Выбросы CO2 в мире поставили абсолютный исторический рекорд. Почему выбросы CO2 — возможно, не самая большая проблема с климатом Вулканы выброс углекислого газа

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.

Газировка, вулкан, Венера, рефрижератор – что между ними общего? Углекислый газ. Мы собрали для Вас самую интересную информацию об одном из самых важных химических соединений на Земле.

Что такое диоксид углерода

Диоксид углерода известен в основном в своем газообразном состоянии, т.е. в качестве углекислого газа с простой химической формулой CO2. В таком виде он существует в нормальных условиях – при атмосферном давлении и «обычных» температурах. Но при повышенном давлении, свыше 5 850 кПа (таково, например, давление на морской глубине около 600 м), этот газ превращается в жидкость. А при сильном охлаждении (минус 78,5°С) он кристаллизуется и становится так называемым сухим льдом, который широко используется в торговле для хранения замороженных продуктов в рефрижераторах.

Жидкая углекислота и сухой лед получаются и применяются в человеческой деятельности, но эти формы неустойчивы и легко распадаются.

А вот газообразный диоксид углерода распространен повсюду: он выделяется в процессе дыхания животных и растений и является важной составляющей частью химического состава атмосферы и океана.

Свойства углекислого газа

Углекислый газ CO2 не имеет цвета и запаха. В обычных условиях он не имеет и вкуса. Однако при вдыхании высоких концентраций диоксида углерода можно почувствовать во рту кисловатый привкус, вызванный тем, что углекислый газ растворяется на слизистых и в слюне, образуя слабый раствор угольной кислоты.

Кстати, именно способность диоксида углерода растворяться в воде используется для изготовления газированных вод. Пузырьки лимонада – тот самый углекислый газ. Первый аппарат для насыщения воды CO2 был изобретен еще в 1770 г., а уже в 1783 г. предприимчивый швейцарец Якоб Швепп начал промышленное производство газировки (торговая марка Schweppes существует до сих пор).

Углекислый газ тяжелее воздуха в 1,5 раза, поэтому имеет тенденцию «оседать» в его нижних слоях, если помещение плохо вентилируется. Известен эффект «собачьей пещеры», где CO2 выделяется прямо из земли и накапливается на высоте около полуметра. Взрослый человек, попадая в такую пещеру, на высоте своего роста не ощущает избытка углекислого газа, а вот собаки оказываются прямо в густом слое диоксида углерода и подвергаются отравлению.

CO2 не поддерживает горение, поэтому его используют в огнетушителях и системах пожаротушения. Фокус с тушением горящей свечки содержимым якобы пустого стакана (а на самом деле — углекислым газом) основан именно на этом свойстве диоксида углерода.

Углекислый газ в природе: естественные источники

Углекислый газ в природе образуется из различных источников:

Дыхание животных и растений.
Каждому школьнику известно, что растения поглощают углекислый газ CO2 из воздуха и используют его в процессах фотосинтеза. Некоторые хозяйки пытаются обилием комнатных растений искупить недостатки . Однако растения не только поглощают, но и выделяют углекислый газ в отсутствие света – это часть процесса дыхания. Поэтому джунгли в плохо проветриваемой спальне – не очень хорошая идея: ночью уровень CO2 будет расти еще больше.
Вулканическая деятельность.
Диоксид углерода входит в состав вулканических газов. В местностях с высокой вулканической активностью CO2 может выделяться прямо из земли – из трещин и разломов, называемых мофетами. Концентрация углекислого газа в долинах с мофетами столь высока, что многие мелкие животные, попав туда, умирают.
Разложение органических веществ.
Углекислый газ образуется при горении и гниении органики. Объемные природные выбросы диоксида углерода сопутствуют лесным пожарам.

Углекислый газ «хранится» в природе в виде углеродных соединений в полезных ископаемых: угле, нефти, торфе, известняке. Гигантские запасы CO2 содержатся в растворенном виде в мировом океане.

Выброс углекислого газа из открытого водоема может привести к лимнологической катастрофе, как это случалось, например, в 1984 и 1986 гг. в озерах Манун и Ньос в Камеруне. Оба озера образовались на месте вулканических кратеров – ныне они потухли, однако в глубине вулканическая магма все еще выделяет углекислый газ, который поднимается к водам озер и растворяется в них. В результате ряда климатических и геологических процессов концентрация углекислоты в водах превысила критическое значение. В атмосферу было выброшено огромное количество углекислого газа, который наподобие лавины спустился по горным склонам. Жертвами лимнологических катастроф на камерунских озерах стали около 1 800 человек.

Искусственные источники углекислого газа

Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:

промышленные выбросы, связанные с процессами сгорания;
автомобильный транспорт.

Несмотря на то, что доля экологичного транспорта в мире растет, подавляющая часть населения планеты еще не скоро будет иметь возможность (или желание) перейти на новые автомобили.

Активное сведение лесов в промышленных целях также ведет к повышению концентрации углекислого газа СО2 в воздухе.

CO2 – один из конечных продуктов метаболизма (расщепления глюкозы и жиров). Он выделяется в тканях и переносится при помощи гемоглобина к легким, через которые выдыхается. В выдыхаемом человеком воздухе около 4,5% диоксида углерода (45 000 ppm) – в 60-110 раз больше, чем во вдыхаемом.

Углекислый газ играет большую роль в регуляции кровоснабжения и дыхания. Повышение уровня CO2 в крови приводит к тому, что капилляры расширяются, пропуская большее количество крови, которое доставляет к тканям кислород и выводит углекислоту.

Дыхательная система тоже стимулируется повышением содержания углекислого газа, а не нехваткой кислорода, как может показаться. В действительности нехватка кислорода долго не ощущается организмом и вполне возможна ситуация, когда в разреженном воздухе человек потеряет сознание раньше, чем почувствует нехватку воздуха. Стимулирующее свойство CO2 используется в аппаратах искусственного дыхания: там углекислый газ подмешивается к кислороду, чтобы «запустить» дыхательную систему.

Углекислый газ и мы: чем опасен СO2

Углекислый газ необходим человеческому организму так же, как кислород. Но так же, как с кислородом, переизбыток углекислого газа вредит нашему самочувствию.

Большая концентрация CO2 в воздухе приводит к интоксикации организма и вызывает состояние гиперкапнии. При гиперкапнии человек испытывает трудности с дыханием, тошноту, головную боль и может даже потерять сознание. Если содержание углекислого газа не снижается, то далее наступает черед – кислородного голодания. Дело в том, что и углекислый газ, и кислород перемещаются по организму на одном и том же «транспорте» – гемоглобине. В норме они «путешествуют» вместе, прикрепляясь к разным местам молекулы гемоглобина. Однако повышенная концентрация углекислого газа в крови понижает способность кислорода связываться с гемоглобином. Количество кислорода в крови уменьшается и наступает гипоксия.

Такие нездоровые для организма последствия наступают при вдыхании воздуха с содержанием CO2 больше 5 000 ppm (таким может быть воздух в шахтах, например). Справедливости ради, в обычной жизни мы практически не сталкиваемся с таким воздухом. Однако и намного меньшая концентрация диоксида углерода отражается на здоровье не лучшим образом.

Согласно выводам некоторых , уже 1 000 ppm CO2 вызывает у половины испытуемых утомление и головную боль. Духоту и дискомфорт многие люди начинают ощущать еще раньше. При дальнейшем повышении концентрации углекислого газа до 1 500 – 2 500 ppm критически , мозг «ленится» проявлять инициативу, обрабатывать информацию и принимать решения.

И если уровень 5 000 ppm почти невозможен в повседневной жизни, то 1 000 и даже 2 500 ppm легко могут быть частью реальности современного человека. Наш показал, что в редко проветриваемых школьных классах уровень CO2 значительную часть времени держится на отметке выше 1 500 ppm, а иногда подскакивает выше 2 000 ppm. Есть все основания предполагать, что во многих офисах и даже квартирах ситуация похожая.

Безопасным для самочувствия человека уровнем углекислого газа физиологи считают 800 ppm.

Еще одно исследование обнаружило связь между уровнем CO2 и окислительным стрессом: чем выше уровень диоксида углерода, тем больше мы страдаем от , который разрушает клетки нашего организма.

Углекислый газ в атмосфере Земли

В атмосфере нашей планеты всего около 0,04% CO2 (это приблизительно 400 ppm), а совсем недавно было и того меньше: отметку в 400 ppm углекислый газ перешагнул только осенью 2016 года. Ученые связывают рост уровня CO2 в атмосфере с индустриализацией: в середине XVIII века, накануне промышленного переворота, он составлял всего около 270 ppm.

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.

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.

В цивилизованных странах показатель выбросов двуокиси углерода в последние три-четыре года вошел в число основных характеристик автомобиля. Ирония в том, что сократить количество вылетающего из трубы углекислого газа можно лишь одним путем - урезать аппетит двигателя. Ведь масса выплюнутого автомобилем CO2 и литры съеденного топлива напрямую зависят друг от друга.

Поэтому на передовой в войне с опасным врагом стоят отряды мотористов и инженеров автомобильных компаний. Основные средства борьбы за чистоту выхлопа известны еще с середины 90-х годов прошлого века: изменяемые фазы газораспределения, впускные тракты с изменяемой длиной, облегченные детали и узлы, не говоря уже о различных материалах и технологиях, снижающих потери на трение. Кроме того, по оценкам инженеров компании «Бош», выпускающей топливную аппаратуру для большей части европейских моделей, одно только взаимодействие турбонаддува (или механического нагнетателя) с непосредственным впрыском снижает вредные выбросы на величину до 4%. А если взять эту парочку и снять ту же мощность с меньшего объема (популярный нынче принцип даунсайзинга), то выбросы можно сократить на треть.

«Если машина не может коптить, то и ехать не может», - радостно констатировал главный герой чешского мультфильма «Крот в городе», закупоривая сардельками выхлопные трубы. Действительно, самый дешевый и действенный способ снизить выбросы углекислого газа - заглушить двигатель. Сейчас за водителя это делает электроника. Например, система «старт-стоп», которой оснащают уже не только дорогие модели, выключает мотор на светофорах, снижая выбросы на 4–8%. Различные гибридные схемы вносят еще более ощутимый вклад - аж до 25% в определенных режимах движения. Наконец, двигатель можно заглушить частично. Отключение половины цилиндров до недавнего времени было прерогативой многоцилиндровых V-образных двигателей, но такую систему начинают устанавливать и на более компактные моторы. Например, концерн «Фольксваген» оснастил ею новые «четверки» с турбонаддувом.

Впрочем, экономить топливо и снижать выбросы можно, улучшая и другие показатели. Подсчеты конструкторов показывают, что снижение коэффициента аэродинамического сопротивления всего на 0,02 экономит 0,4 л/100 км при скорости 130 км/ч. Применительно к CO2 получается 3–6%. Еще столько же спишут шины с пониженным сопротивлением качению. Недаром именно такими оснащают все модели из экономичных линеек вроде «Блюэффишнс» у «Мерседес-Бенца» и «Блюмоушн» у «Фольксвагена».

В итоге новое поколение машин по сравнению с предшественниками на 13–30% экологичнее и экономичнее. По крайней мере, так утверждают производители. Автомобили с литровыми двигателями уже перешагнули психологическую черту выбросов CO2 в 100 г/км или вплотную приблизились к ней. И это без гибридных технологий, сулящих большую выгоду.

Есть у этой медали и неприглядная сторона: расплачиваться за все достижения придется потребителю. Во-первых, при покупке - производителю охота вернуть сумму, потраченную на разработку, внедрение и производство всех ноу-хау. Во-вторых, частенько и в ходе эксплуатации. Увы, надежность не самая сильная сторона современных автомобилей. А ведь даже некрупный ремонт порой больно бьет по карману. Помнят ли об этом те, кто неутомимо ужесточает нормы выбросов?

НЕ БЕНЗИНОМ ЕДИНЫМ

С точки зрения выбросов СО2 все виды автомобильного топлива предпочтительнее бензина. Даже более «грязная» (как полагают многие) солярка: легковые турбодизели, особенно большого объема, сдержаннее бензиновых моторов сопоставимой мощности на 5–15%. Но это не повод призывать к скорейшей дизелизации. Иначе возникнут проблемы со сбытом горючего, ведь при переработке нефти получается примерно равное количество бензина и дизтоплива. Кроме того, по выбросам сажи ДТ впереди планеты всей.

Альтернативные виды топлива менее щедры на выброс СО2 (г/км), чем давно знакомый бензин. Но у каждого есть как плюсы, так и минусы. За основу при расчетах немецкие исследователи взяли атмосферный двигатель со средним расходом 7 л/100 км:

Другая альтернатива - биотопливо. Вдумайтесь: двигатель, работающий на биометане, выделяет СО2 примерно в 30 раз меньше, чем бензиновый (ЗР, 2012, № 4 ). Весомое преимущество! Однако массовое применение сдерживает неразвитая инфраструктура, а вкладываться в ее развитие никто не спешит. Вдобавок производство биодизельного топлива ограничено посевными площадями, на которых выращивают сырье.

Наконец, самое модное направление - использование электричества. Сюда направляют больше всего средств, а стоит ли? Выработка электрической энергии одаривает природу углекислым газом в два-три раза щедрее, чем весь транспорт, вместе взятый! Даже маленький «Смарт» с электрическим двигателем, если высчитать вред от потребляемой им электроэнергии, выделяет 71 г/км СО2. Немало, учитывая размеры машины! Так что агитировать за массовый и быстрый переход на электротягу, пожалуй, рановато. По крайней мере, пока большую часть энергии не будут вырабатывать возобновляемые источники вроде ветряков или солнечных батарей.

Примерные доли эмиссии СО2, приходящиеся на различные источники. Они зависят от уровня развития конкретной страны:

ПОД ПРИСМОТРОМ СТАРШИХ

В Европе автомобилям разрешено выбрасывать 130 г/км CO2 (в среднем по модельному ряду для каждого производителя). Норма действует до 2015 года, а к 2020-му порог снизят до 95 г/км. Однако роль государства не ограничивается лишь введением более строгих экологических норм. Оно должно стимулировать граждан покупать новые автомобили, которые извергают значительно меньше вредных газов. Например, за 15 лет БМВ 7-й серии при прежней мощности двигателя стал чадить на треть скромнее. Наряду с кнутом, каким служат высокие налоги на старые машины, есть и пряник: программа утилизации при поддержке правительства.

Другое направление деятельности государства помимо гораздо больших финансовых затрат требует и привлечения грамотных специалистов - это планирование дорожной сети. Автомобиль на крейсерской скорости выбрасывает гораздо меньше СО2, чем толкающийся в многокилометровых заторах. В идеале надо закладывать новые трассы на ранних стадиях застройки, но иногда приходится вписывать дорогу в уже существующую инфраструктуру. И как ни дико это звучит, лучшим выходом для экологии может иногда стать вырубка леса под новую магистраль.

Полсотни квадратных метров леса нейтрализуют углекислый газ от дыхания одного человека. В пробке на этой же площади помещаются три легковые машины, источающие двуокись углерода в самом неэкономичном режиме. Получается, вырубка деревьев - порой логичный и разумный способ снизить выбросы парниковых газов:

Как видите, существует множество вариантов для снижения выбросов этого парникового газа. Важно выбрать решения, которые будут не только красивыми, но и по-настоящему действенными. Только тогда удастся сберечь и деньги, и здоровье.