Углекислый газ встречается в окружающей среде в свободном и связанном состоянии. Он содержится в воздухе, минеральных источниках и вулканических испарениях. Это бесцветный газ без запаха с кислым вкусом. При нормальных условиях его плотность в 1,53 раза больше плотности воздуха. Он достаточно хорошо растворяется в воде. В сжиженном виде он представляет собой бесцветную жидкость. В качестве замораживающего агента используется затвердевший CO2 (сухой лед).
Он составляет около 0,04% объема воздуха, но в крупных городских районах его концентрация может достигать 0,08%. Он становится вредным для человека, когда его концентрация превышает 0,2%.
Углекислый газ образуется в процессе горения при свободном доступе кислорода. Этот процесс можно записать как:
C + O2 = CO2
Углекислый газ попадает в атмосферу из природных источников и в результате антропогенных процессов:
Натуральный:
Быстрый углеродный цикл
-
CO2 является одним из продуктов дыхания;
-
Он образуется в результате разложения органических веществ;
Медленный углеродный цикл
-
Является продуктом окисления при извержениях вулканов
-
Участвует в процессе обмена в отношениях: атмосфера - океан (поглощение и выделение CO2)
Вызвано деятельностью человека:
-
Процесс сжигания ископаемого топлива (в энергетике, на транспорте);
-
Выбросы в промышленности строительных материалов, электротехнической промышленности, целлюлозно-бумажной промышленности;
-
Выбросы в нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности;
-
Вырубка лесов приводит к уменьшению естественных нейтрализаторов CO2, что способствует увеличению концентрации этого газа в атмосфере.
К другим парниковым газам относятся:
метан (CH4);
-
закись азота (N2O);
-
озон (O3);
-
водяной пар (H2O);
-
гидрофторуглероды (ГФУ);
-
перфторуглероды (ПФУ);
-
гексафторид серы (SF6).
Эти газы в разной степени способствуют возникновению парникового эффекта. Это воздействие выражается так называемым парниковым потенциалом, который измеряется по отношению к одной молекуле CO2. Таким образом, одна молекула CH4 эквивалентна 28 молекулам CO2 и поэтому поглощает в 28 раз больше тепла, чем молекула углекислого газа. Очень важной особенностью парниковых газов (помимо водяного пара, молекулы которого живут от 4 до 10 дней) является также их продолжительность жизни, которая составляет от 12 до 50 000 лет. Однако из всех парниковых газов именно углекислый газ (помимо водяного пара) является наиболее важным газом, на долю которого приходится 25% парникового эффекта.