Кто выделяет углекислый газ. Почему уровень CO2 в атмосфере так встревожил ученых? . Не бензином единым

Двуокись углерода (CO2) – это бесцветный газ, который присутствует в воздухе. Хотя выбросы происходят из многих природных источников, проблематичным является CO2, производимый в результате технологических процессов. Например, сжигание ископаемого топлива и выбросы электростанций вредят окружающей среде нашей планеты и существенно влияют на изменение климата. Поэтому очень важно стремиться максимально уменьшить выбросы этого газа.

Сократить объемы автомобильных выхлопов

Одним из крупнейших производителей CO2, насыщающих нашу атмосферу, являются автомобили, на которых многие из нас ездят каждый день. Это – второй по величине источник углекислого газа, на который приходится 31 процент общего объема выбросов. Однако эта проблема связана не только с личными транспортными средствами. Все, что работает на бензиновом или дизельном двигателе, выбрасывает в атмосферу двуокись углерода.

Лучший способ решить эту проблему – снизить объемы CO2, производимые вашим автомобилем. Вы можете воспользоваться одной машиной с коллегами или друзьями или общественным транспортом. Таким образом число автомобилей, ездящих по улицам, сократится

Уменьшить потребление энергии

При производстве электроэнергии вырабатывается в целом больше углекислого газа, чем от авто. Многие из наших электростанций сжигают ископаемое топливо для выработки энергии, которую мы используем. Очевидно, чем больше электричества мы потребляем, тем больше энергии нужно производить.

Делайте акцент на покупку энергосберегающих приборов и всегда ищите новые способы сбережения энергии.

Сократить количество отходов

Промышленность задействует огромные объемы энергии для производства всего, что мы используем в нашей повседневной жизни. Из этого следует, что, если мы сможем переработать наши отходы, потребуется меньше энергии для производства новых материалов. Обязательно всегда сдавайте в переработку все, что можете, от бумаги и пластика до батарей.

Восстановить природные ресурсы

Океаны играют жизненно важную роль в поглощении углекислого газа, присутствующего в атмосфере. Поскольку поглощение диоксида углерода океаном является медленным процессом и может занимать сотни лет, это явление не может обезвредить то огромное количество газа, которое выбрасывается каждый день.

Тем не менее, растения и деревья также используют углекислый газ во время фотосинтеза для производства кислорода. Мы не можем увеличить площадь океанов на планете, однако в наших силах стремиться к восстановлению и сохранению лесов для большей переработки вредного газа.

Другие решения

Есть и другие вещи, которые можно сделать, чтобы помочь улучшить ситуацию с углекислым газом, даже если они непосильны одному обычному человеку. Например, как общество, мы должны продолжать стремиться к совершенствованию технологий на наших электростанциях, чтобы потребление энергии не приводило к таким большим выбросам углекислого газа.

Казалось бы, вклад одного человека не столь существенен, но если каждый из нас сделает все возможное, это в конечном итоге приведет к значительному улучшению окружающей среды.

Средний уровень содержания углекислого газа в атмосфере нашей планеты в 2015 году впервые за время наблюдений достиг критической отметки в 400 долей на миллион, сообщила Всемирная метеорологическая организация.

Критический уровень содержания диоксида углерода зафиксировала станция мониторинга воздуха, расположенная на Гавайях.

По словам метеорологов, в последний раз уровень содержания СО2 в атмосфере Земли регулярно поднимался выше 400 долей на миллион в период от трех до пяти миллионов лет назад.

Как предполагают эксперты, содержание углекислого газа в атмосфере не опустится ниже 400 долей на миллион в течение всего 2016 года, а возможно, что и в ближайшие десятилетия.

Что это означает для нас с вами?

Ведущий программы «Пятый этаж» Александр Баранов обсуждает тему с директором программы «Климат и энергетика» Всемирного фонда дикой природы Алексе ем Кокорин ым и старшим научным сотрудником Института экологии растений и животных уральского отделения Российской академии наук Евгени ем Зиновьев ым.

Александр Баранов: 400 частей на миллион для простого человека, который не разбирается в климатических вопросах, но зато учил арифметику в школе, это очень мало. Так же мало, как 200, 100 или 500. Особенно, когда речь идет о газе без цвета и запаха. Почему вдруг так переполошились ученые?

Алексей Кокорин: CO2 - это один из газов, создающих парниковый эффект, второй после водяного пара, и главный газ, на концентрацию которого в атмосфере оказывает влияние человек.

И то, что человек не оказывает влияние на содержание водяного пара, не сильно облегчает дело, потому что влияние на содержание CO2 велико, и изотопным анализом доказано, что этот CO2 именно от сжигания топлива. Это много.

Число очень маленькое, но это на 30% больше, чем 50-60 лет назад. А до этого уровень был постоянен в течение долгого времени, имеются данные прямых измерений.

А. Б. :Ученые сейчас согласны с тем, что CO2 влияет на изменение климата, а не наоборот? Какое-то время назад некоторые ученые говорили, что на рост выброса углекислого газа влияет нагревание океана. А человек, по сравнению с океаном, выбрасывает намного меньше CO2 в атмосферу. Каков сейчас консенсус по этому поводу?

А. К. : Консенсус практически полный. Я упомянул изотопный анализ, потому что в прошлом, и это тоже доказано, сначала менялась температура, а потом концентрация CO2.

Евгений Зиновьев : Я не климатолог, я палеонтолог. У нас в институте мы наблюдаем на севере, в Арктике, повышение как содержания CO2, и это показано нашими коллегами дендрохронологами, так и сопутствующие изменения - это наступление границы леса. У нас проводится мониторинг ландшафтов северной части Западно-Сибирской равнины и Полярного и приполярного Урала, и на протяжении последних сорока лет северная граница леса смещается к северу.

Это еще не достигает границ, которые были в климатический оптимум голоцена, когда древесная растительность достигала среднего Ямала, но процесс идет в том направлении и опосредованно связан с потеплением климата. Древесные растения занимают постепенно территории, от которых они когда-то отступили.

То потепление, которое мы сейчас наблюдаем - не самое значительное, сейчас не самый теплый климат. Я могу сравнивать с недавним геологическим прошлым - последние 130-140 тысяч лет. Этот период называется Микулинское межледниковье, и тогда растения и теплолюбивые животные продвигались к северу гораздо дальше, чем сейчас.

В наше время, по объективным данным, пока еще такие уровни не достигнуты. Но то потепление было очень кратковременным, всего около 5 тысяч лет. Потом оно сменилось похолоданием, потом опять потеплением, и потом наступил длительный холодный период, зырянское оледенение, которое тоже делилось на более теплые и более холодные эпохи. Тогда начал формироваться скандинавский ледниковый щит.

А. Б. :То есть вы говорите о похолодании в Средневековый период?

Е. З. : Это вы говорите про исторические времена, а я имею в виду более ранние границы. Это поздний плейстоцен.

А. Б. :А какие выводы из этого делать нам, неспециалистам? Противники теории глобального потепления, вызванного человеческой деятельностью, говорят, что мы просто находимся в периоде определенного цикла и с этим связаны различные колебания концентрации CO2.

Углекислый газ - пища для растений. В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ, выделяют в атмосферу кислород, и чем выше содержание углекислого газа, тем активнее растения начинают его потреблять и тем быстрее они растут.

Е. З. : Развития древесной растительности не наблюдается, наоборот. В Северной Америке, южной Европе леса горят, лесная растительность деградирует, идет аридизация, осушение климата. Легкие планеты сокращаются.

А. Б. :А почему это происходит? По идее, они должны расширяться?

Е. З. : Климат - многовекторная система, могут быть разные факторы, которые мы не всегда можем учитывать. Существует точка зрения, что начнут таять ледники, что связано с потеплением климата, а это происходит.

Деградирует и Гренландский ледниковый щит, и в Арктике то высвободившееся большое количество пресной воды может изменить направление движения Гольфстрима. Тогда эта печка для Европы перестанет обогревать север Европы, и там снова начнется образование ледников. Это будет очень плохо.

Резкое потепление может дать толчок резкому похолоданию. Ледниковая шапка аккумулирует воду, начинается иссушение климата. Исчезают сплошные леса, образуются редкостойные леса. Климат становится сухой, холодный, континентальный, и он таким становится не только в Сибири, но и в Европе тоже.

Все очень сложно и взаимосвязано. Я не стал бы это упрощать, надо учитывать и современный фактор - увеличение выбросов CO2, связанное с промышленной деятельностью человека, с наличием большого количества производств, машин и так далее - с этим не поспоришь. Особенно в крупных мегаполисах, где сосредоточены большие производства.

Но другой вопрос, какие последствия это будет иметь. Человечество привыкло жить в определенных комфортных условиях. Если начнется увеличение или уменьшение уровня мирового океана, то начнутся катастрофы. Их может спровоцировать антропогенное воздействие. Человечество не настолько мало, чтобы не влиять на природную обстановку. Оно стало геологическим фактором, а не только биологическим, оно меняет более фундаментальные вещи в биосфере, в земной коре.

А. Б. :Допустим, человечество сможет сократить выброс CO2. Но это лишь один из факторов, и не самый большой. Может ли это что-то изменить, привести к какому-то резкому улучшению ситуации?

А. К. :Очень важно, с точки зрения физики атмосферы и океана, понимать, что происходит. Происходят два процесса: это процесс естественной изменчивости климата - солнце, самое наглядное, сложные периодические процессы в океане, Атлантическом, Тихом.

Есть и более изученные вещи - перетоки тепла из атмосферы в океан и обратно, которые носят цикличный характер. Эти циклические процессы накладываются на постоянное воздействие, которое носит линейный характер.

За XXI век ожидается повышение температуры в лучшем случае на два градуса, но реально - на три или три с половиной. И при этом циклически будут происходит похолодания и потепления, причем потепления - гораздо быстрее. И совершенно не очевидно, что увеличение числа опасных гидрологических явлений при понижении температуры станет меньше.

А. Б. :Это очень сложно понять человеку, который не занимается этой проблемой и в основном смотрит научно-популярные передачи, где эти вопросы примитивизируются, упрощаются, но простые аргументы действуют на сознание простого человека, который смотрит на это со стороны.

Когда ему дают график изменения температуры в XX веке и говорят: смотрите, пока человек особенно не влиял на атмосферу, температура поднималась, а когда он начал влиять, когда индустриализация была более мощной после 1940 до 1970 года, когда ситуация должна была ухудшиться, мы наблюдали похолодание.

На основе таких графиков люди говорят, что человек на самом деле не влияет, есть какие-то более мощные факторы, не зависящие от нас. Поэтому разговоры про роль человека в глобальном потеплении - миф, за которым стоят те, кому это выгодно.

Е. З. : Начитает срабатывать кумулятивный эффект, воздействие человека идет по нарастающей. На каком-то этапе оно может не проявляться, но потом, по мере увеличения концентрации CO2, парниковых газов, оно рано или поздно проявляется фактически по всему земному шару. Как в развитых районах, так и на севере, в Арктике.

Антропогенный фактор накладывается на факторы астрономические, связанные с орбитой движения Земли, цикличность сильно проявляется и так далее. И когда все друг на друга накладывается, могут произойти совершенно непредсказуемые события.

И антропогенное воздействие будет все увеличиваться, даже если будут введены ограничения на производство и так далее. Очень много выпускается автомобилей, которые загрязняют атмосферу очень сильно. И другие факторы. Они никуда не уйдут.

А травяная и древесная растительность не увеличивается, а, наоборот, происходит деградация лесного покрова.

А. Б. :Но мы видели и сообщения другого рода, что в Бразилии вдруг начали расти леса Амазонки.

Е. З. : Это есть, но вы посмотрите, что в Америке творится? На юго-западе, в Калифорнии? Там массовые лесные пожары. Нужно время, чтобы после пожара лес восстановился. После пожара несколько лет проходит, прежде чем лес начинает подрастать. А где сухо, он просто перестает расти. Лес превращается в степь, пустыню и так далее.

А. Б. :Это серьезные факторы, но для обыденного сознания трудно это совместить с его собственной деятельностью. Можно придерживаться теории, что деятельность человека - это последняя капля, которая может перевесить экологический баланс на фоне более серьезных факторов. Но когда говорят, что есть такой фактор, как пятна на Солнце, активизация Солнца, который представляет собой мощный источник энергии, по сравнению с которым вся наша деятельность - мелочь, даже сравнивать невозможно.

Тоже показывают графики - когда Солнце активно, температура повышается, а когда менее активно - понижается, все это коррелируется. Потом говорят, что все зависит от того, по какой орбите Земля движется. Если орбита эллиптическая - становится холоднее. И когда все это человеку говорят, он думает: ну что по сравнению с такими космическими явлениями наши несчастные выбросы в атмосферу. Как можно убедить человека, что мы своими действиями можем этот баланс нарушить?

Е. З. :Надо как-то убеждать, потому что это действительно фактор не последний. Например, леса горят и без человека - сухие грозы и так далее. Но человеческая деятельность этому способствует. Каждый должен начинать с себя. Люди должны понимать, что от них многое зависит.

Один человек может сказать: я буду делать, что считаю нужным, все равно от меня ничего не зависит. Но людей - миллионы, и если каждый так будет считать, от этого лучше не будет. Косность человеческого мышления существует, к сожалению.

А. Б. :Как убедить человека, что его машина, на которой он проедет лишние пять километров, тоже влияет на климат, даже на фоне того, что Земля на эллиптической орбите, а не на какой-то другой?

А. К. : Российские климатологи, и не только российские, задумывались, как это наглядно показать. Вероятные реакции Солнца лет через 15-20 с высокой вероятностью снизят температуру на земном шаре примерно на 0,25 градуса. А антропогенное воздействие - как минимум на два градуса. Так же было и в 30-40 годы ХХ века.

И еще характерная вещь такая: прогреваются и стратосфера, и тропосфера. То есть у вас как бы пленка парниковая, и, если греется над пленкой и под пленкой, значит - лампочка стала греть сильнее. А если под пленкой греется, а над пленкой холодает - значит, пленка стала толще. Вот как-то так наглядно можно попытаться объяснить.

А. Б. :Вы допускаете вероятность, что мы действительно находимся между двумя ледниковыми периодами и что-то произойдет, и начнется похолодание на Земле?

Е. З. : Ваш вопрос говорит о том, что мы с коллегой говорим плохо. Безусловно, мы находимся между двумя ледниковыми периодами, тем, который закончился примерно 300 тыс. лет назад, и тем, который начнется через несколько тысяч лет - может быть 20, может быть, 100. Об этом мой коллега как климатолог знает лучше. Но это будет абсолютно точно. Мы говорим об иных временных масштабах. В этих масштабах влияние человека на глобальное потепление не может рассматриваться, это сотни тысяч лет.

А. Б. :То есть мы можем до этого похолодания не дожить?

Е. З. : К сожалению, точно не доживем до глобального похолодания, даже из наших правнуков никто не доживет. Будут ли периоды похолодания в течение XXI века? Да, наверное будут. Мы живем в эпоху наложения различных вариаций, в том числе солнечных, на глобальный тренд.

_____________________________________________________________

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Из-за вредных выбросов в мире к концу 2017 году будет произведен 41 миллиард тонн углекислого газа

В 2017 году прогнозируется первый за четыре года рост мировых выбросов углекислого газа. Главной причиной ученые считают интенсивное потребление угля в Китае, который переживает бурный экономический рост.

Ученые пока не могут сказать определенно, будет ли это повышение количества выбросов разовым, или с 2017 года начнется новая фаза роста.

По словам ученых, планета должна пройти пик до 2020 года, чтобы снизить риск глобального потепления в ближайшем столетии.

Организация Global Carbon Project с 2006 года анализирует и публикует данные о динамике выбросов углекислого газа.

Количество выбросов росло примерно на 3% в год, но затем с 2014 по 2016 год либо снижалось, либо оставалось на том же уровне.

Согласно последним данным, в 2017 году деятельность человека привела к тому, что выбросы по всему миру увеличились на 2%.

Пока нет данных о точном количестве выбросов, но все исследователи сходятся на том, что их количество растет.

"Уровень выбросов CO2 по всему миру демонстрирует уверенный рост после трех лет стабильности. Это очень печально", - говорит руководитель исследовательской группы, профессор Корин Ле Квере из Университета Восточной Англии.

"Деятельность человека приводит к тому, что к концу 2017 году будет произведен 41 миллиард тонн углекислого газа. У нас почти не остается времени, чтобы удерживать ежегодное глобальное потепление на уровне двух градусов Цельсия, не говоря уже о полутора градусах", - продолжает она.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Активное использование угля привело к тому, что количество углекислого газа в атмосфере впервые за четыре года начало расти

Важнейшую роль в текущем повышении играет Китай. На его долю приходится 28% мировых выбросов. Из-за интенсивного использования угля уровень выбросов в стране вырос на 3,5% в 2017 году.

Еще одна причина заключается в том, что в китайских реках падает уровень воды. Из-за этого снижается количество энергии, которые вырабатывают гидроэлектростанции. Чтобы ликвидировать разницу, страна замещает недостаток энергии за счет использования газа и угля.

Выбросы, которые производит США, продолжают снижаться, но не так интенсивно, как ожидалось изначально.

Из-за повышения цен на природный газ и электричество их потребление упало или было частично заменено возобновляемыми источниками энергии.

Потребление угля в США также выросло в этом году, но незначительно - всего на полпроцента.

По прогнозам, выбросы, которые производит Индия, в этом году вырастут на 2%. Это существенно ниже, чем за последнее десятилетие, в течение которого средний рост ежегодно составлял около 6%.

Тем не менее, эксперты уверены, что это может оказаться временным колебанием, вызванным несколькими факторами, затрудняющими использование нефти и цемента в стране.

Пора действовать

В Европе снижение также идет медленнее, чем прогнозировалось. В 2017 году падение составило только 0,2% при среднем показателе 2,2% за десять лет.

По словам профессора Ле Квере, самой острой темой по всему миру остается использование газа и нефти.

"Потребление угля то повышается, то снижается, при этом в использовании газа и нефти нет заметных изменений. И это достаточно тревожно", - объясняет она.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Ученые призывают не дожидаться вступления в силу Парижского соглашения, а менять в первую очередь национальную политику в области климата

Доклад ее исследовательской группы был представлен на Конференции ООН в Бонне, где обсуждаются будущие положения Парижского соглашения.

Ученые, которые работали над исследованием, утверждают, что необходимо действовать быстрее.

"Огромное количество дипломатов пытаются выработать новые правила. Но все это довольно бессмысленно, пока они не отправятся в свои страны и не предпримут решительные меры в климатической политике. Это самое слабое место сейчас", - говорит доктор Глен Питерс из Центра международных климатических исследований в Норвегии.

"Страны должны активнее развивать климатическую политику, но все, напротив, движется назад", - продолжает он.

Доклад, скорее всего, вызовет еще большее напряжение между развивающимися и развитыми странами.

Все больше недовольства вызывает тот факт, что основное внимание уделяется мерам, которые будут приняты в рамках Парижского соглашения в будущем. До этого момента не предусмотрено практически ничего.

Развивающиеся страны ожидают, что их развитие партнеры ужесточат ограничения выбросов углекислого газа в течение следующих трех лет.

"Климат не позволит нам ждать до 2020 года, когда Парижское соглашение вступит в силу", - говорит представитель Никарагуа Пол Оквист.

"Изменения климата происходят прямо сейчас, и важно, чтобы сокращение выбросов стало главной темой обсуждения на этом саммите", - заключает он.

Закончился 2018 год и по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований в начале 2019 года средний уровень углекислого газа в атмосфере земли находится на уровне 409 ppm.

На графике показана среднесуточная концентрация CO 2 в четырех базовых обсерваториях Отдела глобального мониторинга; Барроу, Аляска (синим цветом ), Мауна-Лоа, Гавайи (красным цветом ), Американское Самоа (зеленым цветом ) и Южный полюс Антарктиды (желтым цветом ). Толстая черная линия представляет среднее значение сглаженных, не сезонных кривых для каждой записи. Эта линия тренда является очень хорошей оценкой глобальных средних уровней CO 2 . Тренд графика является восходящим, а это значит, что в 2019 году мы увидим новую вершину значений концентрации диоксида углерода на планете.

Итоги 2018 по диоксиду углерода

Сайт Global Carbon Budget (Глобальный углеродный бюджет) сделал инфографики оборота CO 2 в атмосфере земли на конец 2018 года.

Согласно предоставленной информации глобальные выбросы CO 2 в 2018 году составили порядка 37,1 Гигатонн диоксида углерода. Это приблизительно на 2,7% больше чем в прошлом году. Есть небольшая вариативность значений от 1,8% до 3,7%, связанна она со сложными подсчетами глобального оборота углекислоты в атмосфере земли.

Какие страны выбрасывают больше всего CO 2 ?

Стоит заметить существенную тенденцию к увеличению выбросов, начиная с 1960 года. Более детально были рассмотрены . Мы же с вами рассмотрим список основных стран — поставщиков этого газа в воздух нашей планеты.

В 1960 году, как и следовало ожидать, лидирующие позиции занимали США, Россия и Германия. Здесь есть небольшой нюанс – указана только Россия без стран, которые входили в состав СНГ, например Украина и Казахстан. Далее на 4 месте шел Китай, потом страны Европы, Востока и т.д. Количество выбросов в 1960 год составило порядка 9411 Мегатонн (9,4 Гт)

В 2017 году ситуация кардинально поменялась, в лидеры вырвался Китай со своей промышленностью.

Китай – это дешевая рабочая сила. Многие корпорации осуществили перевод своих производственных мощностей в эту страну, дополнительно решив проблему налогов на выбросы. Да и сам Китай за последнее время очень сильно поднялся в плане производства и торговли с другими странами.

2 и 3 места занимают США и Индия соответственно. Последняя страна догнала почти Китай по количеству населения, также дешевая рабочая сила привлекает туда инвесторов со своим производством. 4 место занимает Россия, после нее Япония, затем Германия и т.д. Количество выбросов возросло до 36153 Мегатонн (36,1 Гт).

Куда девается CO 2 , когда попадает в атмосферу?

Ответ сам по себе очевиден читателю этого сайта, он остается в атмосфере земли и накапливается в ней,

Выбросы от сжигания угля, газа и нефти составляют приблизительно 34 Гт CO 2 в год. Прибавляем сюда лесные пожары, вырубку лесов и создание пастбищ, получаем еще 5 Гт CO 2 . Очень странно смотреть теперь на вулканические выбросы, которые составляют всего лишь 500 Мт (0,5Гт) диоксида углерода, в расчетах мы их не учитываем из-за непостоянства. За годовой период растения на суше поглощают 12 Гт, океан же немного меньше – 9 Гт. Еще 700 Мегатонн уходит на углеродные циклы над водой и сушей, в итоге получаем прибавку в углекислом газе на +17,3 Гт в год. Тенденция идет к увеличению, никто не собирается заключать договоры на ограничение выбросов газа.

Заключение

В заключение предлагаю посмотреть на видео, как менялось значение диоксида углерода в течение 800.000 лет, сначала авторы из NOAA сделали записи по приборам. При обратной обмотке графика для определения содержания углекислоты в воздухе использовались данные, полученные из кернов-образцов льда, взятых в Антарктике.

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

Что такое диоксид углерода

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

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

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

Свойства углекислого газа

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

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

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

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

Углекислый газ в природе: естественные источники

Углекислый газ в природе образуется из различных источников:

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

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

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

Искусственные источники углекислого газа

Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:

• промышленные выбросы, связанные с процессами сгорания;
• автомобильный транспорт.

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

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

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

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

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

Углекислый газ и мы: чем опасен СO2

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

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

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

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

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

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

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

Углекислый газ в атмосфере Земли

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