燃烧反映的参与，这种核裂变反应浮起的热废气归属于烟气。GAU的主要危险是释放出放射性碘同位素。为了尽可能减少含有碘的放射性排放物的危害，将碘作为保护物质的本发明燃料和/或燃料添加剂储存在核电厂内。在GAU事故中，可在接近开放核燃料反应的地方使燃料燃烧。例如，可以用一根或多根紧靠核反应地点的喷枪喷射掺有碘的液态燃料来达到上述目的。在这种情况下，核反应的热量就会点燃液态燃料。也可以用碘化氢强化的天然气作为燃料，并且相应地把它烧完。这时，本发明的烟气就与GAU烟气混合在一起。安全设备也就可以用传统的大油灯或煤气灯从传统的燃烧设备中释放燃烧和燃料添加剂中本发明的含碘燃烧产品。作为燃料最好是配有碘的燃料油和燃料油添加剂。通过用本发明的烟气释放碘，使得从CAU烟气中释放到对流层中的放射性碘的排放量超出在一段时间内释放到对流层中的放射性碘的数量，从而尽可能减少人们与排放点的排放物接触时吸入放射性碘同位素。

用固态吸着剂或液态吸着剂的保护物质强化所发射的毒害物尘雾，还可以进一步减少从污染的尘雾中吸纳毒害物质。烟尘适宜于吸附气态放射性物质。通过不完全燃烧烟油可容易地产生含烟灰的烟气。燃料中有机结合的铁/或锰会产生含有氧化铁或氧化锰的烟气，该烟气是放射性重金属的最佳吸着剂。在因核熔化而升起的热烟气方面，和在向对流层中排放过程中，烟尘气溶胶会表面氧化。这种氧化的烟尘还有进一步结合放射性重元素成分的能力。

提高污染尘雾中水蒸气含量和/或成雾剂含量有利于放射性金属与吸着性保护物质的结合。放射性重金属，准金属，碱土与氧化烟尘粒子保护物质和/或氧化物粒子保护物质的结合最适宜在含水相中进行。因为这种含水相诱导产生更容易地被吸着性烟灰和氧化铁吸着的溶解离子。为了在干燥的对流层中生成含水的保护物质气溶胶，还可以用能形成雾的保护物质进一步强化污染尘雾。成雾剂不仅可以通过焚烧产生，而且可以通过将其喷射到热烟气中而生成。除了水之外，成雾剂还有挥发性酸，挥发性碱，挥发性水解盐和热分解盐以及吸湿性物质，或在加入保护物质的尘雾中转变为一种或多种成雾剂的物质，还有在表3和表4中示范性列举的成雾剂。

成雾剂同样可以直接从燃烧中产生，例如：磷酸从磷酸三甲苯酯的燃烧中产生；硫酸从二硫化碳的燃烧中产生。在烟雾中这些物质及其氧化产品和/或水解产品可生成含水的保护物质小雾滴。另外，烟雾生成有很大优点：它把尘雾中的气溶胶粒子通过凝聚作用凝集成絮状物，从而加快粒子沉降速度一直到雨水形成。最好是把水溶性的，吸湿性的，保护物质用来生成保护材料烟雾，优选的是氯化铵，氯化钙，氯化镁，或氯化锌。把挥发性碱与挥发性酸结合，会产生尚佳、稳定的保护物质烟雾。将锌、铝、铁、镁及其混合物的金属粉末与含氯量高的有机物质一起燃烧，可以产生稳定的保护物质烟雾。

最好选择电荷密度高的保护物质来强化污染的尘雾。一方面这种措施使绝大部分存有的毒害物质结合，另一方面，它使保护物质气溶胶凝聚和沉淀得比无保护物质的尘雾快。这就有一个优点，使遭受放射性尘埃的地区面积，比没有采取措施时窄小了许多倍。本发明的保护物质：烟尘和氧化铁，具有颜料性质，因此提供了一种简单的方法，用可见的方式标明放射性尘埃地区，按放射性尘埃颜色是黑的还是红的来辨认。毒害物质与保护物质结合的另一个优点是可以容易地用空气净化装置从污染的空气中分离出放射性颗粒，并且减少溶解放射性物质对水的污染。

另外，通过嗅觉和皮肤刺激感觉可鉴别的保护物质，适用作放射性尘雾及其空气污染的敏感标志物。这些物质可在气味强烈和皮肤刺激性物质中找到。例如：硫醇(气味强烈的)，吡啶(气味强烈的)，卤化酮(皮肤刺激性的)，卤化腈(皮肤刺激性的)，卤化氰(皮肤刺激性的)，三氯硝基甲烷(皮肤刺激性的)，卤化硝基芳烃(皮肤刺激性的)，噁噻品(皮肤刺激性的)，以及其他类似的。另外一种能够阻止人类和动物饮用受放射性尘埃污染的水的方法就是加入具有强烈令人厌恶味道的芳烃物质。这种高温时会分解的保护物质最好在添加上述本发明的含保护物质的烟气之后，以气雾或喷雾形式注入到活性的烟气流中。具有上述特征和保护物质、可加入到GAU烟气中的保护物质的实例列于表2中。如果烟气流含有折光或吸光色素，如：烟尘和氧化物，就要防止尘雾中热温敏感和氧化敏感的保护物质，受紫外线辐射和受氧化作用而分解，因为最好保护这种色素吸附的保护物质免受化学分解。

在用本发明的保护物质强化的放射性灾难尘雾的实施例中的作用机制也适用于排放受毒素污染的，或受病毒或细菌污染的气体尘雾的灾难事故。在受灾难牵制的气体排放事故中，无火焰现象，无爆炸现象，在这种气体排放时，热对流没有影响，可以在城市邻近地区放火，生成含有保护物质的烟气，给气体尘雾以热动力，促使毒害物尘雾上升，远离最危险的地方。

加入通过辐射引发产生羟游离基的保护物质气溶胶的局部对流层容积元素可使得用于净化机动车辆废气的传统催化剂系统变得多余了。本发明细分散的气溶胶的作用超越催化剂固定床的作用，因为不论漂向何处，即使离开车辆废气后，气溶胶也会在烟气尘雾中发生作用。烟雾成分：臭氧，NO_X，硝酸过氧化乙酰酯，会通过生成的羟游离基分解，或者在白天OH游离基浓度明显高于正常值的地方根本就不会有这类烟雾；含有氧化结合铁的保护物质气溶胶能够牢固地结合由离合器垫片和制动器垫片磨损产生的致癌的锑和有毒的铅，即使在雨水冲刷并与保护物质粒子一起沉淀或被雨水冲洗到污泥中也是这样。再有从空气沉降到植物，楼房和土地表面的保护物质气溶胶，也可以经辐射生成羟游离基，并继续发挥其净化作用。

对于特定的燃料，可以通过减免主要在白天使用的机动车辆燃油税来支持排放能产生保护物质的烟气，从而使能产生含保护物质的烟气的燃油得到广泛应用，以替代催化剂。这样对于装置汽油机的汽车而言，按照法律规定必须配置的废气催化剂净化装置就没有必要了。

单单使用海洋上空添加了的生命元素和保护物质的对流层容积元素，就足以使温和地带的气候持续稳定，使粮食生产增加，使新生能源增加。因此，控制和监测添加了生命元素和/或保护物质对海洋上空对流层容积元素特别重要，因为随着生命元素加入量增加，非地球成因碳循环中的生产能力就增强。这时，碳循环过渡平衡的持续稳定性就要保证。

因此，这部分碳循环中运载的碳负载的增加要求通过浮游植物的质量增长而从对流层中获取的碳负载必须被替代到足够的程度。上述浮游植物的质量增长是按照本发明对海洋上空对流层容积元素的强度而造成的。这种替代仍旧可通过化石燃料的焚烧来进行。之后，由大量产生浮游植物而形成的产物，如：油母岩水合物沉积物和甲烷水合物沉积物，应结合到人类起源代谢的能量生产中。否则的话，由于对流层二氧化碳浓度下降，就有气候下降到寒冷的危险。

在海洋对流层容积元素中添加生命元素和保护物质的结果是可以通过人工干预改变上述碳循环的系统组成，以便维持一个稳定的碳过渡平衡。下面作详细说明：

1.二氧化碳负载：源自新生能源的焚烧和火山喷发2

2.二氧化碳下降：在浮游植物中吸收的二氧化碳负载，作为石灰岩沉积物风化过程中的地球成因结合以及在地壳和地幔中的石灰岩沉积潜设3a和3b。

3a.进入食物金字塔形结构的浮游植物负载。

3b.海洋沉积物发酵的浮游植物负载4。

4.由于沉积物发酵而产生的油母岩负载和甲烷水化物沉积物负载5。

5.通过开采沉积物而进入人类物质循环的油母岩负载和甲烷水化物沉积物负载6。

6.为获取人类能量而焚烧的油母岩沉积物负载和甲烷水化物沉积物负载1。

使用一系列检验参数来控制碳循环中的过度平衡的稳定性，同时提高碳负载速度。这些检验参数最好从直接受影响的生态系统和其他受影响的环境系统获取。根据本发明可通过提高或降低对流层容积元素中生命元素含量和保护物质含量来控制碳负载速度。根据本发明方法，通过把添加剂连续或间歇地分散到天空中，并严格按照实际情况和所记录的各种参数的变化确定各个分散地点的位置来达到上述目的。这一类参数例如是：

·在对流层中不同高度，和在对流层顶上面测得的地区性、半球性、和全球性甲烷含量和二甲基硫醚含量；

·在空气、植被、地面、和水中保护物质和/或生命元素的局部性和半球性含量；

·在对流层容积元素中平均云雾覆盖量；

·在空气和海洋中测量的CO₂含量：在全球和半球中，和在对流层容积元素中，

·在对流层容积元素下面的浮游植物浓度，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中的氧含量，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中浑浊物质的含量，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中的沉淀速率，

·研究对流层容积元素下面的生态系统，

·测量对流层中，地面上，和在海洋表面的全球温度。

在对流层容积元素中生命元素和/或保护物质的浓度、对流层容积元素的体积以及对流层容积元素覆盖的表面部分都会影响碳的吞吐量。加入生命元素和/或保护物质来影响对流层容积元素的参数的可能方法有多种多样。随烟气释放到对流层容积元素中物质的平均分散量、停留时间以及浓度在本发明中都是重要的数值。可以控制的例子如下：

-产生烟气的地方，

-产生烟气的面积大小，

-产生烟气的高度，

-烟气中物质的浓度，

-产生烟气的数量，

-产生烟气的物质组成，

-产生烟气的间隔时间，

-烟气中物质的粒子大小，

-在烟气中气溶胶粒子大小方面，次级粒子大小是最佳测量值，因为其直径对于气溶胶粒子下降速度是一个决定性重要数值。次级粒子由初级粒子凝聚物组成。次级离子直径是烟气中气溶胶浓度的一个函数，而气溶胶浓度本身是燃料中生成气溶胶可燃性物质浓度的一个函数。浓度愈高，烟气含有的次级粒子就愈粗，该粒子在对流层中向下沉降也就愈快。

此类似的调节机制也可以在有关灾难事故活化剂剂量以强化污染尘雾方面使用。此调节机制根据关于经常输入尘雾的毒害物负载的数据资料行事。此毒害物负载，在核发电厂灾难事故中可以根据核燃料熔解辐射温度和/或热对流柱高度，以及其放射性辐射强度而相当确切地估计。根据放射性辐射强度光谱和所使用的核燃料知识，可以推断出排放物中存在的活性成分。这种标准也适用于确定的保护物质负载量。此外，对此可以逐项作出决定，是否全部这些保护物质都要使用，还是仅仅一部分使用。

生命元素含量提高的对流层容积元素，有特别的优点：生命元素可以长时间广泛地分布在海洋或陆地上空。曾作过将铁盐形式的生物元素直接释放到海洋中的试验，但只能使小范围内大量增长浮游植物。

也可以从已用含钛和/或铁的烟气气溶胶处理过的空气中分离出已从密闭建筑物中排放出来的本发明烟气。这种气溶胶在用已知的集尘净化空气处理步骤中和有毒气体的结合后，可在太阳光或人工光源的影响下形成羟游离基。借这种方法可以使用这种烟气来净化含有毒气体的排气或供气。

特别是用本发明的海洋的、以生命元素和保护物质强化的对流层容积元素，可以防止和持续不断的排除人类危机。

个别的作用选择如下：

降低对流层中CO₂含量(促使气候变冷)。

通过本发明的气溶胶的直接作用，反照率增加(促使气候变冷)。

因浮游植物代谢而增加的二甲硫醚排放物形成云雾引起的反照率增加(促使气候变冷)。

通过羟游离基的产生而分解对流层甲烷(促使气候冷却)。

通过羟游离基的产生而分解难分解的物质，如：多氯化联苯，卤化二苯并二喔星和二苯并呋喃，滴滴涕，苯二甲酸酯，多环芳烃。

枯萎的浮游植物沉积物的增加(促使生成作为新生能源来源的油母岩沉积和甲烷水化沉积)。

通过海洋中浮游植物群的增加而增加海洋生态系统中的蛋白质生成(增加蛋白质食物来源)。

毒性影响是否来自本发明以生命元素和/或保护物质强化的对流层容积 元素。

对于生产对流层容积元素添加剂必需的混合氧化物和混合氮化物，全都是无毒的；在使用的浓度中，在肺和消化系统中，也无不利作用；对环境也无毒性作用。至少没有证据证明具有类似结构的天然粒子，如火山气体喷发物中所含的卤化铁、卤化硅和卤化钛在对流层中水解时形成的大量天然颗粒对健康有损害。

许多用含铁的油作燃料的固定家庭供暖装置的运行，同样是无不利作用的。到处都可见到的氧化铁和氧化锰，和作为特别喜爱使用的元素：硅、钛、锆、铁的燃烧产品的各种不同的氧化物、氮化物和氧化氮化物都是无毒的。在相应的硅化合物和钛化合物中迄今为止只有石英变体有害健康。硅、钛、硅烷、钛酸酯和硅酸酯常规燃烧时释放到对流层中的气溶胶是非结晶的；而非结晶的二氧化硅气溶胶也是无毒害作用的。包含在本发明的气溶胶中的钛酸盐、高铁酸盐、锆酸盐、二氧化锆和二氧化铈，在很大程度上具有不规则的非结晶的晶格，它们在化学生物学方面属于惰性物质。在风化的结晶的和火山岩的沙质沉积中和在火山灰渣中，这些元素往往富含在抗风化重矿物中，如：金红石、锐钛矿、板钛矿、钛铁矿、白钛石、锆。因此，这些物质被吸纳到消化系统中时的毒害作用尚不知晓，且预料没有毒害作用。

如果不使用添加了生命元素和/或保护物质的本发明对流层容积元素，因风送超细粉末状气溶胶分化而遭受的天然积存量，由于荒芜化和草原化继续增加，会在全世界增加。许多大陆地带天然风送气溶胶含有晶体复合成分，特别是石英和蛇纹岩，吸入就有害健康。从荒芜地带和冰川积石地带发射的天然超细粉末状气溶胶，往往推进到中欧洲，由于其石英成分而有害健康。特别是，从具有天然蛇纹岩矿藏的干旱地区吹过来的含有蛇纹岩纤维的超细粉末有害健康。

经济数据

特别是，可以大规模低成本地制备钛、硅、磷和铁的有机化合物，以制造燃料和燃料添加剂来产生含有生命元素和/或保护物质的烟气。此外，钛和铁并非地球外壳中缺少的元素，而是属于常见的元素。大陆地球外壳的平均含量，为每公斤地球外壳42g铁和每公斤地壳5g钛。根据德意志联邦共和国1992年统计年鉴，仅仅在美国，1990年的发动机燃料、航空汽油燃料、航空涡轮机燃料，和柴油机燃料的消耗量为约457,000,000吨。假定为适当目的使用此数量约1/5(如：航空交通，船用动力装置)，则当平均附加元素浓度为10^-4份量附加元素时，每1份量燃料可能要生产约10，000吨附加元素。

表1：

作为燃料或燃料添加剂的物质实例，用该燃料或燃料添加剂经过燃烧生产烟气，凭借该烟气将生命元素和/或保护物质加入到对流层容积元素中。

*)性质a)    生命元素

  性质d)    保护物质，生成羟游离基

  性质p)    保护物质，吸着剂

  性质r)    保护物质，减少生物体吸纳放射性碘

  性质s)    保护物质，通过视觉辨认色素以标明来自含毒害物的尘

            雾中的毒性放射性尘埃

表2：a)作为释放到事故毒害物尘雾中的直接添加剂或烟气添加剂的保护物质实例。

b)所使用的烟气实例。

a)加入烟气的保护物质添加剂	b)烟气实例	毒害物尘雾及其放射性尘埃<sup>*</sup>中保护物质的直接和间接性质
			a)氯乙酰苯	b)烟气：煤烟油～甲基碘溶液和二茂铁油溶液分别燃烧产生的150℃烟气，这是含烟尘、碘化氢、和氧化铁(III)的混合气。	p，r，s，u，t
a)乙硫醇	b)烟气：煤烟油燃烧产生的含烟尘的烟气。	p，s，t
			a)吡啶	b)烟气：核燃料熔化反应失控而扬起的气体和气溶胶对流气流。	t

*)性质p)在保护物质上吸着结合。

性质r)最大限度地减少生物体吸纳放射性碘。

性质s)保护物质，通过光学可识别的着色而标明毒性有害物尘雾～放射性尘埃。

性质t)通过气味或滋味以标明空气中有毒的放射性污染和地面上河流中毒害物尘雾和放射性尘埃。

性质u)通过皮肤刺激和/或其他刺激以表明空气中有毒的放射性污染和地面上或河流中毒害物尘雾和放射性尘埃。

表3：烟气中的生命元素和保护物质的例子以及它们对掺杂对流层容积元素的作用。

含生命元素和/或保护物质的物质实例以及包含在其中的有效元素	元素符号	附加的对流层容积元素作用
			焦磷酸磷酸混合物雾磷酸铵	P	a，p
二氧化硅气溶胶氮化硅～氮氧化硅气溶胶	Si，N	a，p
			二氧化钛气溶胶氮化钛～氮氧化钛气溶胶钛硅混合氧化物气溶胶钛硅混合氮氧化物气溶胶钛硅锆混合氧化物气溶胶钛硅锆混合氮氧化物气溶胶	Ti，Si，Zr，N	a，d，s
氧化铁(III)气溶胶	Fe	a，p，s
			铁硅镁混合氧化物气溶胶氮化硅～氮氧化硅气溶胶	Fe，Si，Mg，N	a，p，s
二氧化铈气溶胶	Ce	d
			稀释碘蒸汽稀释碘化氢气含碘的烟尘气溶胶	J，C	a，p，r，s
稀释的二氧化硒气二氧化硒～氧化铁(III)气溶胶含硒的烟尘气溶胶	SeSe，FeSe，C	aa，p，sa，p，s

*)性质a)生命元素。

性质b)保护物质，生成羟游离基。

性质p)保护物质，吸着剂。

性质r)保护物质，最大限度地减少生物体吸纳放射性碘。

性质s)保护物质，通过视觉辨认色素以标明毒害物尘雾和放射性尘埃。

表4：成雾剂的例子，这种成雾剂用作以直接添加剂或烟气添加剂形式释放到灾难事故中产生的毒害物尘雾中。

表5：在由灾难事故发射的毒害物尘雾中转变为尘雾保护物质的物质例子。

Claims (26)

1.一种产生对流层容积元素的方法，所述对流层容积元素具有增加含量的至少一个生命元素和/或至少一个保护物质，其特征是，以可控的方式将烟气加到对流层中，其中所述烟气来自燃烧设备中正在燃烧的可燃物，所述可燃物含添加剂，所述添加剂是生命元素和/或保护物质或它们的前体，从而所述烟气含生命元素和/或保护物质，该生命元素和/或保护物质扩散到对流层中，且其中所述添加剂含有元素形式和/或化合物中的铁和/或钛，所述化合物可溶于油，和/或在金属和/或合金中，所述合金是铁-硅-镁合金，镁-钛合金或铁-铈-钛合金。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧设备设置在可在陆地、海洋或空中移动的车辆中。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所用的可燃物含有选自氢、天然气、液化气、石油、石油精炼物、热解油、可再生物质产生的油或甲醇的一种或多种物质。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述石油精炼物选自：柴油、煤油、轻油、重油、硅油或汽油。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁的化合物选自羰基铁、二茂铁、十甲基二茂铁、油酸铁、脂肪酸铁盐、乙酰丙酮酸铁、硫氰化铁、含铁的N芳杂环或铁硅镁合金。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛的化合物选自二茂钛、四甲基钛、水解稳定的钛酸酯、碳酸钛酸缩合物、乙酰丙酮酸钛、酞菁钛、铁铈钛合金或镁钛合金。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所用可燃物含有二氧化硫前体。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，另外的添加剂是：元素形式的硅和/或铈或其化合物。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对流层容积元素在载有毒害物质的尘雾中产生，其中，

a)所述保护物质是烟灰，通过烟油的不完全燃烧来产生含有烟灰的烟气；

b)所述保护物质是氧化铁，通过燃烧含有有机键中的铁的可燃物来产生含有氧化铁的烟气；

c)所述保护物质是成雾剂，通过焚烧和/或喷射转移到对流层容积元素中；或

d)所述保护物质是碘，通过燃烧含碘的可燃物来产生含碘的烟气。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将水引入到尘雾和/或烟气中。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述尘雾和/或烟气含氨。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述尘雾含气味物质和/或刺激物质。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油是汽油。

14.一种用于燃烧的可燃物，其含添加剂，所述添加剂含有元素形式和/或化合物中的铁和/或钛，所述化合物可溶于油，且浓度为使可燃物适合用于权利要求1-13中任一项所述的方法。

15.如权利要求14所述的可燃物，其特征在于，所述油是汽油。

16.如权利要求14所述的可燃物，其特征在于，所述可燃物用于在内燃机或喷气式发动机内燃烧。

17.对流层容积元素，其具有增加含量的至少一个生命元素和/或至少一个保护物质，所述至少一个生命元素和/或至少一个保护物质均以可控的方式加到所述对流层容积元素中，其中，所述至少一个生命元素和/或至少一个保护物质来自可燃物的燃烧，所述可燃物含添加剂，所述添加剂是生命元素和/或保护物质，且其中，所述添加剂含有元素形式和/或化合物中的铁和/或钛，所述化合物可溶于油，和/或在金属和/或合金中，所述合金是铁-硅-镁合金、镁-钛合金或铁-铈-钛合金。

18.如权利要求17所述的对流层容积元素，其特征在于，所述油是汽油。

19.如权利要求17所述的对流层容积元素，其特征在于，所述铁的化合物选自羰基铁、二茂铁、十甲基二茂铁、油酸铁、脂肪酸铁盐、乙酰丙酮酸铁、硫氰化铁、含铁的N芳杂环或铁硅镁合金。

20.如权利要求17、18或19所述的对流层容积元素，其特征在于，所述钛的化合物选自二茂钛、四甲基钛、水解稳定的钛酸酯、碳酸钛酸缩合物、乙酰丙酮酸钛、酞菁钛、铁铈钛合金或镁钛合金。

21.如权利要求17所述的对流层容积元素，其特征在于，所用的可燃物含有选自氢、天然气、液化气、石油、石油精炼物、热解油、可再生物质产生的油或甲醇的一种或多种物质。

22.如权利要求21所述的对流层容积元素，其特征在于，所述石油精炼物选自：柴油、煤油、轻油、重油、硅油或汽油。

23.对流层容积元素，其为因灾害事故而生成的尘雾，具有增加浓度的至少一个保护物质，其中，所述至少一个保护物质来自可燃物的燃烧，所述可燃物含处于烟气中的作为保护物质前体的添加剂，且其中，所述添加剂或可燃物含有至少一种组分：烟油、有机键中的铁、有机键中的镁、亚磷酸酯、磷酸酯、白磷、磷化镁、磷化钙、二茂钛、四甲基钛、水解稳定的钛酸酯、碳酸钛酸缩合物、乙酰丙酮酸钛、酞菁钛、钛、镁钛合金、羰基铁、二茂铁、十甲基二茂铁、油酸铁、脂肪酸铁盐、乙酰丙酮酸铁、硫氰化铁、含铁的N芳杂环或铁硅镁合金、三环戊二烯合铈、庚二酸铈、乙酰丙酮酸铈、铁铈钛合金、碘甲烷、二碘甲烷、四碘甲烷、碘、煤烟油中碘溶液。

24.一种通过以可控方式使全球或地区对流层容积元素含有生命元素和/或保护物质而实现持续气候稳定的方法，其中生命元素和/或保护物质的量导致所述对流层容积元素的平均分散量、停留时间以及浓度，

其中所述生命元素和/或保护物质至少是氧化键中的铁和/或钛；

其中所述生命元素和/或保护物质通过烟气转移到所述对流层容积元素中，

且其中所述生命元素和/或保护物质的量以及各个分散地点的位置取决于以下一个或多个参数：

·在对流层中不同高度，和在对流层顶上面测得的地区性、半球性、和全球性甲烷含量和二甲基硫醚含量；

·在空气、植被、地面、和水中保护物质和/或生命元素的局部性和半球性含量；

·在对流层容积元素中平均云雾覆盖量；

·在空气和海洋中测量的CO₂含量：在全球和半球中，和在对流层容积元素中，

·在对流层容积元素下面的浮游植物浓度，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中的氧含量，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中浑浊物质的含量，

·在对流层容积元素下方不同深度海水中的沉淀速率，

·研究对流层容积元素下面的生态系统，

·测量对流层中，地面上，和在海洋表面的全球温度。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，通过控制以下一项或多项来实现生命元素和/或保护物质在全球或地区对流层容积元素中的平均分散量、停留时间以及浓度：

-产生烟气的地方，

-产生烟气的面积大小，

-产生烟气的高度，

-烟气中物质的浓度，

-产生烟气的数量，

-产生烟气的物质组成，

-产生烟气的间隔时间，

-烟气中物质的粒子大小。

26.一种方法，通过以可控的方式，使以高度交通和工业排放物为特点的陆地或海岸地带上空的对流层容积元素或隧道、多层停车库、地下停车库中人工照射的对流层容积元素含有保护物质，从而光解甲烷、烟雾、臭氧、硝酸过氧化乙酰酯、氧化氮、一氧化碳、卤代芳烃和硝基芳烃、以及其他不需要的燃烧物和排放物、以及吸收结合致癌的锑和有毒的铅，

其中，所述保护物质至少是氧化键中的铁和/或钛；

其中，所述保护物质通过烟气转移到所述对流层容积元素中，和

通过控制以下一项或多项实现保护物质在容积元素中的平均分散量、停留时间以及浓度：

-产生烟气的地方，

-产生烟气的面积大小，

-产生烟气的高度，

-烟气中物质的浓度，

-产生烟气的数量，

-产生烟气的物质组成，

-产生烟气的间隔时间，

-烟气中物质的粒子大小。

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