Снижение выбросов СО2: меньше газа — чище воздух. Почему выбросы CO2 — возможно, не самая большая проблема с климатом Сколько углекислого газа выбрасывает вулкан

> Выбросы углекислого газа

Несмотря на то, что предельно допустимая норма выбросов углекислого газа для промышленных производств считается 5000 ррм для 8 рабочих часов при 40-часовой рабочей неделе, ни один человек не сможет выдержать такой уровень СО2 в атмосфере 24 часа в сутки 365 дней в году на протяжении всей своей жизни, а также ни один человек не сможет произвести на свет потомство в таких условиях. Этот уровень относится к рабочим, которые заняты на пивоварнях и в теплицах, где уровень СО2 специально устанавливается в пределах 900 ррм.

Последние исследования влияния СО2 на метаболизм человека показывают, что безопасный уровень углекислого газа требует пересмотра, особенно принимая во внимание тот факт, что угольная кислота участвует в виде свободной кислоты в сыворотке крови, которая является щелочной жидкостью. Выбросы углекислого газа в атмосфере, при котором человечество может выжить, значительно ниже, чем предполагалось. В основе воздуха должен быть кислород, а не диоксид углерода. Рассчитанный токсичный уровень углекислого газа в атмосфере, при котором человек может жить всю жизнь - 426 ррм.

Под влиянием углекислого газа происходит снижение величины pH в сыворотке крови, что ведет к ацидозу. Минимальным эффектом последствием ацидоза является состояние перевозбуждения и умеренная гипертензия. По мере возрастания степени ацидоза появляется сонливость и состояние беспокойства.

Одним из следствий этих изменений является уменьшение желания проявлять физическую активность и получать от этого удовольствия. Другие последствия влияния на метаболизм описаны в литературе. Эмбриональные ненормальности становятся также возможными, т.к. увеличение содержания углекислого газа в атмосфере влияет на метаболизм матери и ее потомства.

Токсичный атмосферный уровень

При концентрации СО2 600 ppm в помещении люди начинают чувствовать признаки ухудшения качества воздуха. Когда в основе воздуха большая концентрация СО2, некоторые люди начинают испытывать один из классических симптомов отравления углекислотой, таких как проблемы с дыханием, учащенный пульс, головная боль, снижение слуха, гипервентиляция, потливость, усталость. При уровне 1000 ppm почти все из находящихся в помещении испытывают те или иные симптомы, описанные выше. Предполагается, что человек подвергается влиянию высокого уровня СО2 некоторое время, а не всю свою жизнь. В настоящее время можно избавиться от всех этих симптомов, просто выйдя на свежий воздух.

В случае, если уровень выбросов углекислого газа в атмосфере достигнет 600 ppm, вся планета будет иметь атмосферу, похожую на душную комнату. О гигиене воздуха можно будет забыть, условия в помещениях существующих ныне зданий станут еще более неприятными, т.к. уровень СО2 легко достигнет 1000 ppm и выше.

В странах, где широко используется биомасса для отопления, оценка воздуха в помещении довольно низка, так как уровень углекислого газа в помещении не опускается ниже 500 ppm. Этот уровень СО2 вызовет изменения в метаболизме, как предполагается, такие как снижение рН сыворотки крови, что приведет к широкому распространению ацидоза. Это, в свою очередь, увеличит чувствительность к другим негативным факторам.

Приматы очень восприимчивы к высокому уровню углекислого газа в атмосфере, это подтверждается геологически-палеонтологическими исследованиями. Во время эпохи эоцена температура на земле была значительно выше, чем сейчас, в то время как уровень СО2 в атмосфере был приблизительно такой же, как сейчас. Окаменелости показывают, что приматы обильно населяли евразийский континент в эпоху эоцена.

Геологические раскопки показывают, что с тех пор количество выбросов углекислого газа в атмосферу увеличилось в три раза, и практически все приматы с Евразийского континента исчезли.

Из этого можно сделать вывод, что приматы могут жить в жарком климате, но не могут выносить высокого уровня углекислого газа в атмосфере. Ни люди, ни млекопитающие не смогут приспособиться к высокому уровню углекислого газа в атмосфере. Было установлено в течение многих десятилетий, что люди и млекопитающие вообще не могут адаптироваться к длительному вдыханию токсичных веществ.

Основным загрязнителем атмосферы является СО 2 , образующийся в результате сжигания органического топлива при выработке электроэнергии и тепла. Для комплексной оценки общей нагрузки на окружающую среду от строительства объектов жилищно-гражданского назначения необходимо оценить уровень вредного воздействия эмиссии углекислого газа (СО 2) в атмосферу на отдельных этапах жизненного цикла здания, а именно: производство строительных материалов, возведение объекта, эксплуатация, реконструкция и снос. В связи с обширностью данного вопроса, оценим уровень неблагоприятного воздействии на стадии эксплуатации, как наиболее продолжительного периода жизненного цикла, объектов строительства г. Красноярска.

Расчеты выбросов углекислого газа (СО 2) лучше всего поддаются контролю, поскольку они базируются на уравнении окисления углерода:

С + О 2 = СО 2

или в молярных массах: 12 + 2 * 16 = 12 + 16 * 2 = 44

Следовательно, на 12 молярных масс углерода приходится 44 массы двуокиси углерода. Соответственно, на одну молярную массу углерода приходится массы двуокиси углерода, т.е. на каждую сожженную тонну углерода выбрасывается или примерно 3,67 т двуокиси углерода.

Формулой для расчета выбросов СО 2 , образующегося при сжигании органического топлива за определенный период времени является формула (1):

– объем годового выброса СО 2 , т.;

– масса сожженного топлива, т.;

– низшая теплотворная способность данного вида топлива, ГДж.;

– коэффициент выбросов углерода для данного вида топлива т С/Гдж.;

– коэффициент фракции окисленного углерода для данного вида топлива;

– коэффициент преобразования углерода в диоксид углерода, равный 44/12, или 3,67.

При анализе вредного воздействия на этапе эксплуатации в расчетах используются различные виды топлива. В таблице 1 представлены, подготовленные Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), коэффициенты выбросов углерода, выделяемого при сжигании различных видов топлив , коэффициенты низшей теплотворной способности и удельной теплоты сгорания отдельных видов топлив.

Таблица 1.

Расчетные коэффициенты

Виды топлива		Коэффициент выбросов С, т С/ГДж	Фракция окисленного С	Коэффициенты низшей теплотворной способности, ГДж/ед	Удельная теплота сгорания, КДж/кг
Уголь каменный
Уголь бурый
Брикеты угольные
Природный газ
Дизельное топливо

Подставив данные в формулу (1) получаем результаты по объемам выбросов двуокиси углерода при сжигании 1 т топлива (табл. 2).

Таблица 2.

Количество выбросов СО 2 в атмосферу при сжигании топлива

Виды топлива	Объем топлива	Объем выброса СО 2 , т
Уголь каменный
Уголь бурый
Брикеты угольные
Природный газ
Дизельное топливо

Объем топлива, требуемого для отопления жилого дома определяется по формуле (2):

где – количество выделившейся теплоты (МДж),

q - удельная теплота сгорания, табл. 20 (МДж/кг),

m - масса сгоревшего топлива (кг).

На основании полученных данных можно оценить нагрузку на окружающую среду от эксплуатации данного объекта недвижимости за весь расчетный период по формуле (3):

, (3)

где – общий объем выброса СО 2 , т.;

Q co2 – объем годового выброса СО 2 , т.;

m – масса сгоревшего топлива, т.

В работе проведена оценка нагрузки на окружающую среду от эксплуатации следующих объектов жилищно-гражданского назначения:

1. Многоэтажный жилой дом №12 в микрорайоне «Белые росы» в районе Абаканской протоки, жилого района «Пашенный», Свердловского района г. Красноярска (далее – Объект №1):

• 24-этажное здание;
• конструктивное решение – кирпичное;

1. Комплекс многоэтажных жилых домов 5-го микрорайона жилого района «Нанжуль-Солнечный» по адресу: г. Красноярск, жилой массив индивидуальной застройки «Нанжуль-Солнечный», уч. №ХХI. Жилой дом №6 (далее – Объект №2):

• 10-этажное здание;
• каркасное конструктивное решение;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

1. 1-й квартал V микрорайона жилого массива «Слобода Весны». IV очередь строительства: 5 этап - многоэтажный жилой дом №4.2 со встроенными нежилыми помещениями и инженерным обеспечением (далее – Объект №3):

• 26-этажное здание;
• конструктивное решение – монолитно-каркасное;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

1. 1-й квартал V микрорайона жилого массива «Слобода Весны». IV очередь строительства: 4-й этап - многоэтажный жилой дом №4.3 со встроенными нежилыми помещениями и инженерным обеспечением», почтовый адрес - г. Красноярск, ул. 9 Мая, 83 (далее – Объект №4):

• 26-этажное здание;
• конструктивное решение - монолитный железобетон с несущими поперечными и продольными стенами;
• класс энергетической эффективности – В «Высокий».

За расчетный период примем минимальный срок эксплуатации объектов жилищно-гражданского назначения – 50 лет.

Исходные данные принимаем согласно фактическим данным энергетического паспорта каждого объекта. Информация по потребности в тепловой энергии приведена в сводной таблице 3.

Таблица 3.

Расчетные характеристики энергетических паспортов

	Обозначение и ед. изм. параметра	Объект №1	Объект №2	Объект №3	Объект №4
Расход тепловой энергии за отопительный период
Отапливаемая площадь	A h , м 2
Расход тепловой энергии за отопительный период на 1 м 2	q h y ,

На основании исходных данных по формуле (2) определим кол-во необходимого топлива на отопление помещений рассматриваемых объектов жилищно-гражданского назначения в течение расчетного периода - 50 лет (табл. 4).

Таблица 4.

Потребность в топливе для отопления объектов

Наименование расчетных параметров		Объект №1	Объект №2	Объект №3	Объект №4
Уголь каменный
Уголь бурый
Брикеты угольные
Природный газ
Дизельное топливо

На основании данных таблиц 2, 4 определим нагрузку на окружающую среду от эксплуатации объектов жилищно-гражданского назначения за весь расчетный период по формуле (3).

Т.к. рассматриваемые объекты недвижимости имеют различную площадь, для проведения сравнительной характеристики приведем полученные данные по выбросам СО 2 к единообразию, т.е. определим кол-во выделенного СО 2 за расчетный период на 1 м 2 , результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Объемы выбросов СО 2 от сжигания топлива на стадии эксплуатации объектов недвижимости за 50 лет на 1 м 2

Наименование расчетных параметров		Объект №1	Объект №2	Объект №3	Объект №4
Уголь каменный
Уголь бурый
Брикеты угольные
Природный газ
Дизельное топливо

Наибольшие теплопотери приходятся на объект №2 (рис.1) (Комплекс многоэтажных жилых домов 5-го микрорайона жилого района «Нанжуль-Солнечный» по адресу: г. Красноярск, жилой массив индивидуальной застройки «Нанжуль-Солнечный», уч. №ХХI. Жилой дом №6), в результате чего требуется больше энергии и топлива для отопления 1м 2 на протяжении периода эксплуатации объекта, и, как следствие, наибольшее количество выбросов двуокиси углерода в атмосферу.

Рисунок 1. Объем выделения СО 2 на стадии эксплуатации объектов недвижимости за 50 лет на 1 м 2

Таким образом, в результате проведенных расчетов наиболее экологически чистым топливом для отопления жилого дома является природный газ. При отоплении природным газом выделяется СО 2 почти в половину меньше от количества выделяемого СО 2 при отоплении бурым углем.

Список литературы:

1. Белоусов, В. Н. Энергосбережение и выбросы парниковых газов (СО2): уче. пособие/ В. Н. Белоусов, С. Н. Смородин, В. Ю. Лакомкин. – Санкт –Петербург, 2014. – 53 с.
2. ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования – Введ. 01.09.2011. – Москва: Стандартинформ, 2011. – 14 с.
3. Жусип, Ж. А. Оценка загрязнения окрестностей города Алматы при сжигании угля [Электронный ресурс] / Ж. А. Жусип, А. В. Омарова // Научное сообщество студентов XXI столетия. – 2013. – № 12..
4. РНД Методические указания по расчету выбросов парниковых газов от тепловых электростанций и котельных Введ. 2010. – Астана, 2010. – 15 с.

Что говорит наука...

Человечество производит в 100 раз больше СО2, чем вулканы.

Базовый уровень

В земле содержится огромное количество углерода, намного больше чем присутствует, по оценкам ученых, в атмосфере или в океанах. Часть этого углерода медленно высвобождается из горных пород в форме СО2 через вулканы и горячие источники, это является важной частью природного круговорота углерода. Согласно обзорам научных публикаций Moerner and Etiope (2002) и Kerrick (2001) , диапазон оценок эмиссии составляет от 65 до 319 млн. тонн в год. Противоречащие этому утверждения, что вулканы, особенно подводные, производят гораздо большие количества СО2, не основаны на каких-либо публикациях ученых, занятых этой темой.

Сжигание ископаемого топлива и изменения в землепользовании имеют своим результатом эмиссию примерно 30 миллиардов тонн углекислоты в год, согласно EIA . Эта величина примерно в 100 раз больше, чем максимальная оценка вулканической эмиссии. Наше понимание вклада вулканов в изменение концентрации СО2 в земной атмосфере будет очевидно ошибочным, если мы не признаем этот вклад весьма незначительным.

Вулканы могут влиять - и влияют - на климат во временном диапазоне порядка нескольких лет, но это происходит за счет выбросов сульфатных аэрозолей в верхние слои атмосферы во время больших извержений, происходящих спорадически каждое столетие.

Продвинутый уровень

Вулканы выделяют CO2 как на суше, так и под водой. Подводные вулканы выделяют от 66 до 97 миллионов тонн CO2 в год. Тем не менее, это уравновешивается поглощением углерода лавой, образующейся на дне океана. Следовательно, подводные вулканы мало влияют на уровень CO2 в атмосфере. Больший вклад вносят субаэральные вулканы (субаэральные значит «под воздухом», это отсылка к наземным вулканам). Субаэральные вулканы выделяют 242 миллиона тонн CO2 в год (Mörner and Etiope (2002)).

Люди в настоящее время выделяют около 29 миллиардов тонн CO2 в год (EIA). Выбросы CO2 человеком более чем в 100 раз превышают выбросы вулканического CO2. Это очевидно при сравнении уровней CO2 в атмосфере с вулканической активностью с 1960 года. Даже сильные извержения вулканов, такие как Пинатубо, Эль-Чикон и Агунг, оказали мало заметного влияния на уровни CO2. На самом деле, после извержения вулкана скорость изменения СО2 даже немного падает, возможно, из-за охлаждающего эффекта аэрозолей.

Рисунок 1: Уровни CO2 в атмосфере, измеренные на Мауна-Лоа, Гавайи (NOAA) (слева: СО2 в атмосфере, частей на миллион) и оптическая толщина стратосферного аэрозоля (справа) при 50 нм (NASA GISS).

Извержение горы Пинатубо выделило 42 миллиона тонн CO2 (Gerlach et al 1996). Сравните это с выбросами человека в том же 1991 году: 23 миллиарда тонн CO2 (CDIAC). Самое сильное извержение за последние полвека составило 0,2% выбросов CO2 человеком в этом году.

Перевод продвинутого уровня выполнен

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.

1 Человек и климат.

2 Введение.

Взаимосвязь между энергопотреблением, экономической деятельностью и поступлением

в атмосферу.

Потребление энергии и выбросы углекислого газа.

3 Углерод в природе.

Изотопы углерода.

4 Углерод в атмосфере.

Атмосферный углекислый газ.

Углерод в почве.

5 Прогнозы концентрации углекислого газа в атмосфере на будущее. Основные выводы.

6 Список литературы.

Введение.

Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при котором её влияние на природу приобретает глобальный характер. Природные системы - атмосфера, суша, океан, - а также жизнь на планете в целом подвергаются этим воздействиям. Известно, что на протяжении последнего столетия увеличивалось содержание в атмосфере некоторых газовых составляющих, таких, как двуокись углерода (

), закись азота ( ), метан ( ) и тропосферный озон ( ). Дополнительно в атмосферу поступали и другие газы, не являющиеся естественными компонентами глобальной экосистемы. Главные из них - фторхлоруглеводороды. Эти газовые примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат Земли. Все эти газы в совокупности можно назвать парниковыми.

Представление о том, что климат мог меняться в результате выброса в атмосферы двуокиси углерода, появилось не сейчас. Аррениус указал на то, что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации атмосферного

и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В настоящие время мы приблизительно известно, какое количество поступило в атмосферу за счёт сжигания ископаемого топлива и изменений в использовании земель (сведения лесов и расширения сельскохозяйственных площадей), и можно связать наблюдаемое увеличение концентрации атмосферного с деятельностью человека.

Механизм воздействия

на климат заключается в так называемом парниковом эффекте. В то время как для солнечной коротковолновой радиации прозрачен, уходящую от земной поверхности длинноволновую радиацию этот газ поглощает и излучает поглощённую энергию по всем направлениям. Вследствие этого эффекта увеличение концентрации атмосферного приводит к нагреву поверхности Земли и нижней атмосферы. Продолжающийся рост концентрации в атмосфере может привести к изменению глобального климата, поэтому прогноз будущих концентраций углекислого газа является важной задачей.

Поступление углекислого газа в атмосферу

в результате промышленных

выбросов.

Основным антропогенным источником выбросов

является сжигание всевозможных видов углеродосодержащего топлива. В настоящее время экономическое развитие обычно связывается с ростом индустриализации. Исторически сложилось, что подъём экономики зависит от наличия доступных источников энергии и количества сжигаемого ископаемого топлива. Данные о развитии экономики и энергетики для большинства стран за период 1860-1973 гг. Свидетельствуют не только об экономическом росте, но и о росте энергопотребления. Тем не менее одно не является следствием другого. Начиная с 1973 года во многих странах отмечается снижение удельных энергозатрат при росте реальных цен на энергию. Недавнее исследование промышленного использования энергии в США показало, что начиная с 1920 года отношение затрат первичной энергии к экономическому эквиваленту производимых товаров постоянно уменьшалось. Более эффективное использование энергии достигается в результате совершенствования промышленной технологии, транспортных средств и проектирования зданий. Кроме того, в ряде промышленно развитых стран произошли сдвиги в структуре экономики, выразившиеся в переходе от развития сырьевой и перерабатывающей промышленности к расширению отраслей, производящих конечный продукт.

Минимальный уровень потребления энергии на душу населения, необходимый в настоящее время для удовлетворения нужд медицины, образования и рекреации, значительно меняется от региона к региону и от страны к стране. Во многих развивающихся странах значительный рост потребления высококачественных видов топлива на душу населения является существенным фактором для достижения более высокого уровня жизни. Сейчас представляется вероятным, что продолжение экономического роста и достижение желаемого уровня жизни не связаны с уровнем энергопотребления на душу населения, однако этот процесс ещё недостаточно изучен.

Можно предположить, что до достижения середины следующего столетия экономика большинства стран сумеет приспособиться к повышенным ценам на энергию, уменьшая потребности в рабочей силе и в других видах ресурсов, а также увеличивая скорость обработки и передачи информации или, возможно, изменяя структуру экономического баланса между производством товаров и предоставлением услуг. Таким образом, от выбора стратегии развития энергетики с той или иной долей использования угля или ядерного топлива в энергетической системе будет непосредственно зависеть скорость промышленных выбросов

.

Потребление энергии и выбросы

углекислого газа.

Энергия не производится ради самого производства энергии. В промышленно развитых странах основная часть вырабатываемой энергии приходится на промышленность, транспорт, обогрев и охлаждение зданий. Во многих недавно выполненных исследованиях показано, что современный уровень потребления энергии в промышленно развитых станах может быть существенно снижен за счёт применения энергосберегающих технологий. Было рассчитано, что если бы США перешли, при производстве товаров широкого потребления и в сфере услуг, на наименее энергоёмкие технологии при том же объёме производства, то количество поступающего в атмосферу

уменьшилось бы на 25%. Результирующее уменьшение выбросов в целом по земному шару при этом составило бы 7%. Подобный эффект имел бы место и в других промышленно развитых странах. Дальнейшего снижения скорости поступления в атмосферу можно достичь путём изменения структуры экономики в результате внедрения более эффективных методов производства товаров и усовершенствований в сфере предоставления услуг населению.

Углерод в природе.

Среди множества химических элементов, без которых невозможно существование жизни на Земле, углерод является главным.Химические превращения органических веществ связаны со способностью атома углерода образовывать длинные ковалентные цепи и кольца. Биогеохимический цикл углерода, естественно, очень сложный, так как он включает не только функционирование всех форм жизни на Земле, но и перенос неорганических веществ как между различными резервуарами углерода, так и внутри них. Основными резервуарами углерода являются атмосфера, континентальная биомасса, включая почвы, гидросферу с морской биотой и литосферой. В течение последних двух столетий в системе атмосфера - биосфера - гидросфера происходят изменения потоков углерода, интенсивность которых примерно на порядок величины превышает интенсивность геологических процессов переноса этого элемента. По этой причине следует ограничиться анализом взаимодействий в пределах этой системы, включая почвы.

Основные химические соединения и реакции.

Известно более миллиона углеродных соединений, тысячи из которых участвуют в биологических процессах. Атомы углерода могут находиться в одном из девяти возможных состояний окисления: от +IV до -IV. Наиболее распространённое явление - это полное окисление, т.е. +IV, примерами таких соединений могут служить

и . Более 99% углерода в атмосфере содержится в виде углекислого газа. Около 97% углерода в океанах существует в растворённой форме ( . Элементарный углерод присутствует в атмосфере в малых количествах в виде графита и алмаза, а в почве - в форме древесного угля. Ассимиляция углерода в процессе фотосинтеза приводит к образованию восстановленного углерода, который присутствует в биоте, мёртвом органическом веществе почвы, в верхних слоях осадочных пород в виде угля, нефти и газа, захоронённых на больших глубинах, и в литосфере - в виде рассеянного недоокисленного углерода. Некоторые газообразные соединения, содержащие недоокисленный углерод , в частности метан, поступают в атмосферу при восстановлении веществ, происходящем в анаэробных процессах. Хотя при бактериальном разложении образуется несколько различных газообразных соединений, они быстро окисляются, и можно считать, что в систему поступает . Исключением является метан, поскольку он также влияет на парниковый эффект. В океанах содержится значительное количество растворённых соединений органического углерода, процессы окисления которых до известны ещё недостаточно хорошо.