Получение углекислого газа в домашних условиях: «Как получить углекислый газ в домашних условиях?»

Содержание

CO2 в теплице и гроубоксе или преимущество использования CO2 для растений

Влияние углекислого газа на урожайность

Как повысить концентрацию СО2?

Открытый грунт

Закрытый грунт

Какое количество СО2 подавать растениям и в какое время?

Всем еще с уроков биологии известно, как происходят процессы дыхания у растений. Человеческий организм устроен иначе, поэтому мы и прекрасно сосуществуем на нашей планете, зависят друг от друга.

Углекислый газ – это диоксид углерода, который в химии представлен формулой CO2. Это газ без запаха и цвета, незначительный процент которого содержится в воздухе. Именно он является источником чистого углерода для растений, который лежит в основе всех их процессов жизнедеятельности. СО2 играет очень важную роль в процессе фотосинтеза, давая возможность растительному организму производить энергию, необходимую для роста и развития. Без углекислого газа растения попросту погибнут, как человек без кислорода.

Влияние углекислого газа на урожайность

Если растениевод при выращивании растений использует умеренное по мощности освещение растений, то он может не беспокоиться, что его питомцам не хватит углекислого газа, содержащегося в воздухе. СО2 при установке мощных источников света будет недостаточно, чтобы культуры могли полностью поглотить и использовать получаемую световую энергию.

Давая растениям дополнительное количество углекислого газа совместно с мощным освещением, садовод помогает им поглощать больше света, что положительно сказывается на проведении процесса фотосинтеза. В результате они начинают быстрее расти, формировать более пышные соцветия и сочные плоды, которые содержат в себе значительно большее количество вкусоароматических веществ. В результате растениевод получает урожай не только немного раньше, но и в значительно большем количестве. Соцветия и плоды вырастают более сочными и объемными, что говорит об улучшении их качества.

Еще одна положительная сторона использования СО2 в теплицах и гроубоксах – представители флоры становятся более устойчивыми к повышенным температурам и световым ожогам. Они могут отлично себя чувствовать при показателях термометра в 30-35 градусов.

Как повысить концентрацию СО2?

Открытый грунт

Повысить уровень концентрации углекислого газа в воздухе в открытом грунте не так-то просто. Из-за свободного движения воздушных масс он быстро улетучивается с места высадки. Даже для незначительного поднятия процента его содержания садоводам потребуется большое количество газа и энергии, что станет попросту неоправданным. Его положительное влияние попросту сведется на нет. Однако есть все же один способ. Он подразумевает внесение в грунт органических удобрений, которые в процессе разложения выделяют углекислый газ. Это продолжается достаточно долго, что позволяет насытить приближенные к растениям слои воздуха СО2.

Закрытый грунт

В закрытом грунте дела обстоят совершенно иначе. Благодаря тому, что растения выращиваются в закрытом пространстве, повысить концентрацию углекислого газа в них достаточно просто. Сразу хотелось бы уточнить, что ценовая политика всех наиболее распространенных способов довольно широка, поэтому каждый гровер должен в первую очередь ориентироваться на свой кошелек. Также все будет зависеть от площади культивации и количества растущих культур.

Повысить уровень СО2 в теплице или гроубоксе можно следующими способами:

Генератор углекислого газа

Представляет собой специальное устройство, которое образовывает СО2 путем сжигания пропана и этилового спирта. Контроль над его работой осуществляется с помощью автоматики, представленной датчиком измерения концентрации углекислого газа. С его помощью можно легко поддерживать необходимый уровень СО2 в закрытом пространстве. Генератор больше подходит для больших теплиц, поскольку требует существенных финансовых вложений, часть из которых пойдет на дополнительное обустройство самого помещения, ведь должны быть соблюдены все меры безопасности. Также стоит отметить, что генератор повышает уровень влажности и температуры в замкнутом пространстве. Поэтому лучше всего устанавливать его за пределами теплицы;

Сжатый углекислый газ в баллонах

Это наиболее приемлемый способ насыщения теплиц и больших гроуромов СО2, однако цена на него все же является высокой для любительского садоводства. Только при солидных посевных площадях он полностью себя оправдывает. Садовод просто ставит баллон с газом в боксе или теплице, и откручивает кран, чтобы СО2 выходил наружу. Минус способа заключается в том, что без датчика концентрации углекислого газа гровер может легко перенасытить им замкнутое пространство, что отрицательно отразится на растительных культурах. Еще одни немаловажный фактор – баллон является взрывоопасным;

Ферментация или брожение

Больше подходит для насыщения углекислым газом небольших гроубоксов, поскольку в процессе вырабатывается малое количество СО2, которого хватит только для небольшого количества растений. В боксе размещаются специальные вещества, после чего активируется их процесс брожения, побочным продуктом которого является углекислый газ. Из недостатков ферментации стоит отметить тот факт, что растениевод должен уметь проводить и контролировать этот процесс. Также в брожения выделяется неприятный запах и это может привлечь насекомых;

Использование органики

Наиболее популярный среди гроверов способ, который не требует специальных знаний и умений. На рынке прогрессивного растениеводства востребован препарат СО2 Bottle. По сути – это обычная бутыль с сухим веществом органического происхождения внутри, которое при контакте с теплой водой начинает выделять углекислый газ. Большой плюс в том, что такого количества вполне достаточно для насыщения гроубокса. Препарат очень прост в использовании. После добавления воды садоводу нужно убрать специальный стикер, закрывающий выходное отверстие, и встряхнуть бутылку. Бутыль необходимо встряхивать один раз каждые два дня. Всего ее хватает на 3-4 недели, по окончанию ее можно легко наполнить новой порцией с помощью пакета для заправки СО2 Bottle. Данный способ обогащения гроубокса углекислым газом стал наиболее востребованным среди канадских и европейских гроверов благодаря своей простоте и дешевизне;

Компостирование

Обогатить воздух в теплице СО2 можно с помощью компостирования, однако этот метод приносит скорее больше хлопот, чем пользы. С самодельным компостом всегда трудно работать, а его результат неоднозначен – никогда не знаешь, сколько углекислого газа вырабатывается. Готовые СО2 бустеры можно приобрести на рынке, но они стоят недешево и вырабатывают слишком большое количество углекислого газа для домашней оранжереи. Также во время компостирования всегда возникает неприятный запах, а сам процесс является гигиеничным;

Представляет собой холодный твердый СО2, в процессе нагревания которого углекислый газ попадает в воздух. Он хорошо проявляет себя, если необходимо резко повысить концентрацию СО2 в закрытом помещении. При постоянном использовании является затратным и долгим способом, который также небезопасен для человека. Пополнять запасы льда придется каждый день, а уровень выделения углекислого газа довольно трудно контролировать.

Какое количество СО2 подавать растениям и в какое время?

Сотни тысяч лет назад концентрация углекислого газа в атмосфере нашей планеты была намного больше, чем сегодня. Поскольку в процессе эволюции растения приспособились к данным условиям, они способны поглощать существенно больше СО2, чем его сегодня находится в воздухе. По заверениям ученых, они могут эффективно использовать до 1500 ppm газа. А поскольку в атмосфере его концентрация сегодня достигает всего лишь 400 ppm, то эффект от повышения его дозировки весьма ощутим. Растения смогут производить гораздо больше энергии в процессе фотосинтеза, что положительно отразится на их росте и производительности – это факт.

Однако стоит понимать, что в первую очередь на эффективность процесса фотосинтеза влияет именно мощность света. Дело в том, что при низкой концентрации СО2 растительные культуры способны перерабатывать не всю поступающую им световую энергию. Поэтому, если Вы решили повысить контракцию углекислого газа в теплице или гроубоксе, то непременно стоит позаботиться о мощном освещении.

Опытные гроверы советуют поддерживать концентрацию углекислого газа в закрытом грунте на уровне в 1200-1500 ррm. Такой показатель является наиболее оптимальным. Однако он актуален только при использовании ДНаТ или LED светильников мощностью не менее 600 Вт на площади культивации в 1 м2. При меньшей освещенности его следует снизить. Также растениеводу следует понимать, что в ночное время, когда растение отдыхает, оно не поглощает углекислый газ. Это значит, что при выключенном свете нужда в его поступлении отпадает. Всегда следует отключать «обогатитель» СО2 на ночь.

Профессионалы рекомендуют обогащать гроубокс СО2 в следующих случаях:

Такой режим поможет гроверу сэкономить ресурс преобразователя СО2 и не повлияет на эффективность использования.

Бензин из воздуха, или Как заработать на СО2 | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

10 литров — столько топлива производят в день Роланд Диттмайер (Roland Dittmeyer) и его коллеги. Немного. И тем не менее это маленькая революция. Дело в том, что ученые Института технологии в Карлсруэ (KIT) делают топливо, используя экологически чистую электроэнергию, практически из воздуха.

Воздух содержит СО2 — увы, в настоящее время слишком много. В 2015 году на международной конференции в Париже решили ограничить потепление климата двумя градусами и для этого снизить выбросы в атмосферу углекислого газа. Но вместо этого его содержание в атмосфере продолжает расти, а с ним — и воздействие парникового эффекта. Не достигла своих целей и Германия, обещавшая к 2020 году уменьшить выбросы СО2 на 40% по сравнению с 1990 годом.

В Карлсруэ сказка о производстве топлива из СО2 стала былью

На таком фоне технология, позволяющая перерабатывать содержащийся в воздухе углекислый газ в топливо, кажется сказкой. Но в Карлсруэ она стала былью. KIT и его партнеры — фирмы Climeworks, Ineratec и Sunfire — построили компактную установку, на которой в четыре этапа из двуокиси углерода, воды и «зеленой» электроэнергии производится экологически нейтральное топливо.

Сегодня в воздухе содержится слишком много СО2

Через два-три года в Карлсруэ собираются построить установку побольше, способную синтезировать уже по 200-300 литров топлива в сутки, рассказал DW профессор Роланд Диттмайер. А потом на очереди — мобильный промышленный прототип с производительностью в 1500-2000 литров в день. Такие установки могут доставляться к альтернативным источникам энергии.

«В будущем мы будем производить электроэнергию из возобновляемых источников, — поясняет Диттмайер. — И лучше всего ее использовать прямо на месте». КПД своей технологии он оценивает в 60%. У водородного топлива КПД выше, но, подчеркивает ученый, «например, для самолетов или тяжелых грузовиков его энергетическая плотность недостаточна».

Но в конечном итоге все зависит от бизнес-моделей и налоговых инструментов. При действующих производство топлива из воздуха дороже рыночной цены углеводородных энергоносителей, и в ближайшие годы, по мнению профессора, это вряд ли изменится. «Значит, — говорит он, — надо позаботиться о продвижении такого топлива на рынок». Пока же даже при сравнительно низких ценах на электроэнергию производимое в Карлсруэ топливо стоит от одного до полутора евро за литр — вдвое дороже, чем не облагаемый налогами авиационный керосин.

Мобильная установка по производству топлива из СО2

Разработанная в KIT установка относится к числу новых технологий, позволяющих абсорбировать из воздуха углекислый газ, выделяемый при горении или на промышленных предприятиях, и использовать его для производства новых товаров или закачивать на постоянное хранение глубоко под землю. Такие технологии называют CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage).

Что могут технологии CCUS

Международное энергетическое агентство (МЭА) считает CCUS одним из немногих технологических решений, способных уменьшить выбросы СО2 на угольных и газовых электростанциях, а также в ключевых отраслях промышленности — на сталелитейных, цементных или химических предприятиях. Чтобы достичь поставленных климатических целей, подсчитали в агентстве, необходимо с помощью CCUS к 2040 году уменьшать эмиссию СО2 на семь процентов — не на 32 млн тонн в год, как сейчас, а на 2,3 млрд.

Технологии CCUS имеют не только экологическую целесообразность, но и большой экономический потенциал. Консалтинговое агентство Boston Consulting Group (BCG) считает, что их рыночная стоимость в ближайшие десять лет достигнет 90 млрд долларов. Модели CCUS были разработаны еще 40 лет назад, но из-за технических и экономических причин оставались, скорее, в тени. BCG предсказывает им скорый расцвет.

Консалтинговое агентство дает дифференцированный прогноз. Одно дело — сферы промышленности (газоочистка, производство аммония и этилового спирта), в которых сравнительно легко достичь уменьшения выбросов CO2. Здесь у CCUS наибольший рыночный потенциал — порядка 70 млрд долларов, хотя на эти отрасли приходится только 3% эмиссии СО2. А вот в сфере угольной и газовой энергогенерации с ее львиной долей выброса углекислого газа использование CCUS, по оценке BCG, пока наименее рентабельно.

Экологи от новых изобретений не в восторге

Эрика Белманн (Erika Bellmann) из немецкого отделения Всемирного фонда дикой природы (WWF) менее оптимистична. В сфере индивидуального транспорта она вообще не видит никакой пользы от CCUS, ратует за переход на электропривод или водородное топливо.

«На первый взгляд, выглядит чудесно: берешь СО2 из промышленных выбросов, делаешь из него бензин и получаешь, как минимум, экономию, — говорит она. — Но это упрощенная схема, ведь процессы по технологиям CCUS крайне энергоемки». Автомобиль, использующий такой бензин, по ее подсчетам, в целом потребляет в пять раз больше энергии, чем электрокар.

В энергетической сфере есть прогресс, признает Белльман, но за счет возобновляемых источников все еще вырабатывается только треть электроэнергии. «Если производить в Германии бензин по технологии CCUS, — полагает эксперт WWF, — то в сумме эмиссия парниковых газов будет намного больше, чем при использовании бензина или дизельного топлива».

К тому же, замечает Белльман, технология выделения СО2 из воздуха еще не настолько развита, чтобы найти широкомасштабное применение. Использование эмиссии сталелитейного, цементного или химического завода, добавляет немецкий эксперт, ничего не меняет в углеводородном происхождении углекислого газа. Его выбросы можно уменьшить только при переходе на возобновляемые источники, и то не до нуля.

Рациональным она считает применение технологий CCUS для производства эффективного сырья для химической индустрии. Положительно оценивает Белльман и вариант закачки в землю двуокиси углерода. Избежать эмиссии СО2, например, при производстве цемента технически невозможно. Но поскольку полный отказ от цемента нереален, то имеет смысл собирать выделяемый при этом углекислый газ и обезвреживать его методом утилизации в земле. «Это очень трудоемкий процесс, требующий больших энергозатрат, но альтернативы ему нет», — заключила Эрика Белльман.

Смотрите также:

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Закрытие угольных электростанций
Правительство ФРГ решило к 2038 году прекратить использование в электроэнергетике угля — самого вредного для климата ископаемого энергоносителя. Уже в 2022 году общая мощность угольных электростанций сократится на четверть. Ускоренными темпами будут закрывать те, что работают на импортном каменном угле. За свертывание добычи бурого угля ряд регионов Германии получит многомиллиардные компенсации.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Развитие возобновляемой энергетики
К 2030 году 65% потребляемой в Германии электроэнергии должны производиться из возобновляемый источников (ВИЭ), прежде всего — с помощью ветра и солнца. На момент принятия программы в сентябре 2019 года этот показатель составлял около 43%. Среди мер стимулирования развития ВИЭ — повышение материальной заинтересованности местных органов власти в установке на своей территории ветрогенераторов.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Введение сертификатов на выбросы CO2
Тот, кто выбрасывает в атмосферу значительные объемы парниковых газов, должен за это платить. Таков смысл системы CO2-сертификатов, введенной в Европейском Союзе еще в 2005 году для промышленных предприятий. В Германии с 2021 года приобретать подобные сертификаты обязаны будут также компании, продающие потребителям различные виды топлива. В результате оно должно подорожать.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Повышение цен на топливо
Цена CO2-сертификатов, согласно правительственной программе, будет в 2021-25 годах планомерно расти. Это должно привести к постепенному удорожанию, в частности, бензина и дизельного топлива на заправочных станциях. Цель правительственной программы — подтолкнуть автомобилистов к более экономному расходованию нефтепродуктов и, в конечном счете, к переходу на экологичные виды транспорта.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Стимулирование электромобильности
Правительство ФРГ расширило и продлило до 2025 года программу стимулирования покупки полностью электрических автомобилей и заряжаемых от розетки плагин-гибридов. Так, скидка на электромобили по цене до 40 тысяч евро увеличена с 4 до 6 тысяч евро, для более дорогих моделей она составляет 5 тысяч евро. Одновременно решено в 2020-21 годах установить 50 тысяч новых общедоступных станций зарядки.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Увеличение налога на авиабилеты
Выбросы от работы авиадвигателей весьма способствуют парниковому эффекту, поэтому правительство ФРГ стремится сократить число авиаперелетов, особенно внутри Германии и Европы. Один из пунктов программы защиты климата — повышение с 1 апреля 2020 года налога на авиабилеты. В частности, на 5,65 евро до 13,03 евро при вылете из аэропортов на территории Германии по внутриевропейским маршрутам.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Налоговые льготы железной дороге
Чем больше пассажиров предпочтут автомобилям, междугородним автобусам и самолетам электропоезда, тем лучше для климата, считает правительство ФРГ. Один из пунктов его программы — снижение НДС на железнодорожные билеты с 19% до льготных 7% с 1 января 2020 года и, в результате, их удешевление в поездах дальнего следования на 10%. Недополученные налоги казне компенсирует сбор с авиапассажиров.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Запрет дизельного отопления домов
Значительные выбросы CO2 возникают при обогреве зданий. Во многих немецких домах, прежде всего — индивидуальных, все еще действуют отопительные системы на мазуте или солярке, зачастую очень старые и малоэффективные. Государство готово взять на себя 40% расходов на их замену современными экологичными технологиями. А с 2026 года установка дизельных котлов будет вообще запрещена.
Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года
Поддержка энергосберегающего жилья
Чем больше в здании применяется энергосберегающих технологий, тем меньше энергии требуется для его отопления. Поэтому с 2020 года правительство Германии в рамках программы защиты климата будет предоставлять налоговые льготы всем домовладельцам за установку в окнах энергосберегающих стеклопакетов и за теплоизоляцию стен и крыши.
Автор: Андрей Гурков

Как приготовить сухой лед в домашних условиях в Москве

Приготовление сухого льда в домашних условиях – без специализированного оборудования изготовление сухого льда в домашних условиях невозможно. К тому же самостоятельное получение данного продукта является абсолютно нецелесообразным и невыгодным с финансовой точки зрения. При использовании подручных средств в домашних условиях возможно изготовление углекислотного снега, который значительно уступает сухому льду.

Как можно использовать сухой лед в быту

Сухой лед возможно применять для сверхбыстрого охлаждения каких-либо продуктов питания- «Шоковая заморозка». Особенно эффективен метод шоковой заморозки при заготовке ягод, овощей и грибов. Когда лед отдает холод, он не тает, а испаряется, переходя в газообразное состояние. Благодаря этому охлаждаемые продукты не пропитываются влагой.

Еще один вариант использования сухого льда – добавление в напитки и коктейли, в результате чего происходит эффектное выделение густого «дыма», устремляющегося вниз.

Технология изготовления

В первую очередь, опишем, что представляет собой сухой лед. Это поможет понять процесс его приготовления, а так же разберем почему его производство в кустарных условиях без специализированного оборудования невозможно.

Сухой лед – это углекислый газ в твердом состоянии. Его химическая формула – CO₂. Температура сублимации при нормальном давлении составляет примерно -78,5°C. При попадании в среду с температурой выше указанной он испаряется, переходя в газообразное состояние. В процессе лед поглощает большое количество тепла у контактирующих с ним предметов.

Для получения сухого льда на практике используется сжиженная углекислота, находящаяся под большим давлением. При контакте с воздухом жидкий диоксид углерода мгновенно превращается в газ и тончайшую снегообразную массу «углекислотный снег». Далее продукт спрессовывается в более удобную форму на специальном оборудовании. При помощи фильтров из спечённой бронзы отфильтровываем углекислый газ который присутствовал в углекислотном снеге. Сформованный сухой лед укладывается в изотермические контейнера.
Так же есть метод изготовления блоков сухого льда используя ледоформу или пресс. К герметичной форме подключается емкость сжиженной углекислоты, приоткрывается сбросной вентиль и контролируя процесс по манометру начинается постепенный сброс газовой фазы. Время формирования блока зависит от его размера, сбросив давление до 6 бар, вентиль углекислотной емкости закрывается и давление сбрасывается окончательно. Существенным минусом этого метода являются потери углекислоты, для чего на крупных производствах устанавливают систему рекуперации, отлавливая, осушая и повторно сжижая углекислый газ.

Из всего вышеизложенного, становиться видно всю сложность изготовления данной продукции, а высокое давление и низкие температуры добавляют его производству довольно высокую долю опасности. Помимо всего прочего это невыгодно с финансовой точки зрения. Производители сухого льда в частности ООО «Амарко-Сервис» используют профессиональное современное оборудование позволяющее производить высококлассную продукцию с минимальными потерями. И конечно же стоимость сжиженной углекислоты высшего сорта у крупного оптовика коими являются производители сухого льда будет в двое ниже.

Углекислотный снег в домашних условиях

Чтобы сделать углекислотный снег в домашних условиях, понадобится следующее:

Сжиженная углекислота под давлением.

Тканевый мешок.

Перчатки.

Тара для хранения сухого льда.

Углекислоту можно взять из обычного бытового огнетушителя. На нем должна быть маркировка CO₂ или «ОУ» — огнетушитель углекислотный. Также углекислота продается в специальных баллонах.

Тканевый мешок можно изготовить самостоятельно из шерстяной одежды. Подойдет и другая плотная ткань.

Перчатки нужны для защиты от термических ожогов, потому должны плохо пропускать холод.

Для непосредственного приготовления углекислотного снега в домашних условиях необходимо, во-первых, снять с огнетушителя (или баллона) блокирующую пломбу. Во-вторых, на штуцер желательно надеть резиновую или полипропиленовую трубку, с помощью которой процесс немного упростится.

Далее необходимо направить штуцер баллона (огнетушителя) или надетую предварительно трубку в тряпочный мешок и по максимуму обеспечить его герметичность.

Когда все готово, остается только нажать на рычаг (если это огнетушитель) или открутить вентиль (если это специальный баллон с CO₂). Находящая под высоким давлением углекислота устремится в мешок и, вступая в контакт с атмосферным воздухом, перейдет в твердое состояние, при этом резко увеличиваясь в объеме.

Техника безопасности

Первое, о чем необходимо помнить при самостоятельном приготовлении углекислотного снега, – это об его низкой температуре (-75°C). При контакте с незащищенной кожей могут остаться серьезные термические ожоги.

Второе – это процесс испарения, при котором обильно выделяется углекислый газ. Он не вреден для дыхательных органов человека, но имея большую массу (в 1,52 тяжелее воздуха) вытесняет кислород и ВЫЗЫВАЕТ УДУШЬЕ.

По этой причине категорически запрещается хранить полученный продукт в плохо проветриваемых помещениях. Кроме того, в герметично закрытой таре хранить тоже нельзя, так как в процессе его испарения выделяется достаточно большой объем газа который в свою очередь вызывает избыточное давление и может привести к взрыву.

Где купить готовый сухой лед

Получить это замечательное вещество в домашних условиях невероятно сложно и даже при самостоятельном изготовлении части оборудования это не безопасно, а так же не выгодно с финансовой точки зрения.

Чтобы заказать сухой лед, обратитесь в нашу компанию по указанному номеру телефона или оформите заявку прямо на сайте. У нас вы сможете купить высококачественный сухой лед в удобных компактных блоках или в гранулах на условиях самовывоза или оперативной доставки.

Получение CO2 — Aquabase.ru

Растения хорошо растут и размножаются только при определенных условиях. Основным из них является оптимальное сочетание количества света, макро- и микроэлементов и углекислого газа. Если какая-либо из этих составляющих отсутствует или не оптимальна, то избытком других это не компенсируется. Следствием дисбаланса является плохое состояние растений и появление нежелательных водорослей-паразитов.

Количество света и питательных веществ легко регулируется изменением мощности ламп светильника и концентраций вносимых удобрений. А вот про двуокись кислорода, без которой невозможен фотосинтез, аквариумисты обычно забывают, считая, что эта составляющая благополучия растений полностью обеспечивается дыханием рыб. Но это далеко не всегда так. Например, хорошо известно. что чем интенсивнее освещение, тем выше потребность растений в углекислом газе. И если удельная мощность светильника составляет более 0,5 Вт/л, растения испытывают дефицит СО2 и им часто требуется дополнительная подкормка углекислым газом.

Ряд западных фирм выпускают специальное оборудование для обогащения воды углекислым газом. Стоимость некоторых подобных изделий измеряется сотнями долларов. Зачастую это сложнейшие приборы с электронным управлением, снабженные баллонами со сжатым СО2, высокоточными дозаторами и различными датчиками и т.п.

Есть и устройства попроще, но все равно достаточно дорогие сами по себе и требующие к тому же периодической замены расходных материалов. По этой причине фабричные генераторы двуокиси углерода недоступны для широкого круга любителей.

Но не все так безнадежно: существует достаточно простой способ получения углекислого газа, о котором и пойдет речь.

Установка для подкормки аквариумных растений состоит из генератора и реактора. В генераторе вырабатывается СО2, а реактор предназначен собственно для насыщения им аквариумной воды. Реактивами для получения углекислого газа служат вода, сахар и пекарские дрожжи.

Генератор представляет собой пластиковую емкость, объем которой зависит от вместимости обслуживаемого аквариума. Мощности 2литрового генератора обычно бывает вполне достаточно для подкормки растений в 200-литровом водоеме. Для более вместительных водоемов требуется генератор большей емкости или батарея из нескольких 2-литровых генераторов.

В пробке генератора закрепляют жесткую трубку, а на нее надевают гибкий шланг, по которому углекислый газ поступает в реактор. Все соединения должны быть плотными, чтобы предотвратить бесполезное расходование вырабатываемого углекислого газа.

Реактором в простейшем случае может служить плотный распылитель, выдающий мелкие пузырьки воздуха. Чем они меньше, тем эффективнее идет насыщение воды СО;. Однако такой способ не всегда пригоден, поскольку при большой глубине аквариума или недостаточном давлении углекислого газа растворения газа может не происходить.

Более совершенен реактор в виде плоского короба, открытой стороной помещенного в воду. Углекислый газ по шлангу подается либо непосредственно в короб, либо через распылитель в воду под него. В последнем случае в коробе накапливается та часть С02, которая не успела раствориться. поднимаясь к поверхности. Интенсифицировать процесс растворения углекислоты можно организацией дополнительного тока воды вдоль открытой части короба. Курт Паффрат (Paffrath К. «Bestimmung und Pflege von Aquarienpflanzen», 1979) дает такие рекомендации по размерам короба: на каждые 100 литров объема аквариума при жесткости воды до 8° необходима площадь сечения 30 см2.

Если вы используете фильтры с подсосом воздуха, то шланг от генератора углекислого газа можно подключить к воздушному входу фильтра. Для более эффективного усвоения углекислого газа надо отрегулировать скорость прокачки воды таким образом, чтобы газ успевал раствориться.

Еще одним вариантом реактора может быть видоизмененный эрлифт. Широкую часть его трубы заполняют фильтрующим материалом, который замедляет прохождение воздуха и дает возможность раствориться большей части СО2.

Во всех случаях реактор целесообразно изготавливать прозрачным, что облегчает контроль за растворением углекислого газа.

Для запуска установки необходимо залить в генератор рабочую смесь. Ее готовят следующим образом. В 500 мл воды растворяют 100 г сахара и 1/2 столовой ложки дрожжей. Затем смесь заливают в генератор и разбавляют водой так, чтобы в резервуаре оставалось до трети свободного пространства, поскольку выделение углекислого газа сопровождается бурным пенообразованием.

На нормальный режим работы генератор выходит спустя 10-12 часов после заправки. Для того чтобы пена не попала в аквариум, на выходе генератора можно поставить пеноотделительный фильтр. Его конструкция очень проста: это емкость с крышкой, в которую входят две трубки. Входящая трубка длиннее, а выходящая короче. Чем больше разница в высоте трубок, тем надежнее работа отделителя пены.

Процесс выработки углекислого газа продолжается 10-15 дней. Можно несколько продлить этот срок, добавив в смесь щепотку питьевой соды. Время действия генератора существенно зависит от окружающей температуры.

Для непрерывной подкормки растений углекислым газом лучше заранее подготовить еще одну емкость со смесью и в свое время заменить ею отработавший генератор.

Научными экспериментами установлено, что для большинства водных растений пригодной является концентрация двуокиси углерода 10-15 мг/литр. Некоторые растения требуют больших количеств СО2, но нельзя забывать, что для многих рыб концентрация свыше 30 мг/литр является опасной. Впрочем, по некоторым данным, и растения при высоких концентрациях СО2 закрывают свои устьица.

Сегодня в продаже имеются индикаторы, с помощью которых можно легко определить содержание СО2 в воде. Косвенно судить о концентрации углекислого газа можно по значению рН: растворяясь, СО2 понижает значение активного водородного показателя. Собственно, в сложных фабричных СО2-генераторах регулировка подачи углекислоты основана именно на измерении рН.

В дневное время при ярком освещении идет активное усвоение углекислого газа. поэтому существенного изменения рН может и не происходить. Как показывает практика, показатель рН, понижающийся в ночное время до 6,5-6,3, свидетельствует о достижении необходимой концентрации СО2 и необходимости прекратить подачу этого газа в аквариум. Впрочем, в ночное время брожение несколько ослабевает, особенно если для размещения генератора выбрать прохладное место. Никогда не пытайтесь наглухо перекрыть шланг генератора. Давление в емкости, создаваемое брожением, способно разорвать пластиковые стенки закрытого сосуда. При этом вы рискуете залить довольно большую площадь смесью, запах которой едва ли будет приятен домашним. Наличие необходимого количества углекислого газа при хорошем освещении и питании улучшает условия оптимального развития растений. Интенсивный фотосинтез внешне проявляется непрерывным выделением кислорода, который цепочкой мельчайших пузырьков поднимается к поверхности воды. Обогащение воды углекислым газом, как ни парадоксально это звучит, способствует и насыщению ее кислородом благодаря хорошо растущим растениям.

По естественности этот процесс не может сравниться ни с какими другими способами нормализации условий в аквариуме. Ведь растения, интенсивнее усваивая питательные вещества, очищают воду, улучшая среду существования рыб.

Правда, слишком бурный рост растений наряду с великолепием подводного пейзажа создает и дополнительные трудности, связанные с необходимостью регулярного прореживания разрастающихся порослей.

Описанный способ подкормки растений двуокисью углерода требует минимума затрат времени и средств. В то же время он оставляет простор для экспериментов и позволяет добиваться полноценного процветания подводного сада.

Автор: В.Норватов, журнал «Аквариум»

Получение углекислого газа и изучение его свойств.

Распознавание карбонатов

Практическая
работа №7

Получение
углекислого газа и изучение его свойств.
Распознавание карбонатов

Цель работы:
научиться на практике получать оксид
углерода (IV)
реакцией обмена, собирать газ способом
«вытеснения воздуха», совершенствовать
умение собирать приборы для получения
газов.

Оборудование
и реактивы: пробирка с газоотводной
трубкой, химический стакан, лучина,
штатив с пробирками, мел или мрамор,
растворы соляной кислоты, нитрата
серебра, известковой воды, гидроксида
натрия, хлорида натрия, карбоната натрия,
сульфата натрия.

Экспериментальная
задача I.
уровень I

Получение
углекислого газа и изучение его свойств.

Берем
сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее несколько кусочков мрамора или
мела CaCO₃.
Добавляем
к ним 2-3 мл раствора соляной кислоты
HCl.
Наблюдаем
выделение углекислого газа CO₂в
результате реакции обмена.
Закрываем
пробирку пробкой с газоотводной трубкой.
Закрепляем
пробирку в лапке штатива, а газоотводную
трубку направляем в химический стакан,
стоящий рядом.
Наполняем
стакан углекислым газом CO₂.
Берем
спиртовку.
Поджигаем
ее спичками.
ТБ:
спиртовку от другой спиртовки зажигать
нельзя!
Поджигаем
лучину и опускаем ее в стакан с углекислым
газом.
Наблюдаем
затухание лучины.
Делаем
вывод: углекислый газ не поддерживает
процесс горения.

Тема: Получение углекислого газа и изучение его свойств. Распознавание карбонатов
Исполнитель	Экспериментальная задача I	Комментатор
	Берем сухую чистую пробирку.
	Помещаем в нее несколько кусочков мрамора или мела CaCO₃.
	Добавляем к ним 2-3 мл раствора соляной кислоты HCl.
	Наблюдаем выделение углекислого газа CO₂в результате реакции обмена.
	Закрываем пробирку пробкой с газоотводной трубкой.
	Закрепляем пробирку в лапке штатива, а газоотводную трубку направляем в химический стакан, стоящий рядом.
	Наполняем стакан углекислым газом CO₂.
	Берем спиртовку.
	Поджигаем ее спичками.
	ТБ: спиртовку от другой спиртовки зажигать нельзя!
	Поджигаем лучину и опускаем ее в стакан с углекислым газом.
	Наблюдаем затухание лучины.
	Делаем вывод: углекислый газ не поддерживает процесс горения.

Экспериментальная
задача I.
уровень II

Получение
углекислого газа и изучение его свойств.

Берем
сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее несколько кусочков мрамора или
мела.
Добавляем
к ним 2-3 мл раствора соляной кислоты.
Наблюдаем
выделение углекислого газа.
Закрываем
пробирку пробкой с газоотводной трубкой.
Закрепляем
пробирку в лапке штатива, а газоотводную
трубку направляем в химический стакан,
стоящий рядом.
Наполняем
стакан углекислым газом.
Берем
спиртовку.
Поджигаем
ее спичками.
Поджигаем
лучину и опускаем ее в стакан с углекислым
газом.
Наблюдаем
затухание лучины.
Делаем
вывод: углекислый газ не поддерживает
процесс горения.

Экспериментальная
задача I.
уровень III

Получение
углекислого газа и изучение его свойств.

Берем
сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее несколько кусочков мрамора или
мела.
Добавляем
к ним 2-3 мл раствора соляной кислоты.
Закрываем
пробирку пробкой с газоотводной трубкой.
Закрепляем
пробирку в лапке штатива, а газоотводную
трубку направляем в химический стакан,
стоящий рядом.
Наполняем
стакан углекислым газом.
Берем
спиртовку.
Поджигаем
ее спичками.
Поджигаем
лучину и опускаем ее в стакан с углекислым
газом.
Делаем
вывод из наблюдений.

Экспериментальная
задача I.
уровень IV

Докажите
на опыте, что углекислый газ, который
следует получить из карбоната кальция,
не поддерживает горение.

Экспериментальная
задача II.
уровень I

Свойства
углекислого газа

Берем
сухую чистую пробирку.
Наливаем
в нее 1-2 мл раствора известковой воды
Ca(OH)₂.
Пропускаем
выделяющийся в первом опыте углекислый
газ через известковую воду.
Наблюдаем
помутнение известковой воды в результате
образования нерастворимой соли карбоната
кальция CaCO₃.
Продолжаем
пропускать газ в эту пробирку до
образования прозрачного раствора
вследствие появления растворимой соли
гидрокарбоната кальция Ca(HCO₃)₂.
Берем
еще одну сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее 2 мл раствора гидроксида натрия
NaOH.
ТБ:
со щелочью обращаемся аккуратно!
Добавляем
каплю фенолфталеина.
Наблюдаем
раствор розового цвета, что говорит о
щелочной среде.
Пропускаем
через раствор углекислый газ CO₂.
Наблюдаем
обесцвечивание раствора, что говорит
о переходе среды от щелочной к нейтральной
или кислотной.
Делаем
вывод: углекислый газ обладает кислотными
свойствами.

Тема: Получение углекислого газа и изучение его свойств. Распознавание карбонатов
Исполнитель	Экспериментальная задача II	Комментатор
	Берем сухую чистую пробирку.
	Наливаем в нее 1-2 мл раствора известковой воды Ca(OH)₂.
	Пропускаем выделяющийся в первом опыте углекислый газ через известковую воду.
	Наблюдаем помутнение известковой воды в результате образования нерастворимой соли карбоната кальция CaCO₃.
	Продолжаем пропускать газ в эту пробирку до образования прозрачного раствора вследствие появления растворимой соли гидрокарбоната кальция Ca(HCO₃)₂.
	Берем еще одну сухую чистую пробирку.
	Помещаем в нее 2 мл раствора гидроксида натрия NaOH.
	ТБ: со щелочью обращаемся аккуратно!
	Добавляем каплю фенолфталеина.
	Наблюдаем раствор розового цвета, что говорит о щелочной среде.
	Пропускаем через раствор углекислый газ CO₂.
	Наблюдаем обесцвечивание раствора, что говорит о переходе среды от щелочной к нейтральной или кислотной.
	Делаем вывод: углекислый газ обладает кислотными свойствами.

Экспериментальная
задача II.
уровень II

Свойства
углекислого газа.

Берем
сухую чистую пробирку.
Наливаем
в нее 1-2 мл раствора известковой воды.
Пропускаем
выделяющийся в первом опыте углекислый
газ через известковую воду.
Наблюдаем
помутнение известковой воды.
Продолжаем
пропускать газ в эту пробирку до
образования прозрачного раствора.
Берем
еще одну сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее 2 мл раствора гидроксида натрия.
Добавляем
каплю фенолфталеина.
Наблюдаем
раствор розового цвета.
Пропускаем
через раствор углекислый газ.
Наблюдаем
обесцвечивание раствора.
Делаем
вывод: углекислый газ обладает кислотными
свойствами.

Экспериментальная
задача II.
уровень III

Свойства
углекислого газа.

Берем
сухую чистую пробирку.
Наливаем
в нее 1-2 мл раствора известковой воды.
Пропускаем
выделяющийся в первом опыте углекислый
газ через известковую воду.
Следим
за изменениями.
Отвечаем
на вопрос: «Вследствие чего наступили
изменения?»
Продолжаем
пропускать газ в эту пробирку.
Следим
за изменениями.
Отвечаем
на вопрос: «Вследствие чего наступили
изменения?»
Берем
еще одну сухую чистую пробирку.
Помещаем
в нее 2 мл раствора гидроксида натрия.
Добавляем
каплю фенолфталеина.
Следим
за изменениями.
Пропускаем
через раствор углекислый газ.
Отвечаем
на вопрос: «Вследствие чего наступили
изменения?».
Делаем
вывод из наблюдений.

Экспериментальная
задача II.
уровень IV

Определить
свойства углекислого газа при пропускании
его через растворы известковой воды и
гидроксида натрия.

Экспериментальная
задача III.
уровень I

В
трех пронумерованных пробирках находятся
растворы карбоната натрия, хлорида
натрия, сульфата натрия. С помощью
качественных реакций определите, где
какой раствор.

Проверим
все три раствора универсальной
индикаторной бумажкой.
Раствор
карбоната натрия Na₂CO₃
имеет слабощелочную среду вследствие
реакции гидролиза по аниону – индикатор
сине-зеленый.
Проверяем
данное утверждение добавлением в
пробирку раствора соляной кислоты HCl.
ТБ:
с кислотой обращаемся аккуратно!
Наблюдаем
выделение пузырьков углекислого газа.
Делаем
вывод: в данной пробирке карбонат натрия
Na₂CO₃.
Растворы
хлорида натрия NaCl
и сульфата натрия Na₂SO₄
имеют нейтральную среду, так как реакции
гидролиза у них отсутствуют – индикатор
желтый.
В
последние две пробирки добавляем 2-3 мл
раствора нитрата серебра AgNO₃.
В
пробирке с раствором хлорида натрия
выпадает осадок нерастворимой соли
хлорида серебра AgCl
белого цвета.
Делаем
вывод: в третьей пробирке раствор
сульфата натрия Na₂SO₄.
Приводим
рабочее место в порядок.

Тема: Получение углекислого газа и изучение его свойств. Распознавание карбонатов
Исполнитель	Экспериментальная задача III	Комментатор
	Проверим все три раствора универсальной индикаторной бумажкой.
	Раствор карбоната натрия Na₂CO₃ имеет слабощелочную среду вследствие реакции гидролиза по аниону – индикатор сине-зеленый.
	Проверяем данное утверждение добавлением в пробирку раствора соляной кислоты HCl.
	ТБ: с кислотой обращаемся аккуратно!
	Наблюдаем выделение пузырьков углекислого газа.
	Делаем вывод: в данной пробирке карбонат натрия Na₂CO₃.
	Растворы хлорида натрия NaCl и сульфата натрия Na₂SO₄ имеют нейтральную среду, так как реакции гидролиза у них отсутствуют – индикатор желтый.
	В последние две пробирки добавляем 2-3 мл раствора нитрата серебра AgNO₃.
	В пробирке с раствором хлорида натрия выпадает осадок нерастворимой соли хлорида серебра AgCl белого цвета.
	Делаем вывод: в третьей пробирке раствор сульфата натрия Na₂SO₄.
	Приводим рабочее место в порядок.

Экспериментальная
задача III.
уровень II

Проверим
все три раствора универсальной
индикаторной бумажкой.
Раствор
карбоната натрия имеет слабощелочную
среду – индикатор сине-зеленый.
Проверяем
данное утверждение добавлением в
пробирку раствора соляной кислоты.
Наблюдаем
выделение пузырьков углекислого газа.
Делаем
вывод: в данной пробирке карбонат
натрия.
Растворы
хлорида натрия и сульфата натрия имеют
нейтральную среду – индикатор желтый.
В
последние две пробирки добавляем 2-3 мл
раствора нитрата серебра.
В
пробирке с раствором хлорида натрия
выпадает осадок нерастворимой соли
хлорида серебра белого цвета.
Делаем
вывод: в третьей пробирке раствор
сульфата натрия.
Приводим
рабочее место в порядок.

Экспериментальная
задача III.
уровень III

Проверим
все три раствора универсальной
индикаторной бумажкой.
Раствор
карбоната натрия имеет слабощелочную
среду – индикатор сине-зеленый.
Проверяем
наличие карбоната натрия в пробирке
добавлением раствора соляной кислоты.
Следим
за изменениями.
Делаем
вывод.
В
две другие пробирки добавляем по 2-3 мл
раствора нитрата серебра.
Следим
за изменениями.
Делаем
вывод.

Экспериментальная
задача III.
уровень IV

В
трех пронумерованных пробирках находятся
растворы карбоната натрия, хлорида
натрия, сульфата натрия. С помощью
качественных реакций определить, где
какой раствор.

Отчетные
задания

По
результатам практической работы
заполните таблицу:

Номер опыта	Что делали	Что наблюдали	Вывод
1
	Уравнения химических реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде
2
	Уравнения химических реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде
3
	Уравнения химических реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде

Вариант
1

Оцените
свою деятельность в роли контролера
(насколько успешно вы с ней справились,
положительные моменты, недочеты).
Какая
роль (исполнитель, комментатор,
контролер), по вашему мнению, является
наиболее значимой при выполнении
лабораторного опыта? Почему?
Какие
умения вы формировали, находясь в роли
исполнителя?
Перечислите
положения правил техники безопасности
при выполнении опыта №1.

Вариант
2

Оцените
свою деятельность в роли контролера
(насколько успешно вы с ней справились,
положительные моменты, недочеты).
Какая
роль (исполнитель, комментатор,
контролер), по вашему мнению, является
наиболее значимой при выполнении
лабораторного опыта? Почему?
Какие
умения вы формировали, находясь в роли
комментатора?
Перечислите
положения правил техники безопасности
при выполнении опыта №2.

Вариант
3

Оцените
свою деятельность в роли контролера
(насколько успешно вы с ней справились,
положительные моменты, недочеты).
Какая
роль (исполнитель, комментатор,
контролер), по вашему мнению, является
наиболее значимой при выполнении
лабораторного опыта? Почему?
Какие
умения вы формировали, находясь в роли
контролера?
Перечислите
положения правил техники безопасности
при выполнении опыта №3.

основные способы заправки от баллона-донора в домашних условиях

Иногда возникает необходимость в заправке небольших ёмкостей углекислотой, но поблизости может не оказаться заправочной станции или организации, реализующей баллоны СО2. В такой ситуации решить проблему можно, если есть знакомые люди, у которых имеется стандартный 40-литровый баллон, заправленный этим газом. За небольшую плату можно относительно легко заполнить маленький резервуар, но при выполнении этой операции необходимо соблюдать некоторые правила.

Заправка с использованием гибкого шланга

Осуществить заправку небольшого баллона без какого-либо соединительного звена не представляется возможным. В баллоне этот газ находится в жидком состоянии, но просто перелить такую жидкость из одного резервуара в другой не получится. Для того чтобы заправить небольшой баллон углекислым газом, потребуется большая по объёму ёмкость с СО2 и гибкий шланг. и на его место устанавливается жёсткий переходник.

Переходник соединяется с баллоном.

На баллоне открывается вентиль, а с огнетушителя удаляется предохранительный штифт, после чего осуществляется нажатие на рычаг.

Через 2-3 минуты подача газа прекращается, путём прекращения давления на рычаг огнетушителя.

На маленьком баллоне закручивается вентиль, и с обоих резервуаров удаляется жёсткий переходник.

Таким несложным способом можно всегда наполнить небольшую ёмкость углекислым газом. Жёсткий переходник для соединения баллонов необходимо заранее приобрести в специализированном магазине.

Возможно, атмосферу все же получится очистить от углекислоты

Многие специалисты по охране окружающей среды считают, что опасности ускорения процесса глобального потепления можно избежать, если снизить концентрацию углекислого газа в атмосфере. Но некоторые эксперты утверждают, что если это даже и так, то реализовать идею сложно — уж слишком дорогим получается процесс.

Тем не менее, сейчас появляются и другие мнения. В частности, результаты анализа процесса извлечения диоксида углерода из атмосферы, опубликованные в журнале Joule, показывают, что цена не так уж и высока. По мнению авторов исследования, цена тонны углерода, извлеченного из воздуха составит от $94 до $232 за тонну. Причем технологии, которые требуются для очистки атмосферного воздуха, уже существуют и нужно лишь сделать их коммерчески пригодными.

Ранее другие исследователи утверждали, что цена тонны углекислого газа, «добытого» из воздуха, будет очень высокой — $1000 или даже больше. Соответствующее исследование было опубликовано в издании Proceedings of the National Academies.

Насколько можно судить, извлечение CO₂ из воздуха вполне можно сделать коммерчески выгодным процессом. При условии, правда, определенной модификации всей цепочки извлечения газа из атмосферы, чтобы получение углекислого газа было максимально недорогим. Извлеченный CO₂ планируется закачивать в огромные подземные хранилища, а затем — использовать для различных целей.

Здесь главное помнить, что цель всего проекта — все же помощь окружающей среде, а не получение денег. Если текущие темпы выброса углекислого газа в атмосферу будут такими же, как сейчас или даже более высокими, то температура повысится более, чем на 1,5 градуса Цельсия. И вскоре процесс может стать необратимым, если еще не стал. Снижение концентрации парниковых газов в атмосфере — весьма актуальная задача для ближайшего будущего. В противном случае парниковый эффект окажет очень сильное влияние на планету, эффект будет продолжительным, тысячи лет и более.

Дэвид Кейт, профессор физики из Гарварда и глава исследования, утверждает, что уже сейчас можно построить необходимые системы, технологии существуют.

Ученый знает, о чем говорит — он занимается изучением вопроса снижения концентрации углекислоты в атмосфере долгое время. Он же является основателем компании Carbon Engineering, которая около девяти лет работает над созданием промышленной установки «высасывания» углекислого газа из атмосферы. Сейчас тестовый агрегат построен в Британской Колумбии. Проект частично финансируется Министерством энергетики США.

Кейт надеется, что его проект покажет мировому сообществу способ, позволяющий обратить вспять или хотя бы приостановить глобальное потепление, хотя бы в отдаленной перспективе.

Стоимость высасывания CO₂ из атмосферы с последующим складированием уловленного газа просчитывалась немногими учеными. Основное влияние на мнение научного сообщества о стоимости процесса оказали две работы, опубликованные в 2011 году.

Тем не менее, авторы работы, где говорилось о $1000 за тонну углекислого газа, при его «добыче» из атмосферы, готовы с радостью принять и результаты расчетов других ученых. Но некоторые ученые выказывают сомнения в том, что углекислый газ удастся извлекать по цене в $100 или даже $200. Они считают, что модель — это хорошо, но если построить реальную фабрику по получению CO₂ из воздуха, затраты будут гораздо выше. По мнению специалистов, неизбежно проявятся дополнительные затраты.

«До того момента, пока вы не сможете показать затраты промышленного объекта, вы не можете считать свои выводы реалистичными. Я считаю, что реальная стоимость технологии выше в несколько раз», — заявил Говард Герцог, автор исследования, где указывалась цена в $1000.

Все же пространство для маневра у энтузиастов извлечения CO₂ есть — если что-то получается слишком дорогим, можно найти альтернативу. Вместо вертикального использовать горизонтальное хранилище, использовать более дешевую энергию и т.п.

Компания Carbon Engineering планирует создавать топливо нового типа, соединяя пойманный углерод с водородом. Представители компании заявляют, что они уже создали технологию получения такого топлива и все работает так, как и задумывалось. Правда, синтетическое топливо получается более дорогим, чем обычный бензин. Так что вопрос рынка сбыта остается открытым.

На данный момент компания Carbon Engineering получила около $30 млн на свои исследования. Сейчас она ищет дополнительные источники финансирования, надеясь построить более крупную фабрику по «ловле CO₂».

источников углекислого газа в вашем доме

Двуокись углерода, или CO2, — это бесцветный газ без запаха, который находится вокруг нас. Вы вдыхаете его каждый день без вредных последствий. Однако в достаточно больших количествах, около 1000 ppm, CO2 может снизить вашу концентрацию и внимание. При более высоких уровнях, около 2500 ppm, CO2 может вызвать сонливость и усталость, замедлить работу мозга и даже вызвать легкую головную боль. Воздействие на уровни выше 5000 ppm может быть опасным для вашего здоровья.

Даже на более низких уровнях вы не сможете лучше дышать в среде с избытком CO2.К счастью, источники CO2 легко определить. Вот наиболее частые причины образования углекислого газа в вашем доме.

Ваше тело

Вы можете быть удивлены, узнав, что ваше тело является самым значительным источником углекислого газа в помещении. При дыхании или дыхании ваше тело использует кислород и производит углекислый газ. В выдыхаемом вами воздухе концентрация углекислого газа намного выше, чем в окружающем воздухе. Когда ваши выдохи смешиваются с воздухом в закрытой комнате, общий уровень CO2 начнет расти.Поскольку уровень CO2 увеличивается, чем дольше вы находитесь в одном месте, уровни в закрытой спальне, когда вы спите, могут быть выше, чем вы думаете. Этот процесс ускоряется, когда несколько человек находятся в небольшой комнате в течение продолжительного времени. По этой причине такие места, как школьные классы и офисные конференц-залы, очень восприимчивы к накоплению CO2.

Чтобы этого не происходило, убедитесь, что углекислый газ, который выделяет ваше тело, куда-то денется. Открытие окна позволит CO2 выйти из комнаты, и даже открытие двери увеличит количество воздуха, в котором смешиваются диоксиды углерода.В качестве долгосрочного решения убедитесь, что ваша система вентиляции находится в рабочем состоянии, и увеличьте поток наружного воздуха в здание, чтобы снизить уровень CO2, вызванный дыханием.

Ваша кухня и камин

Любое открытое пламя в вашем доме выделяет углекислый газ. Огонь — это на самом деле химическая реакция; он использует кислород и в результате образует углекислый газ. Наличие открытого огня в вашем доме не только увеличивает выбросы CO2, но и потребляет кислород. Баланс вашего воздуха изменится, и станет труднее дышать по мере того, как горит огонь.

Обычные источники открытого огня в вашем доме — это газовые или дровяные печи, камины и свечи. Убедитесь, что у вас есть подходящая вытяжка для газовой плиты, чтобы свести к минимуму ее влияние на ваше здоровье. Точно так же ограничение использования домашних каминов и свечей поможет сбалансировать воздух. Во всех случаях открытие окна для выпуска CO2 поможет предотвратить опасное скопление газа.

Земля под вашим домом

В некоторых случаях почва под вашим домом может выделять опасное количество CO2.При разложении органического вещества выделяется CO2. Большая часть этого СО2 смешивается с наружным воздухом и рассеивается в атмосфере. Однако некоторые из них могут проникнуть в ваш дом, в основном через подвал. Аналогичным образом, предыдущее использование земли под вашим домом может подвергнуть вас риску. Заброшенные шахты, свалки и пещеры могут выделять CO2 в ваш дом. Это может привести к скоплению в вашем доме высококонцентрированного углекислого газа, который может быть очень опасным для вашего здоровья.

Этот вопрос наиболее актуален для людей, живущих в сельской местности, особенно в районах, где раньше находились сельскохозяйственные угодья или горнодобывающие предприятия.Если вы считаете, что в вашем доме могут быть такие условия, обязательно проверьте свой воздух и сообщите об этом в соответствующие органы, например в пожарную службу. Если в вашем доме опасный уровень СО2, то это могут и соседи. Герметизация трещин и обновление вашей системы вентиляции помогут свести к минимуму воздействие углекислого газа из земли.

Сигареты в вашем доме

Затяжка сигареты может выделять в воздух дым и химические вещества. Поскольку курение связано с огнем, реакцией горения, при курении также образуется углекислый газ.В закрытом помещении этот дым может нанести вред вашим легким, а огонь снижает концентрацию кислорода в воздухе. Наряду с этим CO2 еще больше изменяет состав вашего воздуха и затрудняет дыхание.

Чтобы уменьшить воздействие CO2 от курения, попросите друзей курить за пределами вашего дома или откройте окно, если вы решите курить в помещении.

Хотя CO2 может поступать из многих источников, вы можете предпринять шаги, чтобы предотвратить накопление CO2 в вашем доме.Дополнительные советы по сокращению выбросов CO2 можно найти в других публикациях в нашем блоге:

10 советов, как снизить уровень CO2 в вашем доме

Краткий обзор истории:

Двуокись углерода — это бесцветный природный газ без запаха, который трудно измерить без соответствующих инструментов.
Дом с эффективной системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может помочь снизить выбросы CO. ₂ в воздухе.
Ограничение открытого огня, добавление растений в интерьер вашего дома и многое другое может помочь сохранить воздух чистым.

В наши дни, проводя больше времени дома, мы можем замечать то, чего не видели раньше: трещину в стене, медленный слив. Но вы, вероятно, не заметите одного: повышение уровня углекислого газа.

Двуокись углерода, или CO ₂, представляет собой бесцветный природный газ без запаха, который выделяется в воздух, когда мы дышим. Хотя CO ₂ безвреден в небольших количествах, накопление этого природного газа может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья, таким как усталость, головные боли, потеря концентрации, головокружение, одышка, учащенное сердцебиение и многое другое.

Итак, как можно улучшить качество воздуха в помещении? Вот 10 простых решений, которые помогут снизить уровень CO ₂ и уменьшить загрязнение воздуха в вашем доме.

Убедитесь, что ваша система HVAC работает правильно.

Давайте сначала уберем очевидное: проверьте свою систему HVAC, будь то излучающая система или принудительный воздух. Многие эффективные вентиляционные решения рециркулируют воздух для экономии энергии, что очень полезно для окружающей среды, но может перемещать загрязненный воздух, а не циркулировать с новым воздухом, что может привести к более высокой концентрации CO ₂.При необходимости замените воздушные фильтры и любые другие детали, чтобы улучшить вентиляцию и снизить уровень CO ₂ в вашем доме.

Спроектируйте свой дом так, чтобы он поддерживал воздушный поток.

Естественный свет и светлое дерево — ключевые элементы дизайна The Lookout. Фото Рафаэля Сольди

По мере того, как здания становятся более воздухонепроницаемыми, в вашем доме циркулирует меньше свежего воздуха, и воздух, ограниченный одним пространством, удерживает CO ₂ в ловушке. Помимо сильной системы вентиляции, подумайте о том, как настроить дом так, чтобы воздух циркулировал.По возможности открывайте окна и размещайте большие предметы мебели у стены, а не в центре комнаты, где они могут блокировать дыхательные пути. Ночью держите двери спальни открытыми, чтобы воздух мог просачиваться сквозь них, пока вы спите.

Ограничить открытое пламя.

Фото любезно предоставлено Earthcore

Каштаны, обжаренные на открытом огне, отлично подходят для праздников, но огонь расходует кислород в вашем доме и заменяет его CO ₂, поэтому будьте осторожны с тем, как часто вы зажигаете огонь или свечу.Точно так же курение также выделяет большое количество CO ₂ вместе с другими химическими веществами, которые затем остаются в вашем доме.

Добавьте растения в свой дом.

COOKFOX спроектировал новые офисы IWBI в Нью-Йорке с упором на биофильный дизайн. Фото Эрика Лайнеля

Растения не только улучшают ваше настроение, концентрацию и творческие способности, не говоря уже о снятии стресса, но и помогают очищать воздух, превращая CO ₂ в кислород и поглощая токсины.Драцена с красными краями, плакучий инжир и бамбуковая пальма являются одними из лучших комнатных растений из-за их способности фильтровать воздух.

Купите очиститель воздуха.

Растения могут быть природными очистителями воздуха, но иногда их нужно усилить. Очиститель воздуха с фильтрами с активированным углем и вентилятором может помочь улавливать загрязняющие вещества из воздуха и улучшить его качество.

Увеличьте поток воздуха во время приготовления.

Простые изменения в дизайне жилой кухни могут иметь огромное влияние на окружающую среду.Фото любезно предоставлено InSinkErator

Другой способ выброса CO ₂ в воздух — сгорание, обычное при приготовлении пищи, особенно в газовых плитах. Включение вытяжного вентилятора может привести к выбросу CO ₂ и других газов, образующихся во время приготовления пищи, таких как диоксид азота, наружу. Если у вас нет вытяжного вентилятора, откройте окно, чтобы воздух продолжал движение.

Ограничьте воздействие летучих органических соединений.

Обновленное лакокрасочное покрытие Modern Emulsion

Farrow & Ball отличается повышенной прочностью, на основе негазированной воды и низким содержанием летучих органических соединений.Фото любезно предоставлено Farrow & Ball

Помимо двуокиси углерода, в воздухе могут оставаться и другие соединения углерода, называемые летучими органическими соединениями (ЛОС). К сожалению, летучие органические соединения могут быть скрыты во многих повседневных материалах, мебели, чистящих средствах и многом другом. Например, летучие органические соединения из внутренних красок продолжают выделяться в течение месяцев или даже лет после исчезновения запаха свежей краски. По возможности выбирайте продукты, изготовленные из натуральных материалов и ингредиентов, например, нетоксичные краски.

Следите за уровнем влажности в доме.

Влага в воздухе может помочь предотвратить кашель и кровотечение из носа, но может возникнуть слишком много влаги и такие проблемы, как рост плесени. По данным Mayo Clinic, идеальная относительная влажность для вашего дома должна составлять от 30% до 50%. Чтобы уменьшить излишнюю влажность в воздухе, накрывайте кастрюли и сковороды, включайте вентилятор во время горячего душа и держите окна открытыми во время приготовления пищи, чтобы предотвратить образование конденсата.

Сведите к минимуму использование коврика.

Накопление частиц на коврах и коврах означает, что загрязняющие вещества могут задерживаться в тканевых волокнах.Выбор полов с твердой поверхностью, такой как древесина твердых пород, бамбук или плитка, может предотвратить образование отложений. Если в вашем доме настелено ковровое покрытие, регулярно чистите его пылесосом.

Возьмите монитор CO

₂.

Поскольку углекислый газ не имеет запаха и цвета, его сложно отследить. Монитор CO ₂ покажет вам, сколько именно углекислого газа содержится в воздухе и когда вам следует предпринять шаги, подобные описанным выше, для снижения уровня CO ₂ в вашем доме.

Отравление оксидом углерода (CO) в вашем доме

Загрузите версию для печати брошюры Угарный газ: Предотвращение отравления угарным газом в вашем доме (PDF)

Окись углерода (CO) — бесцветный газ без запаха, образующийся при неполном сгорании топлива.Когда люди подвергаются воздействию газа CO, молекулы CO вытесняют кислород в их организме и приводят к отравлению.

Проблема с CO

Поскольку CO не имеет запаха, цвета или вкуса, он не может быть обнаружен нашими органами чувств. Это означает, что в помещении могут накапливаться опасные концентрации газа, и у людей нет возможности обнаружить проблему, пока они не заболеют. Кроме того, когда люди заболевают, симптомы схожи с симптомами гриппа, из-за чего жертвы могут игнорировать ранние признаки отравления угарным газом.

По оценкам CDC, ежегодно в США от непреднамеренного воздействия CO умирает около 400 человек. Данные по Миннесоте показывают, что ежегодно в среднем 14 человек умирают из-за непреднамеренного отравления углекислым газом. Около 300 человек ежегодно посещают отделения неотложной помощи для лечения симптомов, связанных с непреднамеренным воздействием CO. Для получения дополнительной информации Портал данных по угарному газу.

Хорошая новость заключается в том, что отравление угарным газом можно предотвратить с помощью простых действий, таких как установка сигнализации CO и техническое обслуживание устройств сжигания топлива.

Источники окиси углерода в доме

При горении материала образуется

CO. В домах с устройствами для сжигания топлива или в пристроенных гаражах выше вероятность возникновения проблем с CO. Распространенными источниками CO в наших домах являются такие устройства и устройства для сжигания топлива, как:

Сушилки для одежды
Водонагреватели
Печи или котлы
Камины газовые и дровяные
Плиты и духовые шкафы газовые
Автомобили
Грили, генераторы, электроинструменты, газонное оборудование
Дровяные печи
Табачный дым

Типичные концентрации CO в помещении

В идеале, уровень CO внутри помещения должен быть таким же, как и концентрация CO снаружи.В Миннеаполисе / Св. Пола, уровни CO на открытом воздухе обычно находятся в диапазоне 0,03–2,5 частей на миллион (ppm) в среднем за 8-часовой период. Эти уровни намного ниже федерального стандарта 9 ppm для CO в наружном воздухе. В целом концентрации ниже в сельской местности и выше в городах. Обнаружение более высоких концентраций CO в помещении, чем на открытом воздухе, указывает на наличие источника CO внутри или очень близко к вашему дому.

CO и отдых

Есть несколько способов, которыми люди могут подвергаться воздействию высоких уровней окиси углерода во время участия в таких мероприятиях, как кемпинг, рыбалка, охота и катание на лодках.

Такие предметы, как походные печи, угольные грили, фонари для сжигания топлива и генераторы, никогда не должны использоваться внутри палатки, жилого автофургона или каюты.
Не размещайте переносные генераторы возле открытых дверей и окон
В домах для подледного лова, в которых используется отопительное оборудование, должна быть установлена работающая сигнализация CO, а пользователи должны открыть окно для дополнительной вентиляции.
Отопительное оборудование в каютах и ледниках должно регулярно проверяться и находиться в хорошем состоянии
Лодочники должны быть осведомлены о зоне выхлопа в задней части лодки и должны буксировать пассажиров на расстоянии не менее 20 футов от этой зоны.
Помните о выхлопе от соседних лодок, когда они припаркованы рядом с ними
Установить сигнализацию CO в салоне катера

Защита вашей семьи от отравления CO

1.Обеспечьте надлежащую вентиляцию и техническое обслуживание топливных приборов

Важно знать, какие бытовые приборы в вашем доме работают на топливе, и следить за их надлежащим обслуживанием. Все эти приборы должны иметь выход наружу. Вы должны ежегодно проверять свои топливные приборы (например, печь) у квалифицированного подрядчика по отоплению на предмет потенциальных проблем. Также неплохо знать признаки потенциальной проблемы с CO:

Полосы сажи вокруг топливных приборов или скопившаяся сажа в камине
Отсутствие тяги вверх в дымоходе
Избыточная влага и конденсат на окнах, стенах и холодных поверхностях
Ржавчина на дымоходных трубах или домкратах
Оранжевое или желтое пламя в топочных приборах (пламя должно быть синим)
Поврежденные или обесцвеченные кирпичи наверху дымохода

Никогда не используйте внутри помещений приборы, предназначенные для наружного использования.Примеры включают грили для барбекю, походные печи, портативные генераторы или газонное оборудование, работающее на газе. Не используйте духовку для обогрева дома. Это не только опасность пожара, но и опасность угарного газа. Не запускайте и не оставляйте автомобиль на холостом ходу в пристроенном гараже. Вместо этого сразу же выезжайте из машины. Убедитесь, что выхлопная труба вашего автомобиля не забита, например, снегом зимой.

2. Знать симптомы отравления угарным газом

Выявить отравление угарным газом может быть сложно, потому что симптомы похожи на грипп.СО часто называют «тихим убийцей», потому что люди игнорируют ранние признаки и в конечном итоге теряют сознание и не могут сбежать в безопасное место.

Для большинства людей первыми признаками воздействия являются легкая головная боль и одышка при умеренных физических нагрузках. Продолжительное воздействие может вызвать более сильные головные боли, головокружение, усталость и тошноту. Со временем симптомы могут прогрессировать до спутанности сознания, раздражительности, нарушения суждения и координации и потери сознания.

Вы можете отличить отравление угарным газом и грипп по этим подсказкам:

Вы чувствуете себя лучше вдали от дома
Все дома болеют одновременно (вирус гриппа обычно передается от человека к человеку)
Наиболее пострадавшие члены семьи проводят больше всего времени в доме
Домашние животные выглядят больными
У вас нет лихорадки или болей в теле, и у вас нет увеличенных лимфатических узлов, характерных для гриппа и некоторых других инфекций.
Симптомы появляются или усиливаются при использовании оборудования для сжигания топлива

3.Установите и обслуживайте сигнализацию CO в вашем доме

Закон штата Миннесота (Закон штата Миннесота 299F.50) требует, чтобы в каждом доме был хотя бы один работающий сигнализатор CO в пределах 10 футов от каждой комнаты, которая по закону используется для сна. Все сигнализаторы CO должны соответствовать последним стандартам Underwriters Laboratory (UL). Следуйте инструкциям производителя по размещению вашего датчика CO и обратите внимание на предполагаемую дату замены.

Часто задаваемые вопросы

Есть ли у некоторых людей больший риск отравления угарным газом?

Да, некоторые люди подвергаются большему риску отравления угарным газом.К этим лицам относятся люди с:

Респираторные заболевания, такие как астма или эмфизема
Сердечно-сосудистые заболевания
Анемия или серповидноклеточная анемия

Кроме того, пожилые и маленькие дети подвергаются большему риску отравления угарным газом, чем взрослые. Было обнаружено, что люди, занимающиеся напряженной деятельностью, также подвергаются большему риску. Помните, что ЛЮБОЙ может заболеть и умереть от отравления углекислым газом при воздействии очень высоких уровней.

Может ли CO стать проблемой летом?

Да. Хотя случаи отравления CO выше в зимние месяцы, бывают ситуации, когда люди могут подвергаться воздействию высоких уровней CO в течение лета. Транспортные средства, включая лодки, выделяют окись углерода. Такие устройства, как походные печи, грили для барбекю и неэлектрические обогреватели, обычно используются во время развлекательных мероприятий, а также являются источниками CO.

CDC отметил, что случаи отравления CO возникли в результате использования генераторов во время перебоев в подаче электроэнергии.Портативные генераторы способны производить больше окиси углерода, чем современные автомобили, и могут убить людей за короткое время. Рекомендуется размещать генераторы на расстоянии не менее 25 футов от дома и с подветренной стороны. Убедитесь, что рядом с генератором нет вентиляционных отверстий или отверстий, через которые выхлопные газы могут попадать в ваш дом.

Как долго длится сигнал тревоги CO?

Типичный срок службы сигнализации CO составляет от 5 до 7 лет, но зависит от производителя.Рекомендуемый срок замены можно узнать на упаковке продукта или у производителя.

Что мне делать, когда звучит мой сигнал тревоги CO?

Не игнорируйте звуковой сигнал CO, если он звучит. Если у людей в доме проявляются симптомы отравления угарным газом, немедленно покиньте здание и позвоните в местную пожарную службу. В случаях, когда жители чувствуют себя хорошо, позвоните в местную газовую коммунальную компанию или квалифицированному специалисту, чтобы помочь определить причину проблемы.

Пять способов буквально накапливать излишки углерода в доме |
Наука

Самые современные зеленые здания не просто потребляют меньше ресурсов.Некоторые из них сделаны из материалов, взятых буквально из воздуха — выкованных из углекислого газа и метана, которые в противном случае загрязнили бы атмосферу. Все, от стен и мебели до крыш над нашими головами, может быть сделано из парниковых газов.

Удаление CO2 из атмосферы и помещение его во что-нибудь полезное или безопасное хранение называется секвестрацией углерода. Углерод можно улавливать, удаляя CO2 из выхлопного потока в дымовых трубах электростанций и закачивая его глубоко под землю, хотя этот процесс все еще остается в значительной степени непроверенным и чрезмерно дорогим.Еще одна многообещающая новая технология превращает парниковые газы в топливный метанол.

Существуют даже искусственные «деревья», разработанные исследователями из Колумбийского университета, которые используют пропитанные карбонатом натрия «листья» для улавливания углерода в химической реакции с образованием бикарбоната натрия, также известного как пищевая сода. Позже пищевую соду можно нагреть, чтобы высвободить чистый, готовый к секвестрации CO2. Но проблема этих амбициозных новых технологий в том, что немногие потребители готовы за них платить.

Улавливание углерода в строительных материалах, с другой стороны, намного дешевле. Продукты, которые делают это, обычно являются конкурентоспособными по цене с менее устойчивыми вариантами, и нам не нужно ждать, пока крупные корпорации или правительства примут меры. Мы можем выбрать использование этих зеленых альтернатив в наших собственных домах.

Конечно, эти материалы вряд ли смогут серьезно повлиять на нынешний климатический кризис, если мы не объединим их использование с гораздо меньшими затратами энергии. В 2014 г. средний показатель U.Потребитель коммунального предприятия S. израсходовал 10 932 киловатт-часов электроэнергии, в результате чего в атмосферу было выброшено более семи тонн углерода.

Мы уже знаем несколько хороших способов привести себя в порядок. Лучшая изоляция и покупка новейших энергоэффективных приборов — это два способа снизить углеродный след наших домов. Но чтобы в полной мере получить Знак одобрения экологического ведения хозяйства, вам также необходимо лучше понять, из чего сделан ваш дом. К счастью, появляется все больше более чистых и экологически чистых вариантов.

Цемент низкоуглеродистый

(Solidia Concrete)

Цемент — наиболее широко используемый материал в мире, и это проблема. Производство цемента — заведомо грязный бизнес, требующий много энергии при его теплоемком производстве и вызывающий химические реакции во время производства, на которые приходится 5 процентов наших глобальных выбросов CO2.

Но не все цементы одинаковы.Экологичный производитель цемента Solidia Technologies сократил производство углерода, изменив базовый рецепт, используя меньше известняка и более низкие температуры обжига. Цемент далее вступает в реакцию с CO2 в процессе отверждения (когда он затвердевает), навсегда удерживая углерод в матрице бетона.

Компания сообщает Smithsonian.com, что их производственный процесс выбрасывает в атмосферу до 70 процентов меньше углерода, чем цемент, производимый обычным способом. Это означает, что на каждую тонну произведенного цемента образуется на тысячу фунтов меньше CO2, что неплохо для одной из отраслей с самым высоким уровнем выбросов на Земле.

Понравилась статья?
ПОДПИШИТЕСЬ на нашу рассылку новостей

6 способов удалить углеродное загрязнение с неба

Со времени промышленной революции люди выбросили в атмосферу более 2000 гигатонн углекислого газа. (Гигатонна — это один миллиард метрических тонн.)

Это сгущающееся одеяло удерживающих тепло парниковых газов вызывает глобальное потепление, которое мы наблюдаем сегодня.Если ничего не изменится, климатические воздействия, такие как лесные пожары, удушающие волны тепла и разрушительное повышение уровня моря, будут только усиливаться.

Обязательным условием борьбы с изменением климата является быстрое сокращение выбросов — например, путем наращивания объемов возобновляемой энергии, повышения энергоэффективности, прекращения вырубки лесов и сдерживания сверхзагрязнителей, таких как гидрофторуглероды (ГФУ). Однако новейшие исследования в области климата говорят нам, что одних этих усилий недостаточно для предотвращения опасного изменения климата.

Чтобы удержать повышение глобальной температуры ниже 1,5-2 градусов по Цельсию (2,7-3,6 градусов по Фаренгейту), что, по мнению ученых, необходимо для предотвращения наихудших последствий изменения климата, нам необходимо не только сократить выбросы, но также удалить и хранить немного углерода из атмосферы.

Фактически, большинство сценариев климатических моделей показывают, что к 2050 году нам потребуется ежегодно удалять миллиарды метрических тонн двуокиси углерода, одновременно увеличивая сокращение выбросов.

Удаление углерода может принимать различные формы, от новых технологий до методов землепользования. Большой вопрос в том, смогут ли эти подходы обеспечить удаление углерода в масштабе, необходимом в ближайшие десятилетия.

Примечание. Это условный сценарий, показывающий роль удаления углерода в доведении выбросов до нуля к середине века в соответствии с ограничением глобального потепления на 1,5 ° C по сравнению с доиндустриальными уровнями. Он предполагает одновременное снижение выбросов CO2 и других газов, таких как метан.Более быстрое и / или более глубокое сокращение выбросов может снизить роль удаления углерода; более медленное и / или более слабое сокращение выбросов увеличило бы потребность в удалении углерода.

Каждый подход к удалению углерода сталкивается с проблемами и ограничениями. В серии рабочих документов WRI исследуются возможности и проблемы использования удаления углерода для борьбы с изменением климата и рекомендуется приоритетный набор действий федеральной политики США для ускорения их разработки и внедрения.

Вот шесть вариантов удаления углерода из атмосферы:

1) Леса

Фотосинтез естественным образом удаляет углекислый газ, а деревья особенно хороши в хранении углерода, удаляемого из атмосферы в результате фотосинтеза.Расширение, восстановление и управление лесами для стимулирования большего поглощения углерода может усилить силу фотосинтеза, превращая углекислый газ в воздухе в углерод, хранящийся в древесине и почве.

WRI оценивает, что потенциал удаления углерода из лесов и деревьев за пределами лесов только в Соединенных Штатах составляет более половины гигатонны в год, что эквивалентно всем годовым выбросам в сельскохозяйственном секторе США. Эти подходы к удалению CO ₂ через леса могут быть относительно недорогими по сравнению с другими вариантами удаления углерода (обычно менее 50 долларов за метрическую тонну) и позволяют получать более чистую воду и воздух в процессе.

Одна из основных проблем — обеспечить, чтобы расширение лесов в одном районе не происходило за счет лесов в другом месте. Например, лесовосстановление сельскохозяйственных угодий уменьшило бы запасы продовольствия. Это может потребовать преобразования других лесов в сельскохозяйственные угодья, если повышение продуктивности фермерских хозяйств не сможет восполнить этот пробел. Точно так же отказ от заготовки древесины в одном лесу может привести к чрезмерной вырубке в другом. Такая динамика делает особенно важным восстановление существующих лесов и управление ими, а также добавление деревьев на экологически приемлемые земли за пределами сельскохозяйственных угодий.

2) Фермы

Почвы естественным образом накапливают углерод, но сельскохозяйственные почвы испытывают большой дефицит из-за интенсивного использования. Поскольку сельскохозяйственные угодья настолько обширны — более 900 миллионов акров только в Соединенных Штатах — даже небольшое увеличение содержания углерода в почве на акр может иметь большое значение.

Строительный углерод в почве полезен также для фермеров и владельцев ранчо, поскольку он может улучшить состояние почвы и урожайность. Интеграция деревьев на фермах также может удалять углерод, обеспечивая при этом другие преимущества, такие как тень и корм для скота.

Увеличение содержания углерода в почве может принести пользу фермерам и владельцам ранчо в дополнение к удалению углерода из атмосферы. Фото Джеймса Бальца / Unsplash

Есть много способов увеличить содержание углерода в почвах. Посадка покровных культур, когда поля в остальном голые, может продлить фотосинтез в течение года, улавливая около половины метрической тонны CO ₂ на акр в год. Использование компоста может повысить урожайность при сохранении содержания углерода компоста в почве. Ученые также развивают культуры с более глубокими корнями, что делает их более устойчивыми к засухе и вносит больше углерода в почву.

Однако регулирование почвенного выброса углерода в больших масштабах — непростая задача. Природные системы по своей природе изменчивы, и поэтому прогнозировать, измерять и контролировать долгосрочные углеродные выгоды от любой конкретной практики на данном акре является реальной проблемой.

Эффективность некоторых практик также является предметом постоянных научных дебатов. Более того, изменение условий или методов управления из года в год может свести на нет предыдущие достижения. А поскольку для удаления значительного количества углерода потребуется много сельскохозяйственных угодий, правительствам и рыночным системам потребуется создать для землевладельцев правильные условия для хранения большего количества углерода.

3) Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS)

Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) — еще один способ использования фотосинтеза для борьбы с изменением климата. Однако это намного сложнее, чем посадка деревьев или обработка почвы, и не всегда помогает в изменении климата.

BECCS — это процесс использования биомассы для производства энергии в промышленном, энергетическом или транспортном секторах; улавливание его выбросов до того, как они попадут обратно в атмосферу; а затем хранение захваченного углерода либо под землей, либо в долгоживущих продуктах, таких как бетон.Если BECCS вызывает рост большего количества биомассы, чем в противном случае, или накапливает больше углерода вместо того, чтобы выпускать его обратно в атмосферу, он может обеспечить чистое удаление углерода.

Но не всегда просто определить, выполняются ли эти условия. Более того, если BECCS будет полагаться на биоэнергетические культуры, он может вытеснить производство продуктов питания или естественные экосистемы, уничтожая климатические преимущества и усугубляя отсутствие продовольственной безопасности и утрату экосистем.

Некоторые формы BECCS могут преобразовывать такие отходы, как сельскохозяйственные остатки или мусор, в топливо.Это сырье может стать ключом к будущему BECCS, так как оно не требует специального землепользования. Даже в этом случае учет должен быть правильным — а есть много способов сделать это неправильно, — чтобы BECCS принесла ожидаемые климатические выгоды.

4) Прямой воздухозаборник

Прямой улавливание воздуха — это процесс химической очистки диоксида углерода непосредственно из окружающего воздуха с последующим его хранением либо под землей, либо в долгоживущих продуктах. Эта новая технология аналогична технологии улавливания и хранения углерода, используемой для улавливания выбросов из таких источников, как электростанции и промышленные объекты.Разница в том, что прямое улавливание воздуха удаляет избыток углерода непосредственно из атмосферы, вместо того, чтобы улавливать его у источника.

Относительно просто измерить и учесть климатические преимущества прямого захвата воздуха, и его потенциальные масштабы применения огромны. Но технология остается дорогостоящей и энергоемкой. Часто бывает сложно определить затраты на новые технологии прямого улавливания воздуха, но по оценкам исследования 2018 года, это будет стоить около 94-232 долларов за метрическую тонну.Ранее оценки были выше.

Прямой улавливание воздуха также требует значительных затрат тепла и энергии: очистка воздуха от 1 гигатонны углекислого газа может потребовать почти 10 процентов от общего потребления энергии сегодня. Технология прямого улавливания воздуха также должна работать на источниках энергии с низким или нулевым содержанием углерода, чтобы обеспечить чистое удаление углерода.

Инвестирование в технологическое развитие и опыт внедрения, наряду с постоянным прогрессом в использовании дешевой экологически чистой энергии, может улучшить перспективы прямого захвата воздуха в больших масштабах.

Многие компании уже разработали системы прямого захвата воздуха, несмотря на почти полное отсутствие государственных расходов на исследования и разработки на эту технологию в течение многих лет. Однако в конце 2019 года Конгресс выделил 60 миллионов долларов на технологии удаления углерода, в том числе не менее 35 миллионов долларов на прямой улавливание воздуха, что стало важным шагом на пути к уровню инвестиций, необходимых для расширения масштабов разработки.

Суть в том, что прямой захват воздуха все еще является новой технологией, и, хотя она демонстрирует огромный потенциал для расширения, эти системы являются первыми в своем роде и нуждаются в общественной поддержке для развития.

5) Углеродная минерализация

Некоторые минералы естественным образом реагируют с CO ₂, превращая углерод из газа в твердое вещество. Этот процесс обычно называют углеродной минерализацией или усиленным выветриванием, и он, естественно, происходит очень медленно, в течение сотен или тысяч лет.

Но ученые выясняют, как ускорить процесс минерализации углерода, особенно за счет увеличения воздействия на эти минералы CO ₂ в воздухе или в океане.Это может означать перекачку щелочной родниковой воды из-под земли на поверхность, где минералы могут вступать в реакцию с воздухом; перемещение воздуха через большие залежи хвостов горных выработок — горных пород, оставшихся от горных работ, — которые содержат правильный минеральный состав; измельчение или выработка ферментов, которые разъедают минеральные отложения, чтобы увеличить площадь их поверхности; и поиск способов выветривания определенных промышленных побочных продуктов, таких как летучая зола, печная пыль или железо-стальной шлак.

Углеродная минерализация также может использоваться как способ хранения CO ₂ путем закачки в подходящие типы горных пород, где он вступает в реакцию с образованием твердого карбоната.Кроме того, некоторые приложения могут заменить традиционные методы производства таких продуктов, как бетон, который используется во всем мире в многомиллиардных тоннах.

Ученые показали, что углеродная минерализация возможна, и несколько стартапов уже разрабатывают строительные материалы на основе минерализации, но еще предстоит проделать большую работу, чтобы наметить рентабельные и разумные приложения для масштабного развертывания.

6) Концепции, основанные на океане

Был предложен ряд концепций удаления углерода на основе океана, чтобы максимально использовать способность океана хранить углерод и определить подходы, выходящие за рамки только наземных применений.Однако почти все они находятся на ранних стадиях разработки и нуждаются в дополнительных исследованиях, а в некоторых случаях и в пилотном тестировании, чтобы понять, подходят ли они для инвестиций с учетом потенциальных экологических, социальных и управленческих воздействий.

Каждый подход направлен на ускорение естественного углеродного цикла в океане. Они могут включать использование фотосинтеза прибрежных растений, морских водорослей или фитопланктона; добавление определенных минералов для увеличения хранения растворенного бикарбоната; или пропускание электрического тока через морскую воду для извлечения CO ₂.

Некоторые варианты удаления углерода на основе океана также могут принести сопутствующие выгоды. Например, выращивание голубого углерода в прибрежных районах и выращивание морских водорослей может удалить углерод, одновременно поддерживая восстановление экосистем, а добавление минералов, чтобы помочь океану накапливать углерод, также может снизить подкисление океана. Однако многое еще неизвестно о более широком экологическом воздействии этих подходов, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять потенциальные риски, прежде чем эти подходы будут реализованы в любом масштабе.

В ближайшем будущем культивируемые водоросли можно будет использовать для производства продуктов питания, топлива и удобрений, что может не привести к удалению углерода, но может снизить выбросы по сравнению с традиционным производством и обеспечить экономическую отдачу, которая поддерживает рост отрасли.

Океан может предложить потенциальные варианты удаления углерода, такие как выращивание морских водорослей, что также может иметь экологические преимущества. Фото Службы национальных парков

Учитывая потенциальное экологическое, социальное и управленческое воздействие предлагаемых подходов, можно было бы начать дополнительные исследования, чтобы прояснить неопределенности и проинформировать, где и когда следует расширить концепции удаления углекислого газа из океана.

Будущее удаления углерода

Анализ

WRI показал, что наиболее рентабельная стратегия с наименьшим риском для наращивания потенциала удаления углерода включает в себя разработку и внедрение различных подходов в тандеме.

Каждый подход к удалению углерода предлагает многообещающие и сложные задачи, но улавливание и хранение CO ₂, уже находящегося в воздухе, должно быть частью нашей стратегии изменения климата в Соединенных Штатах и во всем мире, чтобы избежать опасных уровней глобального потепления.

Пришло время начать инвестировать во весь портфель подходов к удалению углерода — в исследования, разработки, демонстрацию, развертывание на ранней стадии и благоприятные условия, — чтобы они стали жизнеспособными вариантами в масштабе, необходимом в ближайшие десятилетия.

Узнайте больше об анализе и рекомендациях WRI по удалению углерода, прочитав нашу серию исследований CarbonShot .

MGSC: двуокись углерода

Во многих отношениях диоксид углерода был неправильно охарактеризован из-за его связи с теплицами и глобальным потеплением.Но на самом деле углекислый газ — это природный газ со многими полезными функциями. От газированных напитков до огнетушителей и надувных спасательных жилетов, углекислый газ имеет ряд полезных свойств в нашем современном мире. Но что еще более важно, углекислый газ необходим для жизни на нашей планете, потому что он необходим для фотосинтеза, который растения используют для преобразования энергии в пищу, которую мы едим.

Хотя углекислый газ не является ядом, он может быть опасен в высоких концентрациях или в закрытых помещениях, где он вытесняет кислород.Но на открытом воздухе углекислый газ быстро рассеивается, что делает маловероятным риск для здоровья населения.

Одна из основных проблем, связанных с двуокисью углерода, — это его роль в глобальном потеплении и скорость, с которой он увеличивается в атмосфере. По образцам керна арктического льда установлено, что уровни углекислого газа оставались в основном стабильными в течение тысяч лет и составляли от 260 до 280 частей на миллион. Однако с начала промышленной революции уровень углекислого газа увеличился на 36%, причем половина этого увеличения приходится на 1973 год.Концентрация углекислого газа увеличилась с 280 частей на миллион (ppm) до середины 1700-х годов до примерно 370 ppm сегодня. Именно это быстрое ускорение является основным источником беспокойства исследователей, изучающих глобальное изменение климата и связанные с ним последствия.

Откуда на Земле происходит CO ₂?
Выбросы углекислого газа могут возникать в результате естественной деятельности и деятельности человека. Быстрое увеличение содержания углекислого газа в атмосфере заставило многих сосредоточить внимание на промышленных источниках CO ₂, то есть на углероде, выделяющемся в воздух при сжигании ископаемого топлива.Однако естественные источники углекислого газа, такие как дыхание животных и растений, извержения вулканов и таяние вечной мерзлоты, также способствуют концентрации CO ₂ в атмосфере.

Сливов и источников.
Во время естественного углеродного цикла углерод выбрасывается в атмосферу из различных источников и поглощается «стоками». Например, люди и растения выделяют углекислый газ через дыхание, что делает их источником углекислого газа, в то время как растения поглощают углекислый газ во время фотосинтеза, превращая их в сток.Океан действует как источник и приемник, выделяя углекислый газ и поглощая его в результате естественных процессов. Извержения вулканов являются естественным источником CO ₂. Однако количество углерода, выделяемого в результате извержений вулканов, относительно невелико.

Человеческий вклад.
Хотя определенное количество углекислого газа в нашей атмосфере создается в результате естественных процессов, таких как дыхание, лесные пожары и вулканическая активность, деятельность человека является крупнейшим источником глобальных выбросов CO ₂.Это в первую очередь потому, что большая часть нашей современной жизни требует энергии, вырабатываемой за счет сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, используемый для электричества, и нефть, используемая для транспорта. Ископаемое топливо создается, когда древний растительный и животный материал захоронен, преобразован и сохранен в отложениях в течение длительного периода времени (миллионы лет). Когда это топливо восстанавливается и сжигается, углерод в нем высвобождается, соединяясь с кислородом воздуха, образуя углекислый газ. Ниже приведены некоторые из основных источников антропогенного углекислого газа.

Производство электроэнергии
От освещения и кондиционирования воздуха до питания наших компьютеров и телевизоров — производство электроэнергии потребляет значительную часть мировых энергетических ресурсов. Большая часть потребляемой нами электроэнергии производится за счет использования ископаемого топлива, такого как уголь, что делает производство электроэнергии одним из крупнейших источников антропогенных выбросов углерода.

Транспорт
Транспорт является вторым по величине источником глобальных выбросов углерода после выработки электроэнергии.Нефть является основным ископаемым топливом, потребляемым в этой деятельности, обеспечивая топливом наши личные автомобили, поезда, самолеты и большинство судов по всему миру.

Промышленное производство
Практически все, что мы едим, используем или потребляем, в какой-то момент связано с фабричным производством. Это требует широкого использования ископаемого топлива на заводах по всему миру. В какой-то момент большая часть этой деятельности была сосредоточена в Соединенных Штатах. Но поскольку Китай и другие страны увеличивают объем промышленного производства, большая часть углекислого газа, выделяемого в результате промышленного производства, перемещается в Азию.

Использование в жилых помещениях
Помимо потребности в электроэнергии для освещения и бытовой техники, многие дома и коммерческие объекты используют ископаемое топливо, такое как природный газ, для большей части своих помещений и отопления воды.

Производство
Помимо традиционного производства, существует ряд специализированных промышленных производственных процессов и видов использования продукции, которые приводят к выбросу CO ₂. Добыча полезных ископаемых, очистка металлов и разработка продуктов на основе нефти, таких как пластик, — все это приводит к выбросам углекислого газа.Углекислый газ также выделяется при производстве цемента, используемого в бетоне и растворах, используемых в большинстве строительных проектов.

Вырубка лесов
Роль человечества в повышении уровня углекислого газа измеряется не только в том, что мы производим, но и в том, что мы разрушаем. Поскольку растительная жизнь в лесах является естественным стоком, который компенсирует производство большого количества углекислого газа, растущее обезлесение также считается фактором глобального изменения климата.

Добавка двуокиси углерода для теплиц | Государственный университет Оклахомы

Опубликовано в марте 2017 г. | Id: HLA-6723

По
Мегха Пудель, Брюс Данн

Двуокись углерода (CO

²)

Фотосинтез — это процесс, включающий химическую реакцию между водой и
диоксид углерода (CO ₂) в присутствии света для производства пищи (сахара) для растений и как побочный продукт,
выделяет кислород в атмосферу.Углекислый газ в настоящее время составляет 0,04 процента.
(400 частей на миллион) атмосферного объема. Это бесцветный и без запаха
незначительный газ в атмосфере, но играет важную роль в поддержании жизни. Растения
поглощает CO ₂ через небольшие клеточные поры, называемые устьицами, в листьях в течение дня. В течение
дыхание (окисление накопленных сахаров в растениях, производящих энергию и CO ₂), растения поглощают кислород (O ₂) и выделяют CO ₂, который дополняет фотосинтез, когда растения поглощают CO ₂ и выделяют O ₂.CO ₂, производимый во время дыхания, всегда меньше количества CO ₂, поступающего во время фотосинтеза. Таким образом, растения всегда находятся в состоянии дефицита CO ₂, что ограничивает их потенциальный рост.

CO

₂ Концентрация по отношению к растениям

Фотосинтез использует CO ₂ в производстве сахара, который разлагается во время дыхания и помогает растениям.
рост.Хотя атмосферные условия и условия окружающей среды, такие как свет, вода, питание,
влажность и температура могут влиять на скорость использования CO ₂, количество CO ₂ в атмосфере имеет большее влияние. Изменение концентрации CO ₂ зависит от времени суток, сезона, количества производящих CO ₂ производств, компостирования, сжигания и количества источников, поглощающих CO ₂, таких как растения и водоемы поблизости.Окружающая концентрация CO ₂ (естественный уровень CO ₂) в 400 частей на миллион может возникнуть в теплице с надлежащей вентиляцией.
Однако концентрация намного ниже, чем окружающая в течение дня, и намного выше.
ночью в закрытых теплицах. Уровень углекислого газа выше ночью, потому что
дыхания растений и микробной активности. Уровень углекислого газа может упасть до
От 150 до 200 частей на миллион в течение дня в закрытой теплице, потому что CO ₂ используется растениями для фотосинтеза в дневное время.Воздействие на растения понижается.
Уровни CO ₂ даже на короткий период могут снизить скорость фотосинтеза и роста растений. В целом,
удвоение уровня CO ₂ в окружающей среде (т.е. от 700 до 800 частей на миллион) может иметь существенное и видимое значение
в урожайности растений. Растения с фотосинтетическим путем C ₃ (герань, петуния, анютины глазки, астра лилия и большинство двудольных)
имеют 3-углеродное соединение в качестве первого продукта в их фотосинтетическом пути, таким образом
называются растениями C ₃ и более чувствительны к более высокой концентрации CO ₂, чем растения, имеющие путь C ₄ (большинство видов трав имеют 4-углеродное соединение в качестве первого продукта в
их путь фотосинтеза, поэтому они называются растениями C4).Увеличение содержания CO ₂ в окружающей среде до 800–1000 частей на миллион может повысить урожайность растений C ₃ до 40–100 процентов и растений C ₄ на 10–25 процентов при сохранении других входов на оптимальном уровне. Растения
показывают положительную реакцию до 700 на потребность 1800 частей на миллион, но выше
уровни CO ₂ могут вызвать повреждение растений (Рисунок 1).

Рисунок 1. Связь между концентрацией CO ₂ и скоростью роста растений. Источник: Роджер Х. Тайер, Eco Enterprises,
hydrofarm.com. Перерисовано Винсом Джаннотти.

CO

₂ Дополнение

В общем, добавка CO ₂ — это процесс добавления большего количества CO ₂ в теплицу, который увеличивает фотосинтез в растении.Хотя преимущества
высокая концентрация CO ₂ была признана с начала 19 века, рост теплицы
промышленность и садоводство с 1970-х годов резко увеличили потребность
для дополнительного CO ₂. Тепличная промышленность развивается благодаря новым технологиям и автоматизации. С
разработка улучшенных систем освещения, контроля окружающей среды и сбалансированного
питательных веществ, количество CO ₂ является единственным ограничивающим фактором для максимального роста растений.Таким образом, сохраняя другой
идеальные условия выращивания, дополнительная добавка CO ₂ может обеспечить улучшенный рост растений. Это также называется «обогащение CO ₂» или «удобрение CO ₂».

Преимущества

Увеличение фотосинтеза приводит к увеличению скорости роста и производства биомассы.
Растения имеют более раннюю зрелость, и ежегодно можно собирать больше урожая. Уменьшение
время созревания может помочь в экономии затрат на тепло и удобрения.
В производстве цветов дополнительный CO ₂ увеличивает количество и размер цветов, что увеличивает стоимость продажи из-за
более высокое качество продукции.
Дополнительный CO ₂ обеспечивает дополнительное тепло (в зависимости от метода добавления) через горелки,
что снизит затраты на отопление зимой.
Помогает снизить транспирацию и увеличивает эффективность использования воды, в результате
сокращение использования воды при выращивании сельскохозяйственных культур.

Недостатки

Более высокие производственные затраты с системой генерации CO ₂.
Растения могут не показывать положительный ответ на дополнительный CO. ₂ из-за других ограничивающих факторов, таких как питательные вещества, вода и свет. Все факторы
должны быть на оптимальном уровне.
Добавка более полезна для молодых растений.
При неполном сгорании образуются вредные газы, такие как диоксид серы, этилен, углерод.
монооксид и оксиды азота. Эти газы ответственны за некроз, пороки развития цветка.
и старение, если его не остановить, что приведет к снижению качества продукции.
Дополнительные затраты на модификацию теплицы. Теплицы нужно правильно
герметизированы для поддержания желаемого уровня CO ₂.
Избыточный уровень CO ₂ может быть токсичным как для растений, так и для человека.
В теплые дни трудно поддерживать желаемый более высокий уровень CO ₂ из-за вентиляции для охлаждения теплиц.

Когда обращаться

Время, продолжительность и концентрация определяют эффективность дополнения CO. ₂. Добавка углекислого газа не требуется, если все растет.
условия идеальные, а скорость роста удовлетворительна для производителя. Тем не мение,
если растения не достигают необходимого роста, в основном с осени до ранней весны,
дополнительный CO ₂ полезен.В это время года вентиляционные отверстия большую часть времени закрыты, что ограничивает
в наличии CO ₂. Добавление CO ₂ через один-два часа после восхода солнца и остановка за два-три часа до захода солнца — это
идеальная продолжительность приема добавок. Растения фотосинтетически активны 1-2 раза
часов после восхода солнца, достигающего пика в 14: 00-15: 00, с последующим уменьшением
скорость фотосинтеза.Однако листовая зелень и овощи в гидропонной системе
может быть дополнен CO ₂ и системой освещения для выращивания 24 часа в сутки. Саженцы, содержащие CO ₂ в квартирах, будут готовы к пересадке на одну-две недели раньше. Добавление CO ₂ в раннем возрасте сокращает количество дней до созревания, и растения можно собирать.
ранее. Молодые растения более чувствительны к дополнительному CO ₂, чем более зрелые растения.

Влияние дополнительного CO

₂ на различные факторы роста

CO

₂ — Легкая

Скорость фотосинтеза не может быть увеличена после определенной интенсивности
свет, называемый точкой насыщения света, которая представляет собой максимальное количество света
растение можно использовать.Однако дополнительный CO ₂ увеличивает интенсивность света, необходимую для достижения точки светонасыщения, таким образом
увеличение скорости фотосинтеза. В основном зимой фотосинтез ограничен.
низкой интенсивностью света. Дополнительная система освещения повысит эффективность
CO ₂ и увеличить скорость фотосинтеза и роста растений. Таким образом, дополнительный CO ₂, интегрированный с дополнительным освещением, может уменьшить количество дней, необходимых для
растениеводство.

CO

₂ — Вода

Дополнительный CO ₂ влияет на физиологию растений посредством устьичной регуляции. Повышенный CO ₂ способствует частичному закрытию устьичных клеток и снижает устьичную проводимость. Устьичный
проводимость относится к скорости CO ₂, входящего и выходящего с водяным паром из устьичной клетки листа.Из-за
снижение устьичной проводимости, транспирация (потеря воды из устьиц листа в
форма водяного пара) сводится к минимуму и приводит к повышению эффективности использования воды
(WUE) (отношение воды, используемой в метаболизме растений, к воде, теряемой в результате транспирации).
Более низкая устьичная проводимость, снижение транспирации, усиление фотосинтеза и
увеличение WUE помогает растениям более эффективно работать в условиях водного стресса.Дополнительный CO ₂ снижает потребность в воде и экономит воду в условиях дефицита воды.

CO

₂ — Температура

Температура играет большую роль в скорости роста растений. Большинство биологических процессов
увеличиваются с повышением температуры, включая скорость фотосинтеза.Но оптимальная температура для максимального фотосинтеза зависит от наличия.
СО ₂. Чем выше количество доступного CO ₂, тем выше оптимальная температура, необходимая для сельскохозяйственных культур (Рисунок 2). В теплице
с добавлением CO ₂ можно наблюдать резкое увеличение роста растений при повышении температуры.
Дополнительный CO ₂ увеличивает потребность растений в оптимальной температуре.Это увеличивает производство
даже при более высокой температуре, что невозможно при уровне CO ₂ окружающей среды.

Рис. 2. Зависимость между температурой листа и чистой скоростью фотосинтеза при температуре окружающей среды и
CO ₂ повышенное состояние у Populas grandidentata (Jurik et al., 1984). Перерисовано Винсом
Джаннотти

CO

₂ — Питательные вещества

Основным эффектом добавления CO ₂ является быстрый рост растений из-за ускоренного роста корней и побегов.Улучшенная корневая система позволяет лучше поглощать питательные вещества из почвы. Рекомендуется
увеличить норму удобрений с повышением уровня CO ₂. Нормальная норма удобрения может быть исчерпана быстро, и растения могут показать несколько
симптомы дефицита питательных веществ. Хотя строгие рекомендации по питательным веществам для разных
культуры с разным уровнем CO ₂ в настоящее время недоступны, в целом потребности в питательных веществах увеличиваются с увеличением
уровни CO ₂.С другой стороны, некоторые питательные микроэлементы истощаются быстрее, чем макроэлементы.
В некоторых исследованиях сообщалось о низких уровнях цинка и железа в культурах, выращиваемых в более высоких условиях.
CO ₂ уровней. Дальнейшее снижение транспирации и проводимости при добавлении CO ₂ может повлиять на поглощение кальция и бора, что должно быть компенсировано за счет
добавление питательных веществ.

Источники двуокиси углерода

Двуокись углерода — это свободный газ, присутствующий в атмосфере.Следует добавить углекислый газ.
в чистом виде. Смесь оксида углерода, озона, оксидов азота, этилена и
примеси серы в некоторых источниках CO ₂ могут повредить установку. Окись углерода не должна превышать 50 частей на миллион;
в противном случае добавление CO ₂ будет скорее вредным, чем полезным. Есть разные методы
добавок CO ₂ и принцип производства CO ₂ различается в зависимости от выбранного метода.Некоторые из методов
обсуждается ниже.

Натуральный CO

₂

Поскольку CO ₂ является свободным и тяжелым газом, он остается на более низком уровне в теплице. Углекислый газ
производимые растениями в ночное время, истощаются в течение нескольких часов после восхода солнца, поэтому
вентиляция, встроенная в горизонтальные вентиляторы, расположенные прямо над установкой, может помочь
в распределении имеется CO ₂ по крайней мере до уровня окружающей среды.Это самый дешевый метод поддержания окружающей среды.
уровень СО ₂. Но зимой экстремальные климатические условия не благоприятствуют этому способу и дополнительному
CO _{Требуется 2} источника. Другой естественный способ увеличения CO ₂ в теплице — дыхание человека. Люди также выдыхают CO ₂ во время дыхания, как растения. Люди, работающие в теплице для обрезки, полива
и другие операции могут увеличить уровни CO ₂.

Сжатый CO

₂ Резервуары

Использование сжатого CO ₂ — популярный метод обогащения CO ₂. CO ₂ находится в сжатом жидком виде и испаряется за счет использования испарителя CO ₂ и распределяется через распределительную систему. В поли добавлены отверстия
трубы из винилхлорида (ПВХ) и распределены по теплице для равномерного распределения
в более крупных операциях.Однако CO ₂ выбрасывается непосредственно из резервуара в небольших теплицах. Как правило, это дорогое
метод, при котором сжиженный CO ₂ доставляется на большом грузовике и ставит резервуары для хранения на более крупные операции, но небольшие 20-
до 50-фунтовых резервуаров доступны для мелких производителей. Наряду с резервуаром давление
для работы необходимы регулятор, расходомер, соленоидный клапан, датчики CO ₂ и таймеры.Эти расходные материалы доступны из сварочного
магазины снабжения. Из-за повышенной точности сжатого CO ₂ большинство операторов используют современные цифровые регуляторы. Для мелких производителей, 20 фунтов
баллоны стоят от 150 до 200 долларов и от 20 до 50 долларов за заправку, чего хватит примерно на
две недели для комнаты площадью 200 квадратных футов с содержанием от 1200 до 1500 частей на миллион
CO ₂ концентрации.Стоимость других принадлежностей выше, что делает метод довольно дорогим.

CO

₂ Генератор

При сжигании углеводородного топлива обычно выделяется CO ₂, вода и тепло. Операторы теплиц могут использовать небольшие генераторы CO ₂, работающие на пропане или природном газе.Сжигание 1 фунта топлива может произвести
3 фунта CO ₂. Один фунт CO ₂ эквивалентен 8,7 кубическим футам газа при стандартной температуре и давлении. В этот
норма, 5 унций этилового спирта в день требуется для поддержания 1300 частей на миллион
CO ₂ для комнаты площадью 200 квадратных футов. Количество производимого CO ₂ зависит от типа и чистоты топлива. Но горение без адекватного кислорода
может выделять вредные для растений примеси.Таким образом, следует открывать меньшие площади.
для свежего воздуха даже в закрытых теплицах. Эти генераторы хранятся просто
над заводами, и каждая единица занимает около 4800 квадратных футов площади и стоит от
1000 и 2500 долларов, плюс еще 1000 долларов на установку газа и электричества (рис.
3). Мощность горелки CO ₂ составляет от 20000 до 60000 БТЕ в час и может производить 8,2 фунта.
CO ₂ в час при сжигании природного газа.На основе цены на природный газ в Оклахоме (т. Е. 7,07 долл. США).
на 1 000 кубических футов природного газа) в 2016 г. стоимость эксплуатации составит около
4,80 доллара в день или 0,38 доллара за квадратный фут в год при работе 12 часов в день.

Рисунок 3. Генератор углекислого газа производства Johnson Gas Appliance Company (Айова). В
Генератор работает на пропане или природном газе и имеет манометр для контроля
размер горелки.

Рисунок 4. Принципиальная схема генератора дымовых газов в теплице. (Источник: Vadogroup) (http://www.vadogroup.com/index.php/en/power-engineering1/solutions/for-greenhouses.html).
Перерисовано Винсом Джаннотти.

Вместо использования небольших генераторов в нескольких тепличных отсеках, более крупные тепличные хозяйства
использовать газовые двигатели для производства дымовых газов (выхлопных газов двигателя), которые проходят через
серия фильтров для получения чистого CO ₂.Основное преимущество этой системы в том, что она вырабатывает как тепло, так и электроэнергию.
с CO ₂. Тепло хранится в баке в виде горячей воды и будет использоваться для обогрева помещения.
теплицы в ночное время. Такие большие генераторы способны минимизировать нагрев и электричество.
Стоимость. Однако такая сложная система стоит до 80 000 долларов, чтобы покрыть 10 акров земли.
теплица.

Разложение и ферментация

Органическое вещество, разлагаемое под действием микробов, производит CO ₂.Органические отходы могут разлагаться в пластиковых контейнерах, а произведенный CO ₂ может использоваться заводами. Однако для этого метода может потребоваться больше места и подложки.
для производства адекватного CO ₂. Это помогает в утилизации отходов, а затем может использоваться в качестве компоста. Несмотря на то что
это недорогой метод, трудно контролировать концентрацию CO ₂ и выделяет неприятный запах. Чтобы устранить эти недостатки, многие коммерческие продукты
были представлены на рынке.Ковш для наддува CO ₂ (рис. 5), Pro CO ₂ и мешок для грибов Exhale — это некоторые коммерческие продукты, которые, как утверждается, производят желаемый
уровень CO ₂ без запаха. Они могут быть полезны для мелких производителей и комнатных садов.

Рисунок 5. CO ₂ boost Ведро с насосом, помогающим контролировать концентрацию CO ₂. Состав основан на микробной активности внутри ведра.

Двуокись углерода также является побочным продуктом ферментации. Некоторые производители используют сахарный раствор.
и дрожжи для дополнения CO ₂.Фунт сахара производит полфунта этанола и полфунта CO2 ₂. Пластиковый контейнер подходящего размера, сахар, дрожжи и герметик (для герметизации контейнера).
плотно) необходимы для запуска производства CO ₂. Этот метод обеспечивает CO ₂ быстрее, чем разложение, но имеет недостатки, связанные с неприятным запахом, сложностью в обслуживании.
желаемые концентрации и занимая большее пространство. Главное преимущество этого метода
производство этанола.Этанол является органическим топливом и при сжигании может производить больше CO ₂.

Сухой лед

Сухой лед — один из самых дешевых методов, применяемых производителями небольших теплиц. В
В современных теплицах используются специальные баллоны с расходомером газа для контроля регулирования CO ₂ путем сублимации сухого льда.Сухой лед — это твердое состояние CO ₂, полученное путем выдерживания CO ₂ при чрезвычайно низкой температуре (-109 F). Медленное высвобождение сухого льда может помочь в охлаждении
небольшие теплицы для хобби на несколько градусов летом. В общем около фунта
сухого льда достаточно для поддержания 1300 частей на миллион CO ₂ на площади 100 квадратных футов в течение дня. В обычной теплице сухой лед нарезают ломтиками
на мелкие кусочки и заменять каждые два часа для поддержания желаемого уровня CO ₂ или держать внутри изолятора с небольшими отверстиями, через которые выходит CO ₂.Это дешево, легко доступно и стоит примерно от 1 до 3 долларов за фунт и может
длиться целый день. Поскольку он имеет чрезвычайно низкую температуру, с ним следует обращаться
с осторожностью. Основные недостатки — малый срок годности и сложность хранения в
нормальные условия. Быстрая сублимация сухого льда может привести к повышению уровня CO ₂ выше 2000 частей на миллион, что может ограничить рост, а также может быть токсичным.
растениям.

Химический метод

В результате химической реакции пищевой соды с кислотой (в основном уксусной кислотой) может образоваться CO ₂, но для получения необходимого количества CO ₂ требуется большое количество материалов. Реакция примерно двух фунтов пищевой соды на 10-12 литров 5-процентной уксусной кислоты.
кислота просто производит один фунт CO ₂.Таким образом, это считается дорогостоящим методом производства CO ₂. Уксусная кислота капает на пищевую соду и образуется CO ₂. Медленное выделение уксусной кислоты капельным путем увеличивает продолжительность реакции.
Реакция занимает много времени для образования достаточного количества CO ₂, и трудно контролировать концентрацию CO ₂.

Контроль и распределение CO

₂

В зависимости от размера теплицы и типа установленной системы уровень CO ₂ в теплице контролируется вручную или через компьютерную систему.Датчик газа CO ₂ (Рисунок 6) показывает уровень концентрации CO ₂ в атмосфере теплицы, а генератор включается вручную и
выкл на основании показаний датчика. Датчик измеряет температуру и влажность
вместе с CO ₂ и помогает в разработке стратегии управления урожаем. Однако в компьютерной
система, датчики сигнализируют о текущем уровне CO ₂ в систему управления, а система управления включает и выключает генератор
на основе установленных производителем значений.

Рис. 6. Extech CO _{2 Монитор} (FLIR Commercial Systems Inc., Нашуа, Нью-Хэмпшир) и регистратор данных. Он измеряет CO ₂, температуру и влажность и имеет емкость хранения 15 000 журналов данных.

CO ₂ диффундирует медленно, поэтому правильная циркуляция воздуха важна для равномерного распределения CO ₂. Как правило, в небольшой теплице с одним генератором CO ₂ для распределения используются форсунки или вентилятор с горизонтальным потоком воздуха.Однако большой
соединенная теплица с генератором дымовых газов обычно использует пластиковые трубы внизу
скамейке (прямо под уровнем урожая) и перфорированы с разным интервалом для
диффузный CO ₂. Основным преимуществом таких трубок является подача достаточного количества CO ₂ в пограничный слой листа даже в условиях плотного навеса.

Что нужно помнить

Никогда не позволяйте CO ₂ превышать заводские требования.Имейте систему оповещения, когда уровень CO ₂ достигает 2000 частей на миллион, потому что высокий уровень CO ₂ (5000 частей на миллион и выше) может убить людей.
Всегда контролируйте уровни CO ₂ с помощью датчиков и регулируйте их до необходимого уровня.
Используйте чистую форму CO ₂ и обеспечьте достаточно кислорода для сгорания, чтобы удалить токсичные газы.
Всегда держите источник CO ₂ над установкой (кроме системы дымовых газов) и равномерно распределяйте воздух
внутри теплицы.
Выберите метод приема добавок, который подходит для вашей операции. Разработайте стратегию
на основе анализа затрат и выгод. Выберите ценный урожай и следуйте рекомендациям производителя.
инструкция по эксплуатации.
Поддерживать идеальные условия выращивания, такие как правильное освещение, влажность, температура, питание
и влажность, чтобы сделать добавку CO ₂ эффективной.
Растения могут нуждаться в дополнительном питании из-за более высоких темпов роста.

Список литературы

Блом, Т.J., W.A. Straver, F.J. Ingratta, S. Khosla, W. Brown., 2002. Двуокись углерода.
в теплицах. Получено 8 сентября 2016 г. с веб-сайта http://www.omafra.gov.on.ca/english/products/environment.html#greenhouss.

Юрик, T.W., J.A. Вебер и Д. Гейтс, 1984. Кратковременное влияние CO2 на газообмен.
листьев осины большезубой (Populus grandidentata) в поле. Plant Physiol.75: 1022-1026.

Кесслер, Дж. Р. Дополнительный диоксид углерода. Получено 11 сентября 2016 г. с: http://www.ag.auburn.edu/landscape/supplementalCO2.html.

Roger, H., 2016. Методы обогащения диоксида углерода Получено 10 сентября 2016 г. из:
https://www.hydrofarm.com/resources/articles/co2_enrichment.php

Megha Poudel
Аспирант, украшения

Брюс Данн
Доцент кафедры орнаментов

Была ли эта информация полезной?

ДА НЕТ
.

CO2 в теплице и гроубоксе или преимущество использования CO2 для растений

Влияние углекислого газа на урожайность

Как повысить концентрацию СО2?

Открытый грунт

Закрытый грунт

Какое количество СО2 подавать растениям и в какое время?

Бензин из воздуха, или Как заработать на СО2 | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Закрытие угольных электростанций

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Развитие возобновляемой энергетики

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Введение сертификатов на выбросы CO2

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Повышение цен на топливо

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Стимулирование электромобильности

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Увеличение налога на авиабилеты

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Налоговые льготы железной дороге

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Запрет дизельного отопления домов

Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

Поддержка энергосберегающего жилья

Как приготовить сухой лед в домашних условиях в Москве

Как можно использовать сухой лед в быту

Технология изготовления

Углекислотный снег в домашних условиях

Техника безопасности

Где купить готовый сухой лед

Получение CO2 — Aquabase.ru

Получение углекислого газа и изучение его свойств.

основные способы заправки от баллона-донора в домашних условиях

Заправка с использованием гибкого шланга

Возможно, атмосферу все же получится очистить от углекислоты

источников углекислого газа в вашем доме

Ваше тело

Ваша кухня и камин

Земля под вашим домом

Сигареты в вашем доме

10 советов, как снизить уровень CO2 в вашем доме

Краткий обзор истории:

Убедитесь, что ваша система HVAC работает правильно.

Спроектируйте свой дом так, чтобы он поддерживал воздушный поток.

Ограничить открытое пламя.

Добавьте растения в свой дом.

Купите очиститель воздуха.

Увеличьте поток воздуха во время приготовления.

Ограничьте воздействие летучих органических соединений.

Следите за уровнем влажности в доме.

Сведите к минимуму использование коврика.

Возьмите монитор CO

Отравление оксидом углерода (CO) в вашем доме

Проблема с CO

Источники окиси углерода в доме

Типичные концентрации CO в помещении

CO и отдых

Защита вашей семьи от отравления CO

1.Обеспечьте надлежащую вентиляцию и техническое обслуживание топливных приборов

2. Знать симптомы отравления угарным газом

3.Установите и обслуживайте сигнализацию CO в вашем доме

Часто задаваемые вопросы

Есть ли у некоторых людей больший риск отравления угарным газом?

Может ли CO стать проблемой летом?

Как долго длится сигнал тревоги CO?

Что мне делать, когда звучит мой сигнал тревоги CO?

Пять способов буквально накапливать излишки углерода в доме | Наука

Цемент низкоуглеродистый

6 способов удалить углеродное загрязнение с неба

1) Леса

2) Фермы

3) Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS)

4) Прямой воздухозаборник

5) Углеродная минерализация

6) Концепции, основанные на океане

Будущее удаления углерода

MGSC: двуокись углерода

Добавка двуокиси углерода для теплиц | Государственный университет Оклахомы

Двуокись углерода (CO

Пять способов буквально накапливать излишки углерода в доме |
Наука