Углерод в чем содержится: Углерод в природе — Справочник химика 21

Углерод в природе — Справочник химика 21

    Чистый углерод в природе встречается в виде простых тел — алмаза и графита. Громадные количества углерода содержатся в каменном угле, нефти, торфе, дровах п т. д. [c.431]

    Карбоксильная группа может быть присоединена к углеводородной цепочке любой длины. Однако почти во всех таких соединениях, встречающихся в природе, общее число атомов углерода оказывается четным. Например, в молекуле уксусной кислоты — два атома углерода. Есть карбоновые соединения с четырьмя, шестью, восемью и так далее атомами углерода, их может быть больше двадцати. А аналогичных соединений с нечетным числом атомов углерода в природе почти не бывает. [c.157]

    Оксид углерода (IV) — конечный продукт дыхания растений и животных, а также процессов горения, гниения и брожения. Образование СО2 — одна из стадий круговорота углерода в природе. [c.134]

    Спор можно разрешить,— пишет он,— если проследить круговорот углерода в природе. Одним из первых, кто предпринял успешную попытку представить глобальный процесс круговорота углерода в природе, был В. И. Вернадский. Он считал, что углерод и его соединения, которые участвуют в строении нефти, газа, каменного угля и других пород, являются частью глобальной геохимической системы круговорота в земной коре…  

[c.29]

    Выброс в атмосферу больших количеств углекислого газа нарушает круговорот углерода в природе — переход его органических соединений в неорганические и наоборот. За счет фотосинтеза  [c.217]

    Таков широкий взгляд на круговорот углерода в природе. Он должен примирить органиков и неоргаников. В самом деле органики считают, что углерод при образовании нефти обязательно должен пройти через живой организм. И это, скорее всего, действительно так. Исследования, выполненные межпланетными автоматическими станциями, показывают, что на Венере и Марсе достаточное количество оксида и диоксида углерода, а вот углеводородных газов не обнаружено — по всей вероятности потому, что на этих планетах отсутствует биосфера и земной цикл превращения углерода в углеводороды там невозможен.

 [c.30]

    В табл. 16 даны их названия и указано нахождение в природе. Из кислот, содержащих больше 10 атомов углерода, в природе встречаются преимущественно, если не исключительно, кислоты с четным числом атомов углерода. [c.252]

    Микроорганизмы используют углерод различных соединений для построения своего тела, поэтому они являются активными участниками превращения углеродистых соединений в природе. Это можно проследить по схеме круговорота углерода в природе (рис. 83). [c.264]

    Углерод в природе. Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде многочисленных соединений. Свободный углерод встречается в виде алмаза и графита. Алмазы образуют отдельные кристаллы или небольшого размера сростки, масса которых обычно колеблется от тысячных до десятых долей грамма. Самый большой из найденных алмазов весил 621,2 г. Кристаллы нередко имеют окраску, обусловленную п]л.месями. Крупнейшие месторождения алмазов имеются в Африке (Заир, Р), в Бразилии, в Индии. 

[c.404]

    Круговорот углерода в природе [c.171]

    Формы распространения углерода в природе многообразны. Наибольшее количество углерода (приблизительно 99%) содержится в минералах — в основном в виде карбонатов кальция и магния. Они образуют мощные толщи горных пород (известняки, мраморы, доломиты и др.). Углерод входит в состав ископаемых углей, нефти, природного газа, торфа, древесины. [c.83]

    Углерод в природе встречается как в соединениях, так и в свободном состоянии (алмаз, графит, различные угли). Природный углерод как элемент состоит из двух изотопов (98,99%) и С — (1,11%)- Кроме того, существует радиоактивный изотоп С , который широко используется в научных исследованиях (см. 10, гл. И). 

[c.309]

    ИЗ более сложных соединений углерода. В природе он постоянно образуется при разложении органических веществ без доступа воздуха (например, в болотах). Рн часто содержится в природных газах и обычно входит в состав искусственно получаемого светильного газа. [c.498]

    Химическая энергия — основная форма энергии, воспринимаемая живыми организмами без ее восприятия невозможна жизнь. Главная роль растительного мира заключается в накоплении этой энергии и поддержании баланса углерода в природе. Сами растения — сложный комплекс органических соединений, основой которого являются высокомолекулярные углеводы. [c.13]

    Нахождение углерода в природе. В природе углерод встречается в свободном состоян в виде алмаза и графита, в соединениях — в виде каменного и бурого углей и нефти. В воздухе содержится в двуокиси углерода. Входит в состав природных карбонатов известняка, мрамора, мела СаСОз, магнезита М СОв, доломита М С0з СаС0а. Являет- 

[c.254]

    Растения поглощают на свету оксид углерода (IV). Процесс усвоения этого оксида, воды и минеральных солей под действием солнечной энергии с образованием углеводов, белков и жиров называется фотосинтезом. Ежегодно мировая флора потребляет около 10 кг углерода. В то же время углекислый газ непрерывно пополняет атмосферу за счет жизнедеятельности животных и растений, промышленной деятельности человека, процессов разложения органических соединений и вулканической активности. В результате происходит постоянный круговорот углерода в природе. [c.131]

    Ежегодно растения извлекают из атмосферы около 17 млрд. т углерода. В растениях синтезируются углеводы — глюкоза, крахмал, клетчатка и другие вещества, которые служат пищей человеку и животным. Помимо фотосинтеза постоянно протекают реакции связывания оксида углерода (IV) в карбонаты и гндрокарбонаты. Так выглядит круговорот углерода в природе. Кратко схему круговорота углерода можно показать так  

[c.136]

    Перечислите известные вам источники образования двуокиси углерода в природе, быту и промышленности. [c.97]

    Рнс, 36, Круговорот углерода в природе [c. 100]

    В кристаллической решетке графита каждый атом углерода связан только с тремя соседними атомами. Эта связь осуществляется тремя электронами, находящимися на 5р -гибридных орбиталях. Четвертый же электрон у каждого атома углерода не локализован, что и обусловливает хорошую электрическую проводимость графита. Существование аллотропических модификаций углерода в природе находится в соответствии с гибридными состояниями углерода и 

[c.346]

    КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА В ПРИРОДЕ [c.176]

    Такое многообразие процессов обеспечивает постоянный круговорот углерода в природе. [c.176]

    Составьте схему круговорота углерода в природе. [c.176]

    Кроме разложения клетчатки внимание ученых привлекло и разложение дру1их стойких органических соединений, Среди них наиболее важное значение для круговорота углерода в природе имеют углеводороды, жиры и близкие к ним соединения. Много внимания изучению процесса разложения соединений, содержащих углерод, было уделено русским исследователем В. О. Таусоном. Ему удалось выделить бактерии, которые разлагают углеводороды нефти бензин, керосин, различные парафины, а также бензол, ксилол, кумол, фенантрен и др. Все эти соединения оказались хорошими источниками углерода для многих групп бактерий. [c.242]

    По новой системе за единицу атомной массы была принята /12 массы атома углерода С — углеродная единица (у. е.). Атомная масса углерода (в природе углерод состоит из 98,9% и 1,1% С ) по этой шкале равна 12,01115 0,00005. Все прежние химические ато.мные массы больше новых в 1,000037 раза, а физические—в 1,0003 раза. Хотя эти изменения и малы, в некоторых случаях их нужно учитывать. Так, номя атомная масса серебра равна 107,87 у. е. вместо прежней 107,88 к. е. 

[c.10]

    Формы нахождения углерода в природе многообразны. Кроме тканей живых организмов и продуктов их разрушения (каменный угоаь, нефть и т. д.), он входит в состав многих минералов, имеющих большей частью общую формулу МСОз, где М — двухвалентный металл. Наиболее распространенным из таких минералов является кальцит (СаСОз), образующий Иногда громадные скопления на отдельных участках земной поверхности. Атмосфера содержит углерод в виде углекислого газа (СОг), который в растворенном состоянии находится также во всех природных водах, »  

[c.492]

    В условиях земного шара непрерывно протекают разнообразные взаимные превращения низко- и высокомолекулярных соединений. Одним из важнейших примеров таких взаимных превращений может служить рассмотренный вкше круговорот углерода в природе. Чередование процессов образования и распада высокомолекулярных соединений является чрезвычайно важной и специфической особенностью конкретного выражения химического движения материи в температурных условиях земного шара. При более высоких температурах, например в массе остывающих звезд, должны преобладать взаимные превращения атомов и простейших молекул или процессы, в которых наиболее сложными частицами будут свободные атомы. [c.17]

    Подобно другим элементам, атомы углерода в природе не удерживаются постоянно в одном и том же соединении, а переходят из одних веществ в другие (рис. 36). Эти изменения замыкаются во взаимно переплетающиеся циклы. Исходя из какого-либо соединения углерода, например из двуокиси углерода, и прослеживая его химические превращения, мы вновь возвращаемся к исходному соединению — к двуокиси углерода. Поэтому мы и говорим о циклах. Главнейщий из них — это превращение соединений углерода, совершающееся при участии Ж нвых организмов. 

[c.100]

    Аллотропическое видоизменение углерода (простое вещество), отвечающее возможному хр-гибрндному состоянию углерода, в природе не найдено, оно выделено советскими учеными В. В. Корша- [c.346]

---

Углерод. Аллотропия углерода — урок. Химия, 8–9 класс.

Химический элемент

Углерод — химический элемент № \(6\). Он расположен в IVА группе Периодической системы.

 

C6+6)2e)4e

 

На внешнем слое атома углерода содержатся четыре валентных электрона, и до его завершения не хватает четырёх электронов. Поэтому в соединениях с металлами углероду характерна степень окисления \(–4\), а при взаимодействии с более электроотрицательными неметаллами он проявляет положительные степени окисления: \( +2\) или \(+4\).

 

В природе углерод встречается как в виде простых веществ, так и в виде соединений. В воздухе содержится углекислый газ. В земной коре распространены карбонаты (например, CaCO3 образует мел, мрамор, известняк). Горючие ископаемые (уголь, торф, нефть, природный газ) состоят из органических соединений, главным элементом которых является углерод. 

 

Углерод относится к жизненно важным элементам, так как входит в состав молекул всех органических веществ.

Простые вещества

Углерод образует несколько аллотропных видоизменений, из которых наиболее известны алмаз и графит.

 

Алмаз имеет атомную кристаллическую решётку. Каждый атом углерода в алмазе связан четырьмя прочными ковалентными связями с соседними атомами, расположенными в вершинах тетраэдра.

 

 

Благодаря такому строению алмаз — самое твёрдое из известных природных веществ. Все четыре валентных электрона каждого атома углерода участвуют в образовании связей, поэтому алмаз не проводит электрический ток. Это бесцветное прозрачное кристаллическое вещество, хорошо преломляющее свет.

 

 

Графит тоже имеет атомную кристаллическую решётку, но устроена она иначе. Решётка графита слоистая. Каждый атом углерода соединён прочными ковалентными связями с тремя соседними атомами. Образуются плоские слои из шестиугольников, которые между собой связаны слабо. Один валентный электрон у атома углерода остаётся свободным.

 

 

Графит представляет собой тёмно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь. В отличие от алмаза графит непрозрачный, проводит электрический ток и оставляет серый след на бумаге. У графита очень высокая температура плавления (\(3700\) °С).

 

 

Алмаз и графит взаимопревращаемы. При сильном нагревании без доступа воздуха алмаз чернеет и превращается в графит. Графит можно превратить в алмаз при высокой температуре и большом давлении.

 

Из мельчайших частиц графита состоят сажа, древесный уголь и кокс. Сажа образуется при неполном сгорании топлива. Древесный уголь получают при нагревании древесины без доступа воздуха, а кокс — переработкой каменного угля.

 

Древесный уголь имеет пористое строение и обладает способностью поглощать газы и растворённые вещества. Такое свойство называется адсорбцией.

 

Химические свойства

Аллотропные модификации углерода в химических реакциях могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства. Окислительные свойства углерода выражены слабее, чем у других неметаллов второго периода (азота, кислорода и фтора).

• Взаимодействие с металлами.

Углерод реагирует с металлами при высокой температуре с образованием карбидов:

 

4Al0+3C0=tAl+34C−43.

 

В этой реакции углерод выступает как окислитель.

• Взаимодействие с водородом.

Реакция происходит при сильном нагревании. Образуется метан.  Углерод — окислитель.

 

C0+2H02=tC−4H+14.

• Взаимодействие с кислородом.

Углерод горит в кислороде с образованием углекислого газа и проявляет в этой реакции восстановительные свойства:

 

C0+O02=tC+4O−22.

• Взаимодействие с оксидами металлов.

Углерод способен восстанавливать металлы из их оксидов:

 

2Cu+2O+C0=t2Cu0+C+4O2. 

Применение простых веществ

 Алмаз применяется:

• для обработки твёрдых поверхностей;
• для резки стекла;
• для изготовления буров и свёрл;
• для изготовления ювелирных украшений.

Графит используется:

• при изготовлении карандашей;
• как твёрдая смазка в подшипниках;
• для изготовления электродов;
• в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах;
• для получения искусственных алмазов.

Сажа:

• входит в состав типографской краски, крема для обуви;
• используется как наполнитель для производства резины.

Уголь используется:

• в противогазах, промышленных и бытовых фильтрах;
• для очистки сахарного сиропа, спирта и т. д.;
• в медицине.

Кокс применяется в металлургической промышленности.

Углерод в природе; его опасность и сферы применения

В природе углерода не так уж и много, но он есть везде: в воздухе (углекислый газ и угарный газ), растворен в океанах и реках, залегает в ископаемых породах в земле, содержится в каждой клетке растения, животного, человека. Существует круговорот углерода в природе:
— углекислый газ выделяется в атмосферу с вулканическими газами, из горячих источников, из поверхностных слоев рек и океанов, при сгорании топлив, при дыхании растений и животных;

— в тоже время, углекислый газ поглощается растениями, переходит в организм животных и людей, а после их смерти возвращается в почву.

В чистом виде и в значимых количествах углерод встречается только в виде алмазов и графитов. Но он — составная часть ископаемого топлива (уголь, нефть, газ, сланцы), торфа, битумов, природных минералов (мел, известняк, доломиты, карбонаты).

Токсическое действие

При разработках угольных месторождений, при сжигании топлив, в процессе деятельности человека в воздух поступает большое количество аэрозолей углерода, попадающих в органы дыхания человека и животных. Регулярное вдыхание аэрозолей с высокой концентрацией углерода приводят к таким заболеваниям, как пылевой бронхит, антракоз. На всех производствах, связанных с углеродными аэрозолями и пылью, обязательно нормируется ПДК содержания алмазов, кокса, угля, углеродной пыли, сажи и др. Работники обязательно должны использовать средства защиты органов дыхания при работе с ними.

Угарный газ и углекислый газ обладают токсическим действием, превышение ПДК этих газов в воздухе может вызвать летальный исход. Поэтому в закрытых помещениях большое внимание должно уделяться поглощению и удалению из воздуха углекислоты, выделяемой при дыхании.

Токсическим действием обладает радиоактивный изотоп С-14. Встраиваясь в молекулы белков, особенно в ДНК и РНК, он может оказывать мутагенное воздействие, поэтому для него тоже установлены ПДК содержания в воздухе рабочего помещения.

Применение

Нет ни одной области промышленности, в которой в той или иной степени не использовался бы углерод. Расскажем об основных сферах его использования:

• Основные виды ископаемого топлива на земле: нефть, уголь и газ — это соединения углерода. Они нужны для получения тепла, энергии, огромного количества химических материалов.
• В сельском хозяйстве, в медицине, энергетике, в ядерной отрасли.
• В промышленной индустрии очень востребованы карбонаты.
• Графит используется при изготовлении карандашей, электродов, высокотемпературных и низкотемпературных смазок, красителей; тиглей для металлических заготовок, углепластиков, углеродных волокон, стеклоуглерода и других углеграфитовых материалов, отличающихся особо высокой жаростойкостью.
• Стеклоуглерод идет на производство тиглей и электродов.
• Техуглерод применяется как наполнитель при производстве резин для шин и пластмасс. Придает им прочность, долговечность и некоторые особые свойства.
• Алмазы применяются в технике, сверлении, лазерных установках, в ювелирном деле. Технические алмазы используются для получения абразивных материалов. Только сложность обработки и высокая стоимость мешают алмазам стать лучшим материалом для подложек процессоров.
• В медицине используется активированный уголь для вывода токсинов, а графит — в мазях для лечения болезней кожи.
• Фильтры на основе угля применяются в противогазах, респираторах, лицевых масках и сменных патронах для них; системах очистки воды.
• В научных исследованиях радиоуглеродный анализ на основе изотопа С-14 — один из самых важных анализов в археологии, геологии, палеонтологии.   
• Большие перспективы у применения новых неорганических материалов на основе углерода. Об этом — следующая статья.

Углеводороды — Что такое Углеводороды?

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из углерода и водорода.
Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии: молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Соотношения между углеродом и водородом в углеводородах колеблются в широких пределах (10-90 %).
Соединения углеводородов отличаются друг от друга количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе встречаются в сырой нефти.
Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Классификация углеводородов

Алканы (парафины) – углеводороды общей формулы C_nH_2n+2, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой σ-связью, а остальные их валентности предельно насыщены атомами водорода.
Отсюда другое название алканов – предельные углеводороды.
Первым представителем данного гомологического ряда является метан СН₄.

Алкены (олефины) относятся к непредельным углеводородам общей формулы C_nH_2n.
В молекуле алкена кроме σ-связей содержится одна π-связь.
Первый представитель гомологического ряда – этилен С₂Н₄, поэтому алкены называют также «этиленовыми углеводородами».

Диеновые углеводороды содержат в молекуле 2 двойные связи.
Общая формула С_nН_2n-2.
Первым представителем ряда является бутадиен СН₂=СН–СН=СН₂.

Алкинами называются углеводороды общей формулы C_nH_2n-2, молекулы которых содержат тройную связь.
Первый представитель гомологического ряда – ацетилен С₂Н₂, поэтому алкины называют также «ацетиленовыми углеводородами».

Молекулы циклоалканов содержат циклы разной величины, атомы углерода в которых связаны между собой только σ-связью.
Общая формула С_nH_2n.

Циклоалкены содержат одну двойную связь и имеют общую формулу С_nН_2n-2.
Углеводороды, имеющие кратные связи, легко вступают в реакции присоединения по месту разрыва π-связей.

Ароматические углеводороды (арены) – углеводороды общей формулы C_nH_2n-6.
Первые представители ароматических углеводородов были выделены из природных источников и обладали своеобразным запахом, поэтому и получили название «ароматические».
Важнейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С₆Н₆.
В молекуле бензола 6 атомов углерода, соединяясь σ-связями, образуют правильный шестиугольник.
В результате сопряжения 6 свободных р-электронов образуется единое π-электронное облако над и под плоскостью кольца.

Природные источники углеводородов

Каменный уголь – плотная осадочная порода черного, иногда сepo-черного цвета, дающая на фарфоровой пластинке черную черту.
Каменный уголь представляет собой продукт глубокого разложения остатков растений, погибших миллионы лет назад (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).
В органическом веществе угля содержится 75-92 % углерода, 2,5-5,7 % водорода, 1,5-15 % кислорода.
Международное название элемента углерода происходит от лат. carbō («уголь»).

Природный газ – полезное ископаемое, основным компонентом которого является метан СН₄ (75-98 %).
В природном газе содержатся также его ближайшие гомологи: этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и следовые количества более тяжелых легкокипящих углеводородов.
Существует следующая закономерность: чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его количество в природном газе.
Содержание сероводорода и его органических производных (тиолов) в природном газе в сумме может достигать 5-25 %.

Попутные нефтяные газы – газы, которые находятся в природе над нефтью или растворены в ней под давлением.
Их состав может быть выражен примерным соотношением компонентов: метан – 31 %, этан – 7,5 %, пропан – 21,5 %,
бутан – 20 %, пентан и гексан (легкокипящие жидкости) – 20 %.
С каждой тонной добытой нефти выделяется около 50 м³ газов, которые вплоть до середины 20^го в. сжигали в факелах, причиняя двойной ущерб – теряли ценное сырье и загрязняли атмосферу.
Первым предприятием в России, на котором стали использовать попутные нефтяные газы, стала Сургутская ГРЭС.
6 основных энергоблоков, работающих на попутном газе, были введены в строй в 1985-1988 гг.
В настоящее время попутные нефтяные газы улавливают и используют как топливо (в том числе и автомобильное) и ценное химическое сырье.

Нефть – смесь углеводородов от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом.
Нефть намного легче воды и в ней не растворяется.
В зависимости от происхождения нефть может содержать большое количество алифатических, циклических или ароматических углеводородов.
Так, например, бакинская нефть богата циклоалканами и содержит сравнительно небольшое количество алифатических предельных углеводородов.
Значительно больше алканов в грозненской, ферганской, а также нефти штата Пенсильвания (США).
Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.
В небольших количествах в состав нефти могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например, альдегиды, кетоны, эфиры и карбоновые кислоты.

При оценке объемов выбросов CO2 необходимо учитывать городскую растительность и дерн

Фото: iStock

Американские ученые выяснили, что значительный объем выбросов CO₂ в Лос-Анджелесе приходится на долю зеленых насаждений, а не на сжигание ископаемого топлива, как считалось ранее. Отчасти это связано с тем, что люди ухаживают за городскими зелеными насаждениями в засушливые периоды. Отличить выбросы CO₂ биогенного происхождения (остатки отмерших организмов и продукты жизнедеятельности и линьки живых организмов, частицы органики) от выбросов, попавших в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, ученые смогли с помощью природного радиоактивного элемента — углерода-14 (C14, или радиоуглерод). Работа опубликована в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

C14 — это редкий изотоп (разновидность атома) углерода. Он образуется в верхних слоях атмосферы при столкновении элементарных частиц — нейтронов — с атомами азота-14. Элемент нестабилен и, вступая в реакцию с кислородом, превращается в углекислый газ. Далее CO₂ поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Люди и животные потребляют растения в пищу — так углерод-14 попадает в их организм и сохраняется в нем в течение всей жизни. В умершем организме C14 распадается, период полураспада этого элемента составляет 5,7 тыс. лет. По соотношению количества радиоуглерода и стабильных изотопов углерода ученые могут определить возраст органических останков. Ископаемое топливо находилось в недрах Земли в течение миллионов лет, поэтому нефть, каменный уголь, природный газ и другие полезные ископаемые C14 не содержат. Выявление этого компонента и дало возможность ученым определить источник CO₂ в атмосфере.

Авторы исследования отбирали пробы в период с ноября 2014 года по март 2016 года в трех густонаселенных районах бассейна Лос-Анджелеса (обширный участок местности на побережье Тихого океана). Для анализа был взят воздух около зданий Южно-Калифорнийского университета и Университета штата Калифорния в Фуллертоне (в обоих случаях отбор проводился на высоте 50 м над уровнем земли), а также на 51-метровой башне в районе Гранада Хиллс. Еще часть проб они отобрали в обсерватории Маунт-Вилсон, которая находится на высоте 1,6 тыс. м над уровнем моря.

Исследователи измерили массовые доли C14 в молекулах CO₂ и обнаружили, что значительная часть выбросов приходится на растительность. «Это, пожалуй, самый важный вывод на сегодняшний день: политики, заинтересованные в уменьшении углеродного следа городов, должны обращать внимание на выделение и поглощение CO₂ городскими зелеными насаждениями, а не только на выбросы от ископаемого топлива», — говорит один из авторов исследования, сотрудник Калифорнийского технологического института Райли Дурен.

Для Лос-Анджелеса характерен средиземноморский климат с большим количеством осадков зимой и засухой летом. Ранней весной, во время дождей и активной вегетации, растения более активно поглощают CO₂ и выделяют кислород. В конце лета и осенью количество выделяемого ими в процессе дыхания углекислого газа увеличивается. Выяснилось также, что сезонные колебания концентраций CO₂ биогенного происхождения (то есть разница между периодами активного выделения и поглощения CO₂) составляли 4,3 ppm (от англ. — parts per million, частиц на миллион). Это эквивалентно 33% выбросов (13 ppm), которые попадают в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива в течение года.

При этом засуха летом 2015 года никак не повлияла на чистый обмен CO₂ между экосистемой и атмосферой (Net Ecosystem Exchange, NEE; скорость выделения диоксида углерода из экосистемы в атмосферу). Исследователи связывают это с ирригационной деятельностью: в жаркое время года в городе активно поливают газоны, поля для гольфа и деревья. «Орошение компенсировало недостаток дождя и поддерживало активность городской экосистемы», — заявил Джон Миллер, один из авторов исследования, сотрудник лаборатории Global Monitoring Laboratory (GML), входящей в структуру Национального управления океанических и атмосферных исследований (National Oceanographic and Atmospheric Administration, NOAA) в США. К слову, непрерывные наблюдения, которые ведутся в обсерватории GML около вершины вулкана Мауна-Лоа на Гавайях, показывают, что концентрация CO₂ в атмосфере непрерывно растет. Средненедельное содержание диоксида углерода в воздухе сейчас составляет 411,2 ppm, в то время как десять лет назад этот показатель находился на уровне 386,8 ppm.

Ученые напоминают, что зеленые насаждения приносят таким крупным городам, как Лос-Анджелес, много пользы. Они смягчают последствия городского «острова тепла», очищают воздух, уменьшают объемы сточных вод. Озеленение выполняет важные эстетические и рекреационные функции, благодаря чему жизнь в городах становится более комфортной. При оценке объемов выбросов CO₂ и работе по их сокращению важно различать биогенные и антропогенные источники. Особое значение такое разграничение приобретает в городах с большим количеством растений и повышенной влажностью — например, в Мумбаи и Сан-Паулу, говорят авторы работы. Исследование стало частью проекта Megacities Carbon Project, направленного на создание глобальной системы мониторинга выбросов парниковых газов, включая CO₂, метан и монооксид углерода. Сейчас проект реализуется в Лос-Анджелесе и Париже, а в будущем его планируют запустить во многих крупных городах. В частности, в Лос-Анджелесе исследования ведутся при поддержке NASA, NOAA, Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology) и других исследовательских организаций.

В Москве, как и в других мегаполисах, уделяют много внимания вопросам сокращения выбросов парниковых газов. Инвентаризация выбросов (контроль за состоянием воздуха в Москве осуществляет ГПБУ «Мосэкомониторинг») производится в трех областях. Первая включает прямые выбросы от разных источников на территории города, в том числе потребление энергии стационарными объектами и транспортом, производственные процессы, обращение с отходами и сельское хозяйство. Вторая — непрямые выбросы от выработки электроэнергии за пределами города. И третья — косвенные выбросы, связанные с передачей и распределением энергии, использованием транспорта и другой деятельностью за пределами города. В 2018 году на первую область пришлось 57,6 млн т CO₂-эквивалента, на вторую — 4,1 млн т CO₂-эквивалента, а на третью — почти млн т CO₂-эквивалента. Такие данные содержатся в докладе о состоянии окружающей среды в Москве в 2019 году. При этом выбросы планомерно снижаются — во многом благодаря модернизации теплоэнергетического комплекса. Так, с 2007 года на ТЭЦ появились семь новых парогазовых энергоблоков мощностью более 2,9 ГВт. В результате с 2010 по 2018 год ежегодный объем потребления природного газа и, как следствие, выбросов парниковых газов снизился более чем на 13,67 %. Сокращаются выбросы и в транспортном секторе, в том числе за счет развития электрического транспорта, повышения привлекательности общественного транспорта.

Автор

Евгения Чернышёва

снижение выбросов с помощью улавливания и хранения углерода | ExxonMobil Россия

Возможности исследования с помощью УХУ

Достижение значительного сокращения выбросов парниковых газов потребует широкого спектра решений, и ExxonMobil считает, что улавливание и хранение углерода (УХУ) может сыграть в этом важную роль.

Технология УХУ — это процесс, с помощью которого углерод от сжигания на электростанции и других промышленных операций, который в противном случае попал бы в атмосферу, улавливается, сжимается и впускается в подземные геологические формации для безопасного, надежного и постоянного хранения. По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, на электростанции, работающие на ископаемом топливе, и крупные промышленные объекты приходится до 60% мировых выбросов углерода. Таким образом, широкое внедрение экономически выгодного улавливания и хранения углерода в перспективе может оказать огромное влияние на уровень парниковых газов в мире.

Наибольшая возможность для будущего крупномасштабного внедрения технологии УХУ может скрываться в электроэнергетическом секторе, который работает на природном газе. В то время как технология УХУ может применяться для выработки электроэнергии на угольной электростанции, стоимость улавливания CO₂ примерно вдвое превышает стоимость выработки электроэнергии на природном газе. Кроме того, поскольку выработка электроэнергии на угольной электростанции создает примерно в два раза больше CO₂ на единицу вырабатываемой электроэнергии, подземное пространство для хранения CO₂, возникающего при выработке на угле, в два раза больше, чем требуется для выработки на газе.

В 2017 году компания ExxonMobil уловила 6,6 миллиона метрических тонн CO₂ для хранения, что эквивалентно устранению ежегодных выбросов парниковых газов от более чем 1 миллиона пассажирских транспортных средств.

ExxonMobil использует этот опыт для проведения собственных фундаментальных исследований, направленных на достижения в технологиях улавливания углерода с целью уменьшения сложности, снижения затрат и, в конечном итоге, поощрения широкого внедрения этой важной технологии в глобальном масштабе.

Процесс улавливания и хранения углерода

Углеродное самообложение — Ведомости

Российские экспортеры едва ли не больше всех потеряют от введения углеродного регулирования в странах ЕС, предупредили в июле аудиторы международной консалтинговой группы КПМГ. По их оценкам, при пессимистичном сценарии развития событий, т. е. при появлении так называемого углеродного сбора уже с 2022 г., суммарные потери отечественных экспортеров лишь в первый год их действия составят 3,6 млрд евро. Далее налоговая нагрузка будет ежегодно возрастать, и в 2030 г. им придется заплатить уже 8,2 млрд евро, или 50,6 млрд евро накопленным итогом.

О том, что углеродный налог нанесет серьезный удар по экспорту российских энергоносителей, заявил в конце августа заместитель председателя Совбеза Дмитрий Медведев. «Для российской экономики это тоже будет иметь весьма серьезные последствия, могут пострадать наши базовые отрасли, такие как черная, цветная металлургия, химическая промышленность, энергетика, и из-за такого трансграничного урегулирования может значительно сократиться потребление и российской нефти и угля. По оценкам Академии наук, финансовые потери отечественных экспортеров будут составлять миллиарды евро», – заявил он.

Дело в том, что страны ЕС вводят жесткие ограничения на выбросы парниковых газов – предприятия с большим углеродным следом вынуждены за большие деньги приобретать квоты на выбросы парниковых газов или платить внушительные налоги за превышение нормативов. Таким образом, они оказываются в проигрышном положении по сравнению с производителями из тех стран, в которых отсутствует регулирование углеродных выбросов.

Чтобы выравнять условия для местных и зарубежных производителей, поддержать европейские компании и предотвратить «утечку выбросов» в 2019 г., ЕС разработал инициативу «Зеленая сделка», куда вошли предложения по трансграничному углеродному регулированию – товары из стран, где отсутствует углеродное регулирование, будут облагаться дополнительными импортными пошлинами, размер которых будет определяться в зависимости от количества выделенного углерода при производстве продукции и уплаченного внутреннего налога на углеродные выбросы.

«Реальная цель новой инициативы ЕС – не дать перенести энерго- и углеродоемкие отрасли из Евросоюза в страны с более низкими экологическими требованиями», – объяснил замминистра экономразвития Илья Торосов на конференции «Пограничное углеродное регулирование: вызов для российской экономики или новый виток углеродных войн», состоявшейся на прошлой неделе. Россия в этой ситуации оказывается в весьма уязвимом положении, поскольку, во-первых, доля европейского экспорта в международной торговле России составляет более 40%. Во-вторых, российский экспорт считается одним из самых углеродоемких в мире.

Чтобы избавить отечественных экспортеров от угрозы новых пошлин, правительство разработало проект закона «О государственном регулировании выбросов парниковых газов», который предусматривает введение собственных углеродных сборов.

Однако документ получился неудачным. «Законопроект не предусматривает ценового регулирования углерода и квотирования выбросов, – рассказал Торосов. – Вариант «мягкого регулирования» официально поддержан отраслевыми министерствами и ведомствами, но, на наш взгляд, не может рассматриваться в качестве долгосрочного».

Независимые эксперты отзываются о законопроекте еще жестче. По мнению председателя правления УК «Роснано» Анатолия Чубайса, в нынешнем виде этот документ абсолютно ничего не решает. «Невозможно на кривой козе объехать весь мир: не хотите платить себе, значит, заплатите другим странам», – заявил он. «Нам осталось совсем немного времени для того, чтобы разработать систему углеродного регулирования и на уровне закона, и на уровне всех подзаконных актов, – отметил сопредседатель «Деловой России» Антон Данилов-Данильян. – И еще умудриться таким образом их представить, чтобы к нам не было никаких претензий и наши компании не попали под двойной налог – и здесь, и там».

У экспертов создается впечатление, что российские власти надеются оспорить новые европейские пошлины в международных судах. На это указывает августовское заявление Медведева, что «подобный механизм, если его вводить без каких-либо ограничений или комментариев, будет противоречить нормам действующих международных соглашений, включая рамочную конвенцию ООН по изменению климата, которая не позволяет использовать меры борьбы с изменением климата для ограничений международной конкурентоспособности». Однако в успех подобной стратегии мало кто верит. Поэтому российские экспортеры начали работать над снижением углеродного следа на корпоративном уровне.

«Когда мы начали считать свой углеродный след, выяснилось, что самый большой вклад в выбросы углерода вносит энергетика, – рассказал генеральный директор компании «Русал» Евгений Никитин. – Поэтому на сегодняшний день 90% нашего потребления обеспечивается гидроэнергетикой. Это позволит нам на первом этапе соответствовать тем требованиям, которые выставляют европейские страны». Но промышленники беспокоятся, что их усилия не будут учтены властями при введении национального углеродного сбора. «Для нас важно, чтобы все наши усилия в этой сфере были верифицированы и учтены, – говорит заместитель гендиректора АО «ХК «Металлоинвест» Юлия Шабала. – Пусть нас контролируют, пусть снимают показатели, но, если компания принимает меры по снижению выбросов, плата за углерод должна быть минимизирована».

Что такое углеродный цикл?

ВИДЕО: Что такое углеродный цикл? Вот обзор менее чем за две минуты. Выписка

Синий углерод

Голубой углерод — это термин, обозначающий углерод, улавливаемый мировым океаном и прибрежными экосистемами. Морские травы, мангровые заросли, солончаки и другие системы вдоль нашего побережья очень эффективны в хранении CO2. Эти области также поглощают и накапливают углерод гораздо быстрее, чем другие области, такие как леса, и могут продолжать это делать в течение миллионов лет.Углерод, обнаруженный в прибрежной почве, часто имеет возраст тысячи лет. Когда эти системы повреждены или нарушены в результате деятельности человека, огромное количество углерода выбрасывается обратно в атмосферу, что способствует изменению климата.

Углерод является основой всего живого на Земле, он необходим для образования сложных молекул, таких как белки и ДНК. Этот элемент также находится в нашей атмосфере в виде углекислого газа (CO2). Углерод помогает регулировать температуру Земли, делает возможной любую жизнь, является ключевым ингредиентом пищи, которая поддерживает нас, и является основным источником энергии для подпитки нашей глобальной экономики.

Углеродный цикл описывает процесс, в котором атомы углерода непрерывно перемещаются из атмосферы на Землю, а затем обратно в атмосферу. Поскольку наша планета и ее атмосфера образуют замкнутую среду, количество углерода в этой системе не меняется. Где находится углерод — в атмосфере или на Земле — он постоянно находится в движении.

На Земле большая часть углерода хранится в горных породах и отложениях, а остальная часть находится в океане, атмосфере и в живых организмах.Это резервуары или поглотители, по которым циркулирует углерод.

Углерод выбрасывается обратно в атмосферу при гибели организмов, извержении вулканов, пожарах, горении ископаемого топлива и с помощью множества других механизмов.

В случае океана углерод постоянно обменивается между поверхностными водами океана и атмосферой или хранится в течение длительных периодов времени в глубинах океана.

Люди играют важную роль в углеродном цикле благодаря таким видам деятельности, как сжигание ископаемого топлива или освоение земель.В результате количество углекислого газа в атмосфере быстро растет; это уже значительно больше, чем когда-либо за последние 800 000 лет.

Стенограмма видео

Что такое углеродный цикл? Углерод — это химическая основа всего живого на Земле. Весь углерод, который у нас сейчас есть на Земле, равен тому количеству, которое у нас было всегда. Когда образуется новая жизнь, углерод образует ключевые молекулы, такие как белок и ДНК. Он также находится в нашей атмосфере в виде углекислого газа или CO2.Углеродный цикл — это природный способ повторного использования атомов углерода, которые перемещаются из атмосферы в организмы на Земле, а затем снова и снова возвращаются в атмосферу. Большая часть углерода хранится в горных породах и отложениях, а остальной — в океане, атмосфере и живых организмах. Это резервуары или поглотители, по которым циркулирует углерод. Океан — это гигантский сток углерода, который поглощает углерод. Морские организмы, от болотных растений до рыб, от водорослей до птиц, также производят углерод в процессе жизни и смерти. Иногда мертвые организмы становятся ископаемым топливом, которое при сгорании выделяет CO2, и цикл продолжается.

Углеродный цикл | Национальное географическое общество

Углерод является важным элементом для всех форм жизни на Земле. Независимо от того, принимают ли эти формы жизни углерод для производства пищи или выделяют углерод в процессе дыхания, потребление и выход углерода является компонентом всей жизни растений и животных.

Углерод постоянно перемещается с места на место.Он хранится в так называемых резервуарах и перемещается между этими резервуарами посредством различных процессов, включая фотосинтез, сжигание ископаемого топлива и просто высвобождение дыхания из легких. Движение углерода из резервуара в резервуар известно как углеродный цикл.

Углерод может храниться в различных резервуарах, включая растения и животных, поэтому они считаются углеродными формами жизни. Углерод используется растениями для создания листьев и стеблей, которые затем перевариваются животными и используются для роста клеток.В атмосфере углерод хранится в виде газов, например двуокиси углерода. Он также хранится в океанах, захваченных многими видами морских организмов. Некоторые организмы, такие как моллюски или кораллы, используют углерод для образования раковин и скелетов. Большая часть углерода на планете содержится в горных породах, минералах и других отложениях, захороненных под поверхностью планеты.

Поскольку Земля — ​​замкнутая система, количество углерода на планете никогда не меняется. Однако количество углерода в конкретном резервуаре может меняться со временем, когда углерод перемещается из одного резервуара в другой.Например, некоторое количество углерода в атмосфере может улавливаться растениями для производства пищи во время фотосинтеза. Затем этот углерод может попадать в организм животных, которые едят растения. Когда животные умирают, они разлагаются, а их останки превращаются в отложения, удерживая накопленный углерод слоями, которые в конечном итоге превращаются в породу или минералы. Некоторые из этих отложений могут образовывать ископаемое топливо, такое как уголь, нефть или природный газ, которые выделяют углерод обратно в атмосферу при сжигании топлива.

Углеродный цикл жизненно важен для жизни на Земле.Природа стремится поддерживать сбалансированный уровень углерода, а это означает, что количество углерода, естественным образом высвобождаемого из резервуаров, равно количеству, которое естественным образом поглощается резервуарами. Поддержание этого углеродного баланса позволяет планете оставаться гостеприимной для жизни. Ученые считают, что люди нарушили этот баланс, сжигая ископаемое топливо, которое привело к увеличению количества углерода в атмосфере, чем обычно, и привело к изменению климата и глобальному потеплению.

Углеродный цикл | Биология для майоров II

Результаты обучения

• Обсудите углеродный цикл и почему углерод необходим для всего живого

Углерод — второй по распространенности элемент в живых организмах.Углерод присутствует во всех органических молекулах, и его роль в структуре макромолекул имеет первостепенное значение для живых организмов. Углеродные соединения содержат особенно высокую энергию, особенно те, которые получены из окаменелых организмов, в основном растений, которые люди используют в качестве топлива. С 1800-х годов количество стран, использующих огромное количество ископаемого топлива, увеличилось. С началом промышленной революции глобальный спрос на ограниченные запасы ископаемого топлива на Земле вырос; следовательно, количество углекислого газа в нашей атмосфере увеличилось.Это увеличение содержания углекислого газа было связано с изменением климата и другими нарушениями экосистем Земли и представляет собой серьезную экологическую проблему во всем мире. Таким образом, «углеродный след» основан на том, сколько углекислого газа производится и сколько ископаемого топлива потребляют страны.

Углеродный цикл легче всего изучать как два взаимосвязанных субцикла: один связан с быстрым углеродным обменом между живыми организмами, а другой — с долгосрочным круговоротом углерода через геологические процессы. Полный углеродный цикл показан на Рисунке 1.

Рис. 1. Углекислый газ присутствует в атмосфере и растворен в воде. Фотосинтез превращает углекислый газ в органический углерод, а дыхание превращает органический углерод обратно в углекислый газ. Долгосрочное хранение органического углерода происходит, когда вещество живых организмов закапывается глубоко под землей и превращается в окаменелость. Вулканическая деятельность и, в последнее время, выбросы человека возвращают этот накопленный углерод в углеродный цикл.(кредит: модификация работы Джона М. Эванса и Ховарда Перлмана, Геологическая служба США)

Щелкните эту ссылку, чтобы прочитать информацию о Программе изучения углеродного цикла США.

Биологический цикл углерода

Живые организмы связаны разными способами, даже между экосистемами. Хорошим примером этой связи является обмен углерода между автотрофами и гетеротрофами внутри экосистем и между ними посредством атмосферного углекислого газа. Углекислый газ является основным строительным блоком, который большинство автотрофов используют для создания многоуглеродных высокоэнергетических соединений, таких как глюкоза.Энергия, получаемая от солнца, используется этими организмами для образования ковалентных связей, связывающих атомы углерода вместе. Таким образом, эти химические связи сохраняют эту энергию для дальнейшего использования в процессе дыхания. Большинство наземных автотрофов получают углекислый газ непосредственно из атмосферы, а морские автотрофы получают его в растворенной форме (углекислый газ, H ₂ CO ₃ ^— ). Несмотря на то, что углекислый газ приобретается, побочным продуктом процесса является кислород. Фотосинтезирующие организмы ответственны за отложение примерно 21% кислорода в атмосфере, которую мы наблюдаем сегодня.

Гетеротрофы и автотрофы являются партнерами в биологическом углеродном обмене (особенно основные потребители, в основном травоядные). Гетеротрофы получают высокоэнергетические углеродные соединения от автотрофов, потребляя их, и расщепляя их путем дыхания для получения клеточной энергии, такой как АТФ. {2 -} _ {3 } \ text {(карбонат-ион)} \ end {array} [/ latex]

Коэффициенты равновесия таковы, что более 90 процентов углерода в океане находится в виде ионов бикарбоната.Некоторые из этих ионов соединяются с кальцием в морской воде с образованием карбоната кальция (CaCO ₃ ), основного компонента раковин морских организмов. Эти организмы в конечном итоге образуют отложения на дне океана. В течение геологического времени карбонат кальция образует известняк, который составляет крупнейший резервуар углерода на Земле.

На суше углерод накапливается в почве в результате разложения живых организмов (деструкторами) или в результате выветривания земных горных пород и минералов. Этот углерод может попадать в водоемы с поверхностным стоком.Глубже под землей, на суше и в море, находится ископаемое топливо: анаэробно разложившиеся остатки растений, на формирование которых уходят миллионы лет. Ископаемое топливо считается невозобновляемым ресурсом, потому что его использование намного превышает скорость их образования. Невозобновляемый ресурс , такой как ископаемое топливо, либо восстанавливается очень медленно, либо не восстанавливается совсем. Другой способ проникновения углерода в атмосферу — с суши (включая сушу под поверхностью океана) в результате извержения вулканов и других геотермальных систем.Углеродные отложения со дна океана уносятся глубоко внутрь Земли в результате процесса субдукции : движения одной тектонической плиты под другую. Углерод выделяется в виде углекислого газа при извержении вулкана или из вулканических гидротермальных источников.

Люди вносят вклад в образование углерода в атмосфере за счет сжигания ископаемого топлива и других материалов. После промышленной революции люди значительно увеличили выбросы углерода и углеродных соединений, что, в свою очередь, повлияло на климат и окружающую среду в целом.

Человеческое животноводство также увеличивает выбросы углерода в атмосферу. Большое количество наземных животных, выращиваемых для кормления растущего населения Земли, приводит к повышению уровня углекислого газа в атмосфере из-за методов ведения сельского хозяйства, дыхания и производства метана. Это еще один пример того, как деятельность человека косвенно влияет на биогеохимические циклы в значительной степени. Хотя большая часть дебатов о будущих последствиях увеличения содержания углерода в атмосфере для изменения климата сосредоточена на ископаемом топливе, ученые принимают во внимание природные процессы, такие как вулканы и дыхание, при моделировании и прогнозировании будущего воздействия этого увеличения.

Видеообзор

В этом видео рассказывается о двух биогеохимических циклах: углерода и воды. Гидрологический цикл описывает, как вода движется по поверхности Земли, над и под ней под действием энергии солнца и ветра. Углеродный цикл делает то же самое. . . для углерода!

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Углеродный цикл | МЕТЕО 3: Введение в метеорологию

Концентрация двуокиси углерода в атмосфере увеличивается, в основном из-за сжигания ископаемого топлива.Но так ли просты тенденции изменения концентрации углекислого газа в атмосфере? Если вы обратитесь к данным обсерватории Мауна-Лоа, вы увидите явный рост с конца 1950-х годов, но также очевиден годовой цикл (обратите внимание на регулярные взлеты и падения на красной кривой). Концентрация углекислого газа меняется в течение года из-за фотосинтеза растений. В теплые месяцы, когда растения более активно растут, в процессе фотосинтеза используется углекислый газ, который удаляет его из воздуха.В более холодные месяцы, когда растения меньше растут, концентрация углекислого газа в атмосфере снова увеличивается, потому что на фотосинтез расходуется меньше.

Итак, не весь углекислый газ, который в результате деятельности человека был добавлен в атмосферу, остается в атмосфере (и не весь углекислый газ в атмосфере поступает из антропогенных источников). Оказывается, у Земли есть углеродный цикл , который содержит несколько углеродных «резервуаров» (мест, которые удерживают углерод), и углерод постоянно обменивается между Землей и атмосферой.Но углеродный цикл имеет дело не только с антропогенными выбросами и ростом растений.

Во-первых, система Земля-атмосфера имеет своего рода «углеродный бюджет», который в идеале должен быть приблизительно сбалансированным (обмен углерода между Землей и атмосферой будет равным). Исторически мы знаем, что цикл не всегда был идеально сбалансирован, потому что концентрации углекислого газа в атмосфере менялись (исторические концентрации имели взлеты и падения). Тем не менее, в долгосрочной перспективе «взлеты» были компенсированы «падениями», поскольку система Земля-атмосфера всегда стремится уравновесить цикл.Но с наступлением индустриальной эпохи этот баланс изменился.

Основными резервуарами углекислого газа являются океаны, земная поверхность (в основном растения и почва) и геологические запасы ископаемого топлива. Атмосфера также является резервуаром углерода, но, как вы можете видеть из схемы углеродного цикла ниже, атмосфера содержит крошечную долю углерода (в форме углекислого газа) по сравнению с океанами и геологическими запасами.

Основными резервуарами углерода (в прямоугольниках) являются океан (самый большой), геологические запасы ископаемого топлива, земная поверхность (в основном растения и почва) и атмосфера.Оценки размеров резервуаров выражаются в триллионах килограммов углерода. Обмен углерода между атмосферой и океаном обозначен фиолетовыми стрелками и выражается в триллионах килограммов углерода в год.

Кредит: Дэвид Бэбб

Океаны, безусловно, являются крупнейшим резервуаром углерода, за ними следуют геологические запасы ископаемого топлива, земная поверхность (планы и почва) и атмосфера. Но углерод естественным образом перемещается между Землей и атмосферой непрерывно.Например, вулканы и другая геологическая активность выбрасывают в атмосферу углекислый газ. С другой стороны, выветривание некоторых горных пород приводит к химическим реакциям с атмосферным углекислым газом, который удаляет его из атмосферы. Фотосинтез растений также удаляет углекислый газ из атмосферы и возвращает его на земную поверхность. Обратите внимание на диаграмму выше, что естественный обмен (отмечен фиолетовыми стрелками) между атмосферой, океаном и земной поверхностью сбалансирован (выбросы в атмосферу уравновешиваются переносом обратно в океан и земную поверхность).

Геологические запасы в значительной степени были исключены из цикла до тех пор, пока индустриализация не привела к крупномасштабному извлечению и сжиганию ископаемого топлива на основе углерода, которое приводит к образованию двуокиси углерода в качестве побочного продукта. Перенос углекислого газа в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива на самом деле намного меньше, чем тот, который естественным образом происходит из океана и земной поверхности, но это несбалансированная часть цикла.

Вырубка лесов также увеличивает количество углекислого газа в атмосфере, потому что древесина примерно на 50 процентов состоит из углерода.Итак, когда вырубают леса, большая часть этого углерода в конечном итоге попадает в атмосферу. Этот процесс усугубляется, когда вырубка лесов происходит путем сжигания. Хотя количество углекислого газа, добавляемого в атмосферу каждый год в результате обезлесения, является несколько неопределенным (поэтому на диаграмме показан диапазон от 1 до 2 миллиардов килограммов в год), на вырубку лесов в глобальном масштабе может приходиться более четверти антропогенных выбросов, а также это несбалансированная часть цикла.Таким образом, обезлесение имеет и некоторые глобальные климатические воздействия в дополнение к локальным, о котором мы говорили ранее.

Важный момент, который следует вынести из этого обсуждения, состоит в том, что антропогенный перенос углекислого газа в атмосферу (через ископаемое топливо и обезлесение) является несбалансированной частью цикла . Никакие механизмы не уравновешивают их и не переносят равное количество углекислого газа обратно в океаны и на земную поверхность. Таким образом, хотя антропогенные добавки углекислого газа в атмосферу незначительны по сравнению с естественными (см. Диаграмму углеродного цикла выше), поскольку они несбалансированы, антропогенные вклады постепенно складываются со временем, поэтому концентрации углекислого газа в Атмосфера увеличилась более чем на 40 процентов с доиндустриальных дней и более чем на 25 процентов только с конца 1950-х годов.

С конца 1950-х годов наблюдения в обсерватории Мауна-Лоа показывают увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате несбалансированного углеродного баланса. Лишь около половины антропогенного углекислого газа, выброшенного в атмосферу, было удалено естественными процессами, и до тех пор, пока в атмосферу добавляется больше углекислого газа, чем удаляется, его концентрации будут продолжать расти.

Кредит: Лаборатория исследования системы Земля

Однако система земля-атмосфера очень динамична, и по мере того, как Земля нагрелась, а количество углекислого газа в атмосфере увеличилось, скорость естественных процессов, удаляющих углекислый газ из атмосферы, также увеличилась, что в целом привело к удалению некоторого количества углекислого газа из атмосферы. антропогенный углекислый газ из атмосферы.Оказывается, примерно половина углекислого газа, выброшенного людьми в атмосферу, была возвращена в океаны и на земную поверхность в результате естественных процессов. Другими словами, природа делает все возможное, чтобы найти баланс и компенсировать рост концентрации углекислого газа в атмосфере в результате деятельности человека. Но эти процессы естественного удаления не смогли поспевать за темпами антропогенных выбросов и не демонстрируют никаких признаков того, что они смогут это сделать в будущем. До тех пор, пока в атмосферу выбрасывается больше углекислого газа, чем удаляется, концентрация углекислого газа в атмосфере будет продолжать расти. , точно так же, как ваш банковский счет растет, если вы вносите больше денег, чем снимаете в течение определенного периода времени.

Сводка

• Углерод хранится в четырех основных резервуарах — океанах (самый большой резервуар), геологических запасах ископаемого топлива, земной поверхности (в основном, растениях и почве) и атмосфере.
• Естественные процессы приводят к непрерывному обмену углерода между атмосферой, океанами и земной поверхностью, который в идеале приблизительно сбалансирован.
• Использование ископаемого топлива и вырубка лесов представляют собой несбалансированное добавление двуокиси углерода в атмосферу.Лишь около половины антропогенного углекислого газа в атмосфере было удалено и возвращено в океаны и на земную поверхность в результате естественных процессов.
• Пока в атмосферу выбрасывается больше углекислого газа, чем удаляется, атмосферные концентрации углекислого газа будут продолжать расти.

Конечным результатом увеличения содержания углекислого газа в атмосфере (и других парниковых газов) является усиление парникового эффекта, который постепенно нагревает планету.Но наблюдаемая с конца 1800-х годов тенденция к потеплению вряд ли была столь же гладкой и последовательной, как увеличение концентрации парниковых газов. Далее мы более подробно рассмотрим, как ученые измеряют температуру Земли, и узнаем детали наблюдаемых тенденций потепления.

Центр углерода почвы при Университете штата Канзас

Что такое углеродный цикл?

Основной углеродный цикл жизни — это: (1) превращение атмосферного углекислого газа в углеводы посредством фотосинтез у растений; (2) потребление и окисление этих углеводов животными и микроорганизмами производить углекислый газ и другие продукты; и (3) возврат диоксида углерода в атмосферу. На глобальном На этом уровне общий углеродный цикл более сложен и включает углерод, хранящийся в ископаемом топливе, почвах, океанах и горных породах.

Мы можем распределить весь углерод на Земле в пять основных пулов, перечисленных в порядке их размера:

1. Литосфера (земная кора). Он состоит из ископаемого топлива и отложений осадочных пород, таких как известняк, доломит и мел. Это, несомненно, самый большой резервуар углерода на Земле. Количество углерода в литосфере: от 66 до 100 миллионов гигатонн (гигатонна — один миллион метрических тонн).Из этого количества только 4000 гигатонн приходится на ископаемое топливо.
2. Океаны. Воды океана содержат растворенный углекислый газ и раковины из карбоната кальция в морских организмах. Количество углерода: от 38 000 до 40 000 гигатонн.
3. Органическое вещество почвы. Количество углерода: от 1500 до 1600 гигатонн.
4. Атмосфера. Он состоит в основном из углекислого газа, окиси углерода и метана. Количество углерода в атмосфере увеличилось с 578 гигатонн в 1700 году до примерно 766 гигатонн в 1999 году и продолжает увеличиваться примерно в 6 раз.1 гигатонна в год.
5. Биосфера. Он состоит из всех живых и мертвых организмов, еще не преобразованных в органическое вещество почвы. Количество углерода: от 540 до 610 гигатонн.

Углерод перемещается между этими различными пулами. Почти весь углерод на Земле заключен в литосфера в виде отложений осадочных пород и ископаемого топлива. И около 99,999% этого углерода фиксируется на месте. и, по сути, вне стола в том, что касается углеродного цикла.Только то количество, которое хранится в виде ископаемого топлива входит в круговорот углерода, и только потом в результате деятельности человека.

Значительный процент «свободного» углерода на Земле содержится в атмосфере. Поскольку углеродный цикл претерпевает сдвигов и потоков через эпохи, количество углерода в атмосфере имеет тенденцию увеличиваться или уменьшаться до буферизируйте изменения. В настоящее время запас углерода в атмосфере увеличивается примерно на 6,1 гигатонн в год, и запас углерода ископаемого топлива сокращается примерно на 4–5 гигатонн в год.Это один из аспектов углеродного цикл, которым можно легко управлять с помощью человеческой деятельности.

Океан поглощает из атмосферы на 2,5 гигатонны углерода больше, чем отдает в атмосферу. Но это дополнительное количество углерода утилизируется морской биотой и в конечном итоге попадает в глубоководные отложения. и отложения. Таким образом, чистый уровень углерода в океане остается примерно неизменным каждый год.

Запасы органического вещества почвы в настоящее время теряют от 1 до 2 гигатонн углерода в год в атмосферу. бассейн.Около 60 гигатонн углерода в год попадает в сток органического углерода почвы, поскольку разлагающаяся биомасса остается в почва. От 61 до 62 гигатонн углерода теряется из этого резервуара, поскольку органическое вещество почвы окисляется Атмосфера. Это еще один основной цикл, которым может управлять человеческая деятельность. Изменения в схемах землепользования а сельскохозяйственные методы могут влиять на количество углерода, выбрасываемого в атмосферу из органических веществ почвы.

Биосфера представляет собой значительный запас углерода на Земле.Около 110 гигатонн углерода в год поглощается из атмосферы в растительную жизнь в процессе фотосинтеза. Из этого количества около 60 гигатонн углерода составляет выбрасывается в атмосферу в результате дыхания, разложения и удаления газообразных отходов из биомассы живых животных, как на суше, так и в океане. Остальные 50 тонн включены в органический углерод почвы, часть которого может быть легко окисляется и часть из них относительно стабильна в течение многих лет.

До промышленной революции основным источником колебаний содержания углерода в атмосфере были изменения в биомасса и органический углерод почвы.В настоящее время сжигание ископаемого топлива является самым большим фактором колебаний углерода в атмосфере.

Суть всего в том, что количество углерода в атмосфере увеличивается примерно на 6,1 гигатонн в год, в основном из-за сжигания ископаемого топлива и изменений в землепользовании, которые разрушают органический углерод почвы. Этот рост необходимо прекратить или, по крайней мере, замедлить, поскольку углекислый газ в атмосфере задерживает тепло и становится парниковый газ, который может привести к глобальному потеплению.

Баланс углерода в атмосфере выглядит так:

Фактор	Поток углерода в атмосферу (гигатонн С / год)	Перемещение углерода из атмосферы (гигатонн C / год)
Сжигание ископаемого топлива	4-5
Окисление / эрозия органических веществ почвы	61-62
Дыхание организмов в биосфере	50
Вырубка лесов	2
Включение в биосферу посредством фотосинтеза		(110)
Распространение в океаны		(2.5)
Нетто	117-119	(112,5)
Общий годовой чистый прирост атмосферного углерода	+ 4.5-6.5

Итак, как люди могут управлять углеродным циклом так, чтобы запас углерода в атмосфере не увеличивался? Давайте смотреть на двух концах уравнения: куда уходит атмосферный углерод и откуда он берется. Это даст нам представление о том, какие изменения можно внести, чтобы уменьшить накопление углерода в атмосфере.

Куда уходит атмосферный углерод.

1. Вливается в океан. Этой частью углеродного цикла трудно управлять.
2. В жизнь растений. Это может быть увеличено за счет увеличения роста растений за счет лесовосстановления, изменений в сельском хозяйстве. системы земледелия и мелиорация малоплодородных земель.
3. В органический углерод почвы. По мере разложения растений часть углерода превращается микроорганизмами в почвенную органику. иметь значение. На начальных этапах этого процесса органическое вещество находится в «краткосрочном» резервуаре и может легко окисляться.Как только это происходит, углерод возвращается в атмосферу. Изменяя методы ведения сельского хозяйства, можно увеличить количество почвенного органического углерода в промежуточных и долгосрочных бассейнах.

Откуда берется атмосферный углерод.

1. Выбросы ископаемого топлива. Это самый крупный источник накопления углерода в атмосфере.
2. Разрушение почвенного органического углерода. В результате чрезмерной обработки почвы и эрозии почвы органический углерод может окисляться. и потерялся в атмосфере.Общее количество углерода, хранящегося в почвенном органическом углероде, примерно равно сумме количество в атмосфере плюс количество, существующее в растениях и животных вместе взятых. Так что любые изменения в почве разрушение или создание органических веществ может оказать значительное влияние на уровень углерода в атмосфере.
3. Вырубка леса. Поскольку леса сжигаются для расчистки земель или по другим причинам, значительное количество углерода выбрасывается в атмосферу.

Круговорот углерода и климат Земли

Круговорот углерода и климат Земли

---

Углеродный цикл и климат Земли

---

Углекислый газ — компонент атмосферы, играющий несколько жизненно важные роли в окружающей среде.Это парниковый газ, который задерживает инфракрасное излучение тепла в атмосфере. Он играет решающую роль в выветривание горных пород. Это источник углерода для растений. это хранится в биомассе, органическом веществе в отложениях и в карбонате камни, похожие на известняк.

Углеродный цикл

Первичный источник углерода / CO2 выделение газов из недр Земли в срединно-океанических хребтах, горячих точках вулканы и вулканические дуги, связанные с субдукцией. Большая часть Выбросы CO2 в зонах субдукции рассчитываются от метаморфизма карбонатных пород, субдуцирующих с океаном корочка.Большая часть общего количества выделяемого углекислого газа, особенно как срединно-океанические хребты и вулканы хот-пот, хранились в мантии, когда Земля сформировалась. Часть выделенного углерода остается в виде CO2 в атмосфере, некоторая часть растворяется в океаны, некоторое количество углерода содержится в биомассе в живых или мертвых и разлагающиеся организмы, а некоторые связаны в карбонатных породах. Углерод вывезен на длительное хранение путем захоронения осадочных толщ, особенно уголь и черные сланцы, которые накапливают органический углерод из неразложившаяся биомасса и карбонатные породы, такие как известняк (кальций карбонат).

Фотосинтез

Растения, фотосинтезирующие водоросли и бактерии используют энергию из солнечный свет для объединения углекислого газа (C02) из атмосфера с водой (h3O), чтобы сформировать углеводы. Эти углеводы хранят энергию. Кислород (O2) — это побочный продукт, который попадает в Атмосфера. Этот процесс известен как фотосинтез.

углекислый газ + вода + солнечный свет -> углеводы + кислород

CO ₂ + H ₂ O + солнечный свет -> CH ₂ O + О ₂

Дыхание

Растения (а также фотосинтезирующие водоросли и бактерии) затем используют некоторые из накопленные углеводы как источник энергии для поддержания своей жизни функции.Часть углеводов остается в виде биомассы (основная часть завод и т. д.). Потребители, такие как животные, грибы и бактерии, получают свою энергию из этой избыточной биомассы в живых или мертвых и разлагающийся. Кислород из атмосферы сочетается с углеводами высвободить накопленную энергию. Вода и углекислый газ побочные продукты.

кислород + углевод -> энергия + вода + углевод

O ₂ + CH ₂ O -> энергия + H ₂ O + CO ₂

Обратите внимание на то, что фотосинтез и дыхание — это, по сути, противоположны друг другу.Фотосинтез удаляет CO2 из атмосферы и заменяет его на O2. Дыхание занимает O2 из атмосферы и заменяет его на СО2. Однако этих процессов нет в остаток средств. Не все органические вещества окисляются. Некоторые похоронены в осадочные породы. В результате за геологическое время произошло было введено больше кислорода в атмосферу и удален углекислый газ фотосинтезом, чем наоборот.

Выветривание

Углекислый газ и другие атмосферные газы растворяются на поверхности воды.Растворенные газы находятся в равновесии с газом в Атмосфера. Двуокись углерода реагирует с водой в растворе с образованием слабая кислота, угольная кислота. Угольная кислота диссоциирует на водород ионы и ионы бикарбоната. Ионы водорода и вода реагируют с наиболее распространенные минералы (силикаты и карбонаты), изменяющие минералы. Продуктами выветривания являются преимущественно глины (группа силикатных минералов) и растворимые ионы, такие как кальций, железо, натрий, и калий. Бикарбонат-ионы также остаются в растворе; остаток угольная кислота, которая использовалась для выветривания скал.

Карбонатные породы

1. Углекислый газ удаляется из атмосферы путем растворения в вода и образование угольной кислоты

CO ₂ + H ₂ O -> H ₂ CO ₃ (угольная кислота)

2. Углекислота используется для выветривания горных пород с образованием бикарбоната. ионы, другие ионы и глины

H ₂ CO ₃ + H ₂ O + силикат минералы -> HCO ₃ ^— + катионы (Ca ⁺⁺ , Fe ⁺⁺ , Na ⁺ и др. ) + глины

3. Карбонат кальция осаждается из кальция и бикарбоната. ионы в морской воде морскими организмами, такими как кораллы

Ca ⁺⁺ + 2HCO ₃ ^— -> CaCO ₃ + CO ₂ + H ₂ O

углерод теперь хранится на морском дне слоями известняк

Метаморфизм карбонатов

Часть этого углерода возвращается в атмосферу в результате метаморфизма. известняка на глубине в зонах субдукции или в орогенных поясах

CaCO ₃ + SiO ₂ -> CO ₂ + CaSiO ₃

с последующим выделением газа вулканической дугой.

Парниковый эффект

Большая часть солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли, находится в часть видимого света электромагнитного спектра. Это в во многом потому, что атмосфера Земли прозрачна для этих длины волн (все мы знаем, что при действующем озоновом слое более высокие частоты, такие как ультрафиолет, в основном экранируются). Часть солнечный свет отражается обратно в космос, в зависимости от альбедо или отражательная способность поверхности.Часть солнечного света превращается в инфракрасный (более низкая частота, чем видимый свет). В то время как доминирующий газы атмосферы (азот и кислород) прозрачны для инфракрасный, так называемые парниковые газы, в первую очередь водяной пар (h3O), диоксид углерода и метан (Ch5) поглощают инфракрасное излучение. Они собирать эту тепловую энергию и удерживать ее в атмосфере. В то время как мы беспокоиться о возможном глобальном потеплении из-за дополнительных CO2 мы выбрасываем в атмосферу путем сжигания ископаемое топливо, если в атмосфера глобальный климат будет значительно прохладнее.

Климатический буфер

Из-за роли CO2 в климате, обратная связь в углеродном цикле способствует поддержанию глобальной температуры в определенных пределах, чтобы климат никогда не становился слишком жарким или слишком жарким. холод, чтобы поддерживать жизнь на Земле. Процесс является масштабным примером принципа Лешателье. Этот химический принцип гласит, что если реакция в равновесии нарушается добавлением или удалением продукта или реагента, реакция будет регулироваться так, чтобы попытаться вернуть этот химический вид к его первоначальной концентрации.Для например, как угольная кислота удаляется из раствора при выветривании горных пород, реакция будет регулироваться за счет производства большего количества угольной кислоты. А также поскольку растворенный CO2 находится в равновесии с атмосферный CO2, более CO2 удаляется из атмосферы для замены который удален из раствора выветриванием.

некоторые примеры:

Если концентрация CO2 увеличивается в атмосферы из-за повышенной скорости дегазации, глобальный температура повысится. Повышение температуры и растворение CO2 приведет к усилению выветривания земной коры в результате более высоких скоростей реакции (температура эффект) и большей кислотности.Усиленное выветривание израсходует избыток CO2, тем самым охлаждая климат.

Если глобальная температура снизится в результате каких-либо астрономических форсирование или эффект тектонической / океанской циркуляции, более низкие температуры приведет к снижению скорости химического выветривания. Уменьшено выветривание означает, что из атмосферой в результате реакций выветривания, оставляя больше CO2 в атмосфере увеличится температуры.

Если больше горных пород станет доступным для быстрого выветривания в результате горное поднятие усиленное выветривание приведет к понижению атмосферного CO2 и снижение глобальной температуры.Но пониженные температуры замедляют скорость реакции, тем самым используя меньше CO2, что позволяет снизить температуру.

Двуокись углерода 101 | netl.doe.gov

ЧТО ТАКОЕ ДИОКСИД УГЛЕРОДА?

Изображение молекулы углекислого газа.

Двуокись углерода (обычно сокращенно CO ₂ ) — это чистый газ, состоящий из одного атома углерода (C) и двух атомов кислорода (O). Углекислый газ — одна из многих молекул, в которых углерод обычно встречается на Земле. Он не горит, при стандартных условиях температуры и давления стабилен, инертен и нетоксичен.Углекислый газ естественным образом встречается в атмосфере Земли в небольших количествах (около 0,04 процента).

ЧЕЛОВЕКИ ДЫШАЮТ

Углекислый газ — это незначительная часть воздуха, которым дышат люди. Это также побочный продукт метаболизма нашего тела, который впоследствии выдыхается из легких.

ЭТО НУЖНО ЗАВОДАМ

Несмотря на незначительное количество CO ₂ в воздухе, он необходим для жизни растений и является ключевой частью глобального углеродного цикла.Растения поглощают CO ₂ , расщепляют CO ₂ на углерод и кислород, выделяют кислород в атмосферу, а затем сохраняют углерод для жизни и роста. Когда растение умирает или сгорает, углерод рекомбинирует с O ₂ в воздухе, и снова образуется CO ₂ , завершая цикл.

Миф: Присутствие CO ₂ в атмосфере плохо и происходит только от сжигания ископаемого топлива.

Реальность: Углекислый газ получают как из естественных, так и из антропогенных источников, он необходим для жизни растений и является ключевой частью жизненного цикла углерода Земли.

---

Природные и антропогенные потоки углерода

ЧТО ТАКОЕ УГЛЕРОДНЫЙ ЦИКЛ?

Углеродный цикл — это процесс, посредством которого углерод проходит через воздух, землю, растения, животных и ископаемое топливо. Люди и животные вдыхают кислород из воздуха и выдыхают углекислый газ (CO ₂ ), в то время как растения поглощают CO ₂ для фотосинтеза и выделяют кислород обратно в атмосферу. Углекислый газ также обменивается между атмосферой и океанами. Эта естественная система процессов поддерживает стабильные уровни CO ₂ в атмосфере с течением времени.На рисунке ниже изображен углеродный цикл, показывая, как углерод перемещается между сушей, атмосферой и океаном посредством различных природных и антропогенных процессов. На суше углерод содержится в формациях, почве, растениях и животных. Когда они разлагаются, углерод может выбрасываться в атмосферу в виде CO ₂ . Попав в атмосферу, углерод может быть поглощен океанами, растениями на суше / океане или животными, несущими раковины. Важно отметить, что только небольшое количество углерода Земли проходит через углеродный цикл каждый год.

---

КАКОВЫ ЭФФЕКТ ПАРНИКИ?

Схема парникового эффекта

Парниковый эффект используется для описания явления, при котором атмосфера Земли улавливает солнечную радиацию, вызванную присутствием газов, таких как углекислый газ (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота. оксида (N ₂ O) и водяного пара (H ₂ O). В совокупности эти газы называются парниковыми газами (ПГ). Парниковый эффект получил свое название от процесса, который на самом деле происходит в теплице.В теплице видимый солнечный свет с короткой длиной волны проходит через стеклянные панели и согревает воздух и растения внутри. Излучение, исходящее от нагретых предметов внутри теплицы, имеет более длинную волну и поэтому не может пройти через стеклянный барьер, поддерживая высокую температуру в теплице.

Парниковый эффект

Природный парниковый эффект Земли действует аналогично. Солнечный свет, попадающий в атмосферу, либо отражается, либо поглощается, либо просто проходит сквозь нее.Солнечный свет, проходящий через атмосферу, либо поглощается поверхностью Земли, либо отражается обратно в космос. Поверхность Земли нагревается после поглощения этого солнечного света и испускает длинноволновое излучение обратно в атмосферу. Часть этого излучения проходит через атмосферу в космос, а остальная часть либо отражается обратно к поверхности Земли, либо поглощается атмосферными парниковыми газами, которые повторно излучают более длинные волны обратно на поверхность Земли. Эти парниковые газы улавливают солнечную энергию в атмосфере, нагревая планету.

парниковых газов можно сравнить со стеклянными панелями в примере теплицы, поскольку они улавливают непрямое тепло от солнца. Двуокись углерода и другие парниковые газы помогают создавать и поддерживать естественный парниковый эффект, который делает Землю благоприятной для жизни. ПГ не оказывают отрицательного воздействия, если присутствуют в естественных количествах; на самом деле, без них средняя температура Земли была бы намного ниже.

Миф: ПГ, такие как CO ₂ , следует полностью удалить из атмосферы.

Реальность: парниковых газов, таких как CO ₂ , в определенных диапазонах концентраций, помогают поддерживать глобальную температуру, благоприятную для жизни.

---

КАКОВЫ ПЕРВИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ CO

₂ ?

Существуют как природные источники углекислого газа (CO ₂ ), так и искусственные (антропогенные) источники CO. ₂ .

ПРИРОДНЫЙ CO ₂ ИСТОЧНИКИ

Природный CO ₂ источников составляют большую часть CO ₂ , выбрасываемого в атмосферу.Океаны обеспечивают наибольшее годовое количество CO ₂ из любого природного или антропогенного источника. Другие источники природного CO ₂ включают дыхание животных и растений, разложение органических веществ, лесные пожары и выбросы в результате извержений вулканов. Есть также естественные отложения CO ₂ , обнаруженные в пластах в пределах земной коры, которые могут служить источниками CO ₂ .

АНТРОПОГЕННЫЙ CO ₂ ИСТОЧНИКИ

Антропогенный CO ₂ источники являются частью нашей повседневной деятельности и включают в себя источники энергии, транспорт, промышленные источники, химическое производство, добычу нефти и сельское хозяйство.Многие из этих типов источников сжигают ископаемое топливо (уголь, нефть и природный газ) с выбросами CO ₂ в качестве побочного продукта. Из этих источников CO ₂ производство электроэнергии вносит наибольший вклад в атмосферу антропогенного CO ₂ .

Миф: Углекислый газ поступает только из антропогенных источников, особенно в результате сжигания ископаемого топлива.

Реальность: Углекислый газ поступает как из естественных, так и из антропогенных источников; преобладают природные источники.

---

ЧТО ДЕЛАЮТ ТЕПЕРЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ CO

₂ ? Скважина для мониторинга в проекте хранения СО2
, спонсируемом NETL.

Объединенный портфель вариантов управления углеродом реализуется для снижения текущих уровней выбросов диоксида углерода (CO ₂ ), связанных с производством энергии, при сохранении энергетической безопасности и создании технологий и базы знаний, необходимых для уменьшения выбросов углерода. В портфеле США:

1. Используйте топливо с пониженной интенсивностью выбросов углерода — возобновляемые источники энергии, атомную энергию и природный газ.
2. Внедряйте более эффективные технологии как со стороны спроса, так и со стороны предложения энергии.
3. Разработать и внедрить технологию улавливания и хранения углерода (CCS).

CCS — это отделение и улавливание CO ₂ в промышленных процессах с последующей транспортировкой и безопасным постоянным хранением в глубоких подземных геологических формациях. CCS — это жизнеспособный вариант управления антропогенным CO ₂ , поскольку многочисленные исследования показали, что он может обеспечивать до 55 процентов снижения выбросов, необходимых для стабилизации и, в конечном итоге, снижения концентраций CO ₂ в атмосфере.С 1997 года Программа хранения углерода Министерства энергетики США (DOE) значительно продвинула CCS за счет разнообразного портфеля прикладных исследовательских проектов, которые включают промышленность, научные круги и другие исследовательские учреждения, а также через совместные исследования через Национальную лабораторную сеть, в том числе Центр исследований и инноваций (RIC) Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL).