Мировые выбросы углекислого газа в прошлом году достигли рекордных значений. Как говорится в докладе Международного энергетического агентства (МЭА), в 2018-м они составили 33 млрд тонн.
“В связи с повышением спроса на энергоресурсы в 2018 году глобальные выбросы CO2, связанные с энергетикой, выросли на 1,7% по сравнению с прошлым годом до исторического максимума в 33,1 Гт CO2, – отмечают авторы исследования. – 85% увеличения выбросов пришлось на Китай, Индию и США, в то время как в Германии, Японии, Мексике, Франции и Великобритании они сократились”.
Значительный рост спроса на энергоресурсы стал “для многих неожиданностью” и еще более затруднил достижение странами целей, связанных с глобальным климатом, заявил в этой связи глава МЭА Фатих Бироль.
“Мы наблюдаем необычайный рост мирового спроса на энергоресурсы, который увеличивается самыми быстрыми темпами в нынешнем десятилетии”, – приводит слова Бирола газета The Financial Times. В то же время, по его мнению, вряд ли можно ожидать таких же темпов роста спроса на энергоресурсы в 2019 году.
Однако выбросы CO2 – это только часть проблемы. Согласно более раннему докладу МЭА, добыча нефти и газа, несмотря на принимаемые нефтекомпаниями активные меры, дает очень значимую часть мировых выбросов метана.
В частности, на деятельность, связанную с добычей, транспортировкой, переработкой и потреблением углеводородов приходится 13% эмиссии метана во всем мире. Утечки происходят на всех этапах производственного цикла, причем мировые нефтегазовые компании пока не в состоянии точно измерить объем этих утечек.
В целом же на деятельность человека приходится 60% глобальной эмиссии метана, остальные 40% – естественной просачивание газа из глубинных слоев почвы, болотные выбросы, продукты жизнедеятельности животных и гниение погибшей растительности.
Любопытно, однако, что американское аэрокосмическое агентство NASA оценивает ситуацию иначе. В начале прошлого года агентство обнародовало результаты нового исследования, согласно которому серьезный рост концентрации метана в атмосфере в последние годы нельзя списывать на скотоводство и испарения растущих «мерзлотных» болот.
Более половины эмиссии этого парникового газа – на совести мировой топливной индустрии. В итоговом докладе, опубликованном в журнале Nature Communications отмечается, что средний объем ежегодных выбросов метана составляет сейчас от 12 до 19 млн тонн в год.
Ранее такой разброс объяснялся колебаниями численности крупного рогатого скота, особенно, коров – одного из основных эмитентов метана, и также постепенным таянием вечной мерзлоты, приводящим к образованию больших болот, насыщенных этим газом.
Однако спутниковые исследования NASA показали, что выбросы метана от производства и использования углеводородов и угля повышаются быстрее, чем ранее считали. Так, например, эмиссия нефтедобывающей промышленности канадской Альберты оказалась на 25-50% выше, чем более ранние оценки.
1 Человек и климат.
2 Введение.
Взаимосвязь между энергопотреблением, экономической деятельностью и поступлением
в атмосферу.Потребление энергии и выбросы углекислого газа.
3 Углерод в природе.
Изотопы углерода.
4 Углерод в атмосфере.
Атмосферный углекислый газ.
Углерод в почве.
5 Прогнозы концентрации углекислого газа в атмосфере на будущее. Основные выводы.
6 Список литературы.
Введение.
Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при котором её влияние на природу приобретает глобальный характер. Природные системы - атмосфера, суша, океан, - а также жизнь на планете в целом подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении последнего столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых составляющих, таких, как двуокись углерода (
), закись азота ( ), метан ( ) и тропосферный озон ( ). Дополнительно в атмосферу поступали и другие газы, не являющиеся естественными компонентами глобальной экосистемы. Главные из них - фторхлоруглеводороды. Эти газовые примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат Земли. Все эти газы в совокупности можно назвать парниковыми.Представление о том, что климат мог меняться в результате выброса в атмосферы двуокиси углерода, появилось не сейчас. Аррениус указал на то, что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации атмосферного
и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В настоящие время мы приблизительно известно, какое количество поступило в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива и изменений в использовании земель (сведения лесов и расширения сельскохозяйственных площадей), и можно связать наблюдаемое увеличение концентрации атмосферного с деятельностью человека.Механизм воздействия
на климат заключается в так называемом парниковом эффекте. В то время как для солнечной коротковолновой радиации прозрачен, уходящую от земной поверхности длинноволновую радиацию этот газ поглощает и излучает поглощённую энергию по всем направлениям. Вследствие этого эффекта увеличение концентрации атмосферного приводит к нагреву поверхности Земли и нижней атмосферы. Продолжающийся рост концентрации в атмосфере может привести к изменению глобального климата, поэтому прогноз будущих концентраций углекислого газа является важной задачей.Поступление углекислого газа в атмосферу
в результате промышленных
выбросов.
Основным антропогенным источником выбросов
является сжигание всевозможных видов углеродосодержащего топлива. В настоящее время экономическое развитие обычно связывается с ростом индустриализации. Исторически сложилось, что подъём экономики зависит от наличия доступных источников энергии и количества сжигаемого ископаемого топлива. Данные о развитии экономики и энергетики для большинства стран за период 1860-1973 гг. Свидетельствуют не только об экономическом росте, но и о росте энергопотребления. Тем не менее одно не является следствием другого. Начиная с 1973 года во многих странах отмечается снижение удельных энергозатрат при росте реальных цен на энергию. Недавнее исследование промышленного использования энергии в США показало, что начиная с 1920 года отношение затрат первичной энергии к экономическому эквиваленту производимых товаров постоянно уменьшалось. Более эффективное использование энергии достигается в результате совершенствования промышленной технологии, транспортных средств и проектирования зданий. Кроме того, в ряде промышленно развитых стран произошли сдвиги в структуре экономики, выразившиеся в переходе от развития сырьевой и перерабатывающей промышленности к расширению отраслей, производящих конечный продукт.Минимальный уровень потребления энергии на душу населения, необходимый в настоящее время для удовлетворения нужд медицины, образования и рекреации, значительно меняется от региона к региону и от страны к стране. Во многих развивающихся странах значительный рост потребления высококачественных видов топлива на душу населения является существенным фактором для достижения более высокого уровня жизни. Сейчас представляется вероятным, что продолжение экономического роста и достижение желаемого уровня жизни не связаны с уровнем энергопотребления на душу населения, однако этот процесс ещё недостаточно изучен.
Можно предположить, что до достижения середины следующего столетия экономика большинства стран сумеет приспособиться к повышенным ценам на энергию, уменьшая потребности в рабочей силе и в других видах ресурсов, а также увеличивая скорость обработки и передачи информации или, возможно, изменяя структуру экономического баланса между производством товаров и предоставлением услуг. Таким образом, от выбора стратегии развития энергетики с той или иной долей использования угля или ядерного топлива в энергетической системе будет непосредственно зависеть скорость промышленных выбросов
.Потребление энергии и выбросы
углекислого газа.
Энергия не производится ради самого производства энергии. В промышленно развитых странах основная часть вырабатываемой энергии приходится на промышленность, транспорт, обогрев и охлаждение зданий. Во многих недавно выполненных исследованиях показано, что современный уровень потребления энергии в промышленно развитых станах может быть существенно снижен за счёт применения энергосберегающих технологий. Было рассчитано, что если бы США перешли, при производстве товаров широкого потребления и в сфере услуг, на наименее энергоёмкие технологии при том же объёме производства, то количество поступающего в атмосферу
уменьшилось бы на 25%. Результирующее уменьшение выбросов в целом по земному шару при этом составило бы 7%. Подобный эффект имел бы место и в других промышленно развитых странах. Дальнейшего снижения скорости поступления в атмосферу можно достичь путём изменения структуры экономики в результате внедрения более эффективных методов производства товаров и усовершенствований в сфере предоставления услуг населению.Углерод в природе.
Среди множества химических элементов, без которых невозможно существование жизни на Земле, углерод является главным.Химические превращения органических веществ связаны со способностью атома углерода образовывать длинные ковалентные цепи и кольца. Биогеохимический цикл углерода, естественно, очень сложный, так как он включает не только функционирование всех форм жизни на Земле, но и перенос неорганических веществ как между различными резервуарами углерода, так и внутри них. Основными резервуарами углерода являются атмосфера, континентальная биомасса, включая почвы, гидросферу с морской биотой и литосферой. В течение последних двух столетий в системе атмосфера - биосфера - гидросфера происходят изменения потоков углерода, интенсивность которых примерно на порядок величины превышает интенсивность геологических процессов переноса этого элемента. По этой причине следует ограничиться анализом взаимодействий в пределах этой системы, включая почвы.
Основные химические соединения и реакции.
Известно более миллиона углеродных соединений, тысячи из которых участвуют в биологических процессах. Атомы углерода могут находиться в одном из девяти возможных состояний окисления: от +IV до -IV. Наиболее распространённое явление - это полное окисление, т.е. +IV, примерами таких соединений могут служить
и . Более 99% углерода в атмосфере содержится в виде углекислого газа. Около 97% углерода в океанах существует в растворённой форме ( . Элементарный углерод присутствует в атмосфере в малых количествах в виде графита и алмаза, а в почве - в форме древесного угля. Ассимиляция углерода в процессе фотосинтеза приводит к образованию восстановленного углерода, который присутствует в биоте, мёртвом органическом веществе почвы, в верхних слоях осадочных пород в виде угля, нефти и газа, захоронённых на больших глубинах, и в литосфере - в виде рассеянного недоокисленного углерода. Некоторые газообразные соединения, содержащие недоокисленный углерод , в частности метан, поступают в атмосферу при восстановлении веществ, происходящем в анаэробных процессах. Хотя при бактериальном разложении образуется несколько различных газообразных соединений, они быстро окисляются, и можно считать, что в систему поступает . Исключением является метан, поскольку он также влияет на парниковый эффект. В океанах содержится значительное количество растворённых соединений органического углерода, процессы окисления которых до известны ещё недостаточно хорошо.Закончился 2018 год и по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований в начале 2019 года средний уровень углекислого газа в атмосфере земли находится на уровне 409 ppm.
На графике показана среднесуточная концентрация CO 2 в четырех базовых обсерваториях Отдела глобального мониторинга; Барроу, Аляска (синим цветом ), Мауна-Лоа, Гавайи (красным цветом ), Американское Самоа (зеленым цветом ) и Южный полюс Антарктиды (желтым цветом ). Толстая черная линия представляет среднее значение сглаженных, не сезонных кривых для каждой записи. Эта линия тренда является очень хорошей оценкой глобальных средних уровней CO 2 . Тренд графика является восходящим, а это значит, что в 2019 году мы увидим новую вершину значений концентрации диоксида углерода на планете.
Итоги 2018 по диоксиду углерода
Сайт Global Carbon Budget (Глобальный углеродный бюджет) сделал инфографики оборота CO 2 в атмосфере земли на конец 2018 года.
Согласно предоставленной информации глобальные выбросы CO 2 в 2018 году составили порядка 37,1 Гигатонн диоксида углерода. Это приблизительно на 2,7% больше чем в прошлом году. Есть небольшая вариативность значений от 1,8% до 3,7%, связанна она со сложными подсчетами глобального оборота углекислоты в атмосфере земли.
Какие страны выбрасывают больше всего CO 2 ?
Стоит заметить существенную тенденцию к увеличению выбросов, начиная с 1960 года. Более детально были рассмотрены . Мы же с вами рассмотрим список основных стран — поставщиков этого газа в воздух нашей планеты.
В 1960 году, как и следовало ожидать, лидирующие позиции занимали США, Россия и Германия. Здесь есть небольшой нюанс – указана только Россия без стран, которые входили в состав СНГ, например Украина и Казахстан. Далее на 4 месте шел Китай, потом страны Европы, Востока и т.д. Количество выбросов в 1960 год составило порядка 9411 Мегатонн (9,4 Гт)
В 2017 году ситуация кардинально поменялась, в лидеры вырвался Китай со своей промышленностью.
Китай – это дешевая рабочая сила. Многие корпорации осуществили перевод своих производственных мощностей в эту страну, дополнительно решив проблему налогов на выбросы. Да и сам Китай за последнее время очень сильно поднялся в плане производства и торговли с другими странами.
2 и 3 места занимают США и Индия соответственно. Последняя страна догнала почти Китай по количеству населения, также дешевая рабочая сила привлекает туда инвесторов со своим производством. 4 место занимает Россия, после нее Япония, затем Германия и т.д. Количество выбросов возросло до 36153 Мегатонн (36,1 Гт).
Куда девается CO 2 , когда попадает в атмосферу?
Ответ сам по себе очевиден читателю этого сайта, он остается в атмосфере земли и накапливается в ней,
Выбросы от сжигания угля, газа и нефти составляют приблизительно 34 Гт CO 2 в год. Прибавляем сюда лесные пожары, вырубку лесов и создание пастбищ, получаем еще 5 Гт CO 2 . Очень странно смотреть теперь на вулканические выбросы, которые составляют всего лишь 500 Мт (0,5Гт) диоксида углерода, в расчетах мы их не учитываем из-за непостоянства. За годовой период растения на суше поглощают 12 Гт, океан же немного меньше – 9 Гт. Еще 700 Мегатонн уходит на углеродные циклы над водой и сушей, в итоге получаем прибавку в углекислом газе на +17,3 Гт в год. Тенденция идет к увеличению, никто не собирается заключать договоры на ограничение выбросов газа.
Заключение
В заключение предлагаю посмотреть на видео, как менялось значение диоксида углерода в течение 800.000 лет, сначала авторы из NOAA сделали записи по приборам. При обратной обмотке графика для определения содержания углекислоты в воздухе использовались данные, полученные из кернов-образцов льда, взятых в Антарктике.
Глобальное потепление вызвано выбросами CO2 в атмосферу. Замена автомашин на электромобили нужна здесь и сейчас. В изменениях климата виновата промышленность в развитых странах. За громом пропагандистских барабанов политиков и активистов "зеленых" движений почти не слышен спокойный голос специалистов, многие из которых полагают: дело не только и не столько в выхлопных газах. Возможно, все намного проще — и одновременно сложнее.
В середине октября этого года Национальное агентство по аэронавтике и изучению космического пространства США (NASA) опубликовало очередные материалы , посвященные анализу результатов, полученных научно-исследовательским спутником OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory).
Эта космическая лаборатория вооружена спектрометрами высокого разрешения, которые позволяют оценивать содержание углекислого газа в атмосфере. Лаборатория изучает отражение солнечного света от поверхности Земли, и в том числе — так называемую солнечно-индуцированную флуоресценцию хлорофилла в растениях, связанную с процессом фотосинтеза. Это первая лаборатория, которая позволила узнать содержание углекислоты на огромном пространстве в режиме "здесь и сейчас", а также оценить поглощающую активность наземной растительности.
Зеленая Европа и "углекислая" Индонезия и Африка
Лаборатория была запущена летом 2014 года, и уже в декабре NASA представило первые карты распределения углекислого газа во всемирном масштабе (в период с 1 октября по 17 ноября) и активности растительности (с августа по октябрь). И если снижение активности растений в Северном полушарии в это время и активизация в Южном были ожидаемыми, то распределение мест с наиболее высокой концентрацией СО2 стало сюрпризом. Оказалось что его больше всего над Индонезией, южной частью Африки и Бразилией — то есть над местами, которые никак нельзя называть промышленными центрами. Среди промышленных центров более всего выделялся юго-восток Китая и восточное и западное побережье США (в значительно меньшей степени). Европа оказалась в "зеленой зоне".
Причину столь масштабных выбросов специалисты увидели в сезонных сжиганиях растительности местными жителями и сопутствующих этому пожарах. Однако могли быть и другие причины, например, засухи. Рост растений при засухе прекращается, а значит прекращается и поглощение углекислоты из атмосферы в результате фотосинтеза. Стало ясно, что контроль за выбросами углекислого газа в развитых странах Северного полушария дело нужное — но на планете есть и другие силы, которые могут свести на нет все наши старания.
Кому беда — кому еда
К осени 2015 года стало ясно, что природа имеет свои виды на динамику углекислого газа в атмосфере. Если весной в Северном полушарии практически повсеместно содержание углекислого газа в воздухе превышало 400 ppm (то есть 400 частей на миллион), то уже к лету, по мере того как стали активно развиваться растения на суше и фитопланктон в морях, его содержание стало заметно падать .
Особенно это падение заметно над пространствами южной части Восточной Европы, Украиной, южной частью России, Сибирью, Казахстаном и северной частью Китая. Растительность Италии и Греции в то лето тоже постаралась "поесть вволю" углекислого газа, а вот испанская и французская не оправдали ожиданий. Впрочем, леса и травы Балтийских стран, как и Скандинавских тоже были не вполне активны.
Тем не менее, исследования показали, что нельзя отмахиваться от доводов тех, кто говорит о важности учета поглощения растениями углекислого газа, и о естественных процессах его выделения. Тем более, что растительность планеты может приспособиться к скачкам концентрации CO2 в атмосфере.
Этот сложный баланс
Растительный мир, от микроскопического фитопланктона до грандиозных дубов, секвой и баобабов так же активен, как мир животных. Растения и питаются, и дышат. Как и животные, они вдыхают воздух, а выдыхают углекислый газ. Но на радость всем животным и человеку, для питания, и строительства своих тел им нужен тот же углекислый газ, вода и солнечный свет. А вот кислород для них в этом случае — излишек, отход жизнедеятельности.
Как и все живое, растения умирают и разлагаются на простые молекулы. В атмосферу при этом выделяется метан (СН4) и углекислый газ (СО2). Если мы сожжем траву или древесину — то снова освободим очередную порцию углекислого газа.
Долгое время считалось, что при повышении средней температуры растения в процессе дыхания будут испытывать стресс. В результате количество выброшенного в атмосферу углекислого газа заметно возрастет. Однако исследования показали , что в реальности, при повышении средней температуры на 6 градусов растения будут выбрасывать в пять раз меньше углекислоты чем рассчитывалось ранее.
Это очень существенные цифры, поскольку растения на нашей планете выдыхают в атмосферу в шесть раз больше углекислого газа, чем выбрасывает человечество, сжигая ископаемое топливо.
Сила "малыша" Эль-Ниньо
Однако на заре развития жизни, в палеозое, содержание углекислого газа в атмосфере было неизмеримо выше — как минимум в десять раз . Одна из причин — отсутствие на суше растительности. И, кстати, именно в девонском и каменноугольном периодах, когда растительность вышла на сушу и стала бурно размножаться, содержание СО2 в атмосфере стало стремительно падать. Уголь сегодня — это углекислый газ каменноугольного периода, связанный растениями более 300 млн. лет назад.
Судя по имеющимся материалам, циклическое течение Эль-Ниньо, периодически усиливающееся и ослабевающее в Тихом океане у берегов Южной Америки, привело к изменению погодных условий в экваториальной зоне планеты. В Индонезии были засухи и сильнейшие пожары, в Бразилии — засуха, прекращение фотосинтеза, и пожары, а в Африке — как раз дожди и массовое гниение растений, что также сопровождается выбросами углекислого газа в атмосферу.
Во времена динозавров юрского периода содержание углекислого газа было на уровне 1500-2000 ppm. И это тоже было время богатой, процветающей жизни. Так стоит ли бояться увеличения уровня СО2 в атмосфере, если углекислый газ — это необходимый продукт для питания всего растущего на Земле?
Электромобили? Деревья!
Все это приводит нас к одному выводу: взаимосвязи процессов на планете гораздо сложнее, чем это представлялось ранее. Если нас беспокоит увеличение содержания CO2 в атмосфере, то, возможно, директивный переход на электромобили (даешь электроавтомизацию до 2030 года!) — не самое эффективное решение. Может быть, нужно остановить безудержную рубку деревьев по всему миру. Ведь деревья — это и есть связанный углекислый газ. Большая часть жителей нашей планеты живет в бедности, и до сих пор потребление керосина в качестве горючего для ламп соизмеримо с количеством авиакеросина, которое потребляет вся гражданская авиация США. Может быть, надо учить людей обходиться без сжигания травы, вырубки леса? Снабжать их лампами с солнечными батарейками?
В мире около миллиарда автомобилей, добавьте к ним двигатели судов, поездов и самолетов. Реально ли все это перевести на электрическую тягу в обозримом будущем? Или стоит сосредоточиться на адаптации к реальным климатическим изменениям? Спасут ли нас от повышения уровня моря и суровых дождей ветряки и солнечные батареи, или нужно копать канавы и строить дамбы? А может, пора подумать о переселении повыше? Сегодня эти вопросы уже выходят за рамки научных дискуссий и приобретают вполне практический смысл.
Углекислый газ выполняет важную функцию в атмосфере Земли. Он вовлечен в процессы появления и разложения всех живых организмов и образования органических соединений из неорганических.
В биосфере СО 2 поддерживает процесс фотосинтеза, который образовывает растительный мир суши и поверхности океана.
Совместно с молекулами воды, метана и озона он формирует « ».
Диоксид углерода — это парниковый газ, который в воздухе воздействует на теплообмен земли и является ключевым элементом в формировании земного климата.
На сегодняшний день прослеживается повышение концентрации двуокиси углерода в атмосфере из-за появления новых искусственных и естественных его источников. Это значит, что климат планеты будет меняться.
Большая часть диоксида углерода планеты естественного происхождения. Но также источниками СО 2 являются промышленные предприятия и транспорт, которые обеспечивают выброс в атмосферу углекислого газа искусственного происхождения.
Природные источники
При перегнивании деревьев и травы каждый год выделяется 220 миллиардов тонн углекислого газа. Океанами выделяется 330 миллиардов тонн. Пожары, которые образовались в связи с природными факторами приводят к выбросу СО 2 , равному по количеству антропогенной эмиссии.
Естественными источниками углекислоты являются:
- Дыхание флоры и фауны. Растения и животные поглощают и вырабатывают СО 2 , так устроено их дыхание.
- Извержение вулканов. Вулканические газы содержат двуокись углерода. В тех регионах, где есть активные вулканы, углекислый газ способен выходить из земных трещин и разломов.
- Разложение органических элементов. Когда органические элементы горят и перегнивают появляется СО 2 .
Диоксид углерода хранится в углеродных комбинациях: угле, торфе, нефти, известняке. В качестве резервных хранилищ можно назвать океаны, в которых содержатся большие резервы углекислоты и вечную мерзлоту. Однако, вечная мерзлота начинает таять, это можно заметить по уменьшению снежных шапок самых высоких гор мира. При разложении органики наблюдается рост выделения в атмосферу углекислого газа. В результате чего хранилище преобразуется в источник.
Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это в основном вечная мерзлота. В ней содержится много органического вещества. Из-за нагрева арктических регионов вечная мерзлота тает и происходит гниение ее содержимого.
Антропогенные источники
Главными искусственными источниками CO 2 считаются:
- Выбросы предприятий, которые происходят в процессе сгорания. Результатом является .
- Транспорт.
- Превращение хозяйственных земель из лесов в пастбища и пахотные земли.
В мире растет количество экологических машин, но их процент по отношению к машинам внутреннего сгорания очень мал. Стоимость электрокаров выше обычных машин, поэтому многие не имеют финансовой возможности приобрести такой вид транспорта.
Интенсивное сокращение лесов для промышленности и сельского хозяйства относится к антропогенным источникам CO 2 не в прямом смысле. Деятельность по уменьшению лесных массивов является причиной неучастия диоксида углерода в процессе фотосинтеза. Что приводит к его накоплению в атмосфере.
Поглотители двуокиси углерода
Поглотителями называют любые искусственные или природные системы, которые впитывают из воздуха углекислый газ. Поглотитель — это структура, которая вбирает из воздуха больше CO 2 чем выбрасывает в него.
Природные поглотители
Леса способны воздействовать на количество двуокиси углерода в воздухе. Они могут быть и поглотителями, и источниками выбросов параллельно (при вырубке). Когда деревья увеличиваются, а лес растет, то углекислый газ поглощается. Данный процесс считается основой развития биомассы. Выходит, что прогрессирующий лес выступает поглотителем.
Лес северного полушария
При сжигании и уничтожении леса основная доля накопленного углерода опять преобразуется в углекислый газ. В итоге лес снова является источником СО 2 .
Фитопланктон также является поглотителем углекислого газа на земле. При этом большая часть поглощенного углерода, передаваясь по пищевой цепочке, остается в океане.
Искусственные поглотители
Самыми известными поглотителями СО 2 считаются: раствор едкого калия, натронная известь и асбест, едкий натр.
Эти соединения при , преобразовывая ее в другие соединения. Существуют установки, которые улавливают углекислый газ из выбросов электростанций и преобразуют его в жидкое или твердое состояние с последующим применением в промышленности. Производятся испытания закачки углекислого газа, растворенного в воде, в базальтовые породы под землей. В процессе реакции образуется твердый минерал.
Станция закачки углекислого газа под землю
Взаимодействие с океаном
В океанах углекислота по наличию превышает атмосферное содержание, если пересчитать на углерод, то выйдет примерно 36 триллионов тонн. находится в виде гидрокарбонатов и карбонатов. Эти соединения образуются в процессе химических реакций между подводными скальными породами, водой и двуокисью углерода. Реакции эти обратимы, они вызывают образование известняковых и других карбонатных пород с высвобождением половины гидрокарбонатов в виде диоксида углерода.
Круговорот углекислого газа в океане
Протекая сотни миллионов лет, этот круговорот реакций привёл к связыванию в карбонатных породах большей части диоксида углерода из атмосферы Земли. По итогу большинство двуокиси углерода, полученной в результате интенсивных выбросов углекислого газа в атмосферу человеком, будет растворено в океанах. Но скорость, с которой будет протекать этот процесс в дальнейшем, остается неизвестной.
Наличие фитопланктона на поверхности океанов помогает поглощать СО 2 из воздуха в океан. Некоторое количество углекислого газа фитопланктон поглощает при , приобретая энергию и источник для развития клеток. Когда он погибает и спускается на дно, углерод остается с ним.
Взаимодействие с землей
Углекислый газ воздуха на генетическом уровне взаимосвязан с землей. Постоянно протекающие почвенные движения увеличивают резервы СО 2 в воздухе, где он используется растениями на образование органических элементов. Углекислота выполняет важную функцию в формировании и проветривании почвы. Он принимает участие в разрушении основных минералов, увеличении растворяемости, перемещении карбонатов и фосфатов.
Значительная доля диоксида углерода грунтового воздуха появляется в результате деятельности почвенных организмов, во время распада и окисления органического элемента. До 1/3 части СО 2 вырабатывается корнями высоких растений. Также происходит поступление углекислого газа с газами ювенильного и вадозного происхождения из глубочайших шаров земли. В почвах, сформированных на известковых породах, СО 2 способен выступать продуктом разрушения углекислого кальция почвенными кислотами.
СО 2 грунтового воздуха имеет огромную биологическую значимость. Ее излишек (больше 1%) подавляет проращивание семян и рост корневой системы. Если убрать углекислоту все равно ее кратковременный излишек приведет к медленному росту семян.
В почвах с большим содержанием органического вещества концентрация СО 2 летом и весной увеличивается до 3-9 %. Черноземные грунты вырабатывают от 2 до 6 кг углекислого газа на протяжении 24 часов. В почвенном воздухе на глубине 75-150 см в два раза больше содержание СО 2 нежели в верхних слоях. В теплые времена содержание СО 2 в почвенном воздухе в два раз больше чем в зимний период. Объяснить это можно увеличением активности организмов в грунте.
Необходимо понимать, что многочисленные способы земледелия приводят к повышению концентрации углекислоты в грунте. Среди них можно выделить:
- органические удобрения;
- травосеяние;
- сжатие катками.
Безусловно, не стоит говорить, что плодородность и качество земли зависит исключительно от углекислоты, есть и другие факторы, влияющие на это.
Чтобы регулировать динамику СО2 в почве и увеличивать его содержание до требуемого количества для извлечения хорошего урожая необходимо:
- активировать жизненные процессы в грунте при помощи аэрации;
- осуществлять правильное травосеяние для того чтобы поддерживался и обновлялся резерв органического вещества;
- делать сидерацию и вносить органические удобрения.
Заключение
Несомненно, что без углекислого газа существование на нашей Земле кардинально отличалось бы. Он вовлечен в важнейшие биологические, химические, геологические и климатические процессы. О них важно знать для объяснения многих явлений, происходящих вокруг нас.
