Контрольно – измерительный материал для проведения Текущего контроля по учебной дисциплине ОП 16. Экологические основы природопользования
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Ульяновский техникум железнодорожного транспорта»
Контрольно – измерительный материал для проведения
Текущего контроля по учебной дисциплине
ОП 16. Экологические основы природопользования
образовательной программы среднего общего образования
в пределах освоения программы подготовки специалистов среднего звена
на базе основного общего образования
по специальностям
23.
02.01 Организация перевозок и управление на
транспорте (по видам)
13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)
27.02.03 Автоматика и телемеханика на транспорте
Ульяновск, 2015
РЕКОМЕНДОВАНА
|
УТВЕРЖДАЮ |
на заседании цикловой методической комиссии (ЦМК) дисциплин математического и общего естественно научного цикла Председатель ЦМК С.В. Рябухина Протокол заседания ЦМК №_______ от
«__»________20___г. | Заместитель директора по учебной работе ОГБПОУ УТЖТ И.А. Родионова «__»________20___г.
|
Автор-разработчик:
Саланова Н.А., преподаватель ОГБПОУ УТЖТ |
Рецензенты:
___________________ _________________ ____________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
__________________ _________________ _____________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Пояснительная записка
Контрольно-измерительный
материал для проведения текущего контроля по учебной дисциплине ОП 16.
Экологические основы природопользования разработан в соответствии с
действующей учебной программой. Целью контроля является проверка качества
усвоенных студентами знаний по пройденным темам учебной дисциплины.
По результатам текущего контроля планируется программа коррекции, консультации.
Тестовые задания административно-срезовой работы
Вариант 1
Инструкция по выполнению заданий № 1 — 15:
Внимательно прочитайте вопрос. Выберите букву, соответствующую правильному варианту ответа и запишите ее в бланк ответов.
1. Систему длительных наблюдений за состоянием окружающей среды и процессами, происходящими в экосистемах и биосфере, называют:
а) моделированием;
б) модификацией;
в) мониторингом;
г) менеджментом.
2. С экологической точки зрения решение проблем энергетики связано:
а) со строительством гидроэлектростанций на горных реках;
б) со строительством современных теплоэлектростанций, работающих на газе;
в) с разработкой новых безопасных реакторов для атомных станций;
г) с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
3. Естественное загрязнение биосферы происходит в результате:
а) лесных пожаров;
б) отмирания значительного количества биомассы в экосистеме;
в) многократного увеличения численности одного из видов;
г) обработки растений пестицидами.
5. Какое из перечисленных определений полней отражает сущность опустынивания?
а) утрата полезных свойств сельскохозяйственных угодий из-за недостатка влаги;
б) образование бесплодных земель на месте сведения лесов;
в) исчезновение растительности под влиянием промышленных выбросов;
г) загрязнение пестицидами.
6. Примером стабилизирующего воздействия человека на окружающую среду является:
а) сведение дождевых лесов по пастбища и плантации;
б) организация специальных площадок для отдыха в лесу;
в) разбивка дорожек в пригородных парках;
г) лесовосстановительные работы.
7. Какая форма расселения возникает в результате слияния городских агломераций?
а) мегаполис;
б) крупные сельские поселения;
в) одиночный город;
г) промышленная зона.
8. Выделите черту, наиболее характерную для эпохи НТР.
а) механизация производств;
б) расширение международных связей;
в) превращение науки в производственную силу;
г) увеличение числа людей, занятых в промышленном производстве.
9. Для современного этапа воздействия человека на природу характерно:
а)начало развития горнодобывающей и перерабатывающей промышленности;
б) мягкая степень воздействия на природу;
в) два экологических кризиса связанных с научно- технической революции;
г) рост численности населения и его концентрация в городах.
10. К возобновляемым природным ресурсам относят:
а) растительный мир;
б) энергию воды;
в) почву;
г) полезные ископаемые.
11. Заболевания, связанные с избытком и недостатком содержания каких- либо элементов в среде называются:
а) эндемическими;
б) антропогенными;
в) психическими;
г) инфекционными.
12. Примерами антропогенных загрязнений являются:
а) извержение вулкана;
б) выброс сточных вод предприятия в реку;
г) наводнение;
д) образование грязевых потоков.
13.Урбанизация – это:
а) рост численности городского населения;
б) рост численности сельского населения;
в) рост численности живых организмов;
г) рост заболеваемости в городах.
14. Экологическим кризисом является:
а) напряжённое состояние (конфликт) взаимоотношений между человечеством и природой;
б) характеристика степени солнечной активности;
в) опасное загрязнение воздуха;
г) условное деление шкалы землетрясений.
15. Субъектами экологических правоотношений являются:
а) граждане, государственные органы;
б) физические лица, юридические лица, государственные органы;
в) граждане, юридические лица, государственные органы;
г) государственные органы, должностные лица, промышленные предприятия.
Вариант 2
Инструкция по выполнению заданий № 1 — 15:
Внимательно прочитайте вопрос. Выберите букву, соответствующую правильному варианту ответа и запишите ее в бланк ответов.
1. Примерами природных загрязнений являются:
а) извержение вулкана;
б) наводнение;
в) выброс сточных вод предприятия в реку;
г) образование грязевых потоков- селей .
2. Экологическое право — это:
а) отрасль российского права, представляющая собой систему норм права, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения, оздоровления и улучшения окружающей природной среды;
б)правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды;
в) наука об изучении биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности;
г) общественные отношения в
сфере взаимодействия между человеком и природой.
3. Основной причиной глобального потепления считают:
а) выбросы пищевых отходов
б) свалки бытовой техники
в) пестициды
г) парниковые газы
5. Естественное загрязнение биосферы происходит в результате:
а) лесных пожаров
б) отмирания значительного количества биомассы в экосистеме
в) многократного увеличения численности одного из видов
г) обработки растений пестицидами
6. Особо охраняемые территории – это:
а) территории на которых добываются природные ресурсы, приносящие доход государству;
б) участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними по которым проходит граница РФ;
в) участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное значение;
г) состояние
защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного
негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных
ситуаций природного и техногенного характера, их последствий.
7. Полезные ископаемые относятся к ресурсам, которые считаются:
а) исчерпаемыми;
б) вторичными;
в) возобновимыми;
г) неистощимыми.
8.Самым эффективным действием отдельного человека по улучшению экологических условий может быть:
а) повторное использование стеклотары;
б) активное участие в борьбе за принятие и выполнение законов по охране окружающей среды;
в) езда на велосипеде вместо использования автотранспорта;
г) вегетарианское питание.
9. Загрязнение атмосферы города в виде аэрозольной пелены, дымки, тумана, вызванное поступлением в неё большого количества выхлопных газов, пыли, дыма и других загрязняющих веществ называется :
а) смогом;
б) пылью;
в) дымом;
г) туманом.
10. Экологическим кризисом является :
а) напряжённое состояние (конфликт) взаимоотношений между человечеством и природой;
б) характеристика степени солнечной активности;
в) опасное загрязнение воздуха;
г) условное деление шкалы землетрясений.
11. Систему длительных наблюдений за состоянием окружающей среды и процессами, происходящими в экосистемах и биосфере, называют:
а) моделированием;
б) модификацией;
в) мониторингом;
г) менеджментом.
12. Примером стабилизирующего воздействия человека на окружающую среду является:
а) сведение дождевых лесов по пастбища и плантации;
б) организация специальных площадок для отдыха в лесу;
в) разбивка дорожек в пригородных парках;
г) лесовосстановительные работы.
13. Преднамеренным воздействием на природу является:
а) вырубка лесов;
б) взрыв подземных газов;
в) кислотные дожди;
г) землетрясения.
14. Искусственное загрязнение биосферы происходит в результате:
а) отмирания значительного количества биомассы в экосистеме;
б) лесных пожаров;
в) многократного увеличения численности одного из видов;
г) обработки растений пестицидами.
15. Выбросы с экологической точки зрения представляют собой :
а) поступление в окружающую среду любых загрязнителей;
б) процесс разрушения горных пород под действием землетрясений;
в) изменение вулканической активности на определённой территории;
г) городскую свалку бытовых и
промышленных отходов.
Критерии оценки
За каждый правильный ответ – 1 балл.
За неправильный ответ – 0 баллов.
Количество набранных баллов | Качественная оценка индивидуальных образовательных достижений | |
отметка | вербальный аналог | |
13-15 | 5 | отлично |
10-12 | 4 | хорошо |
7-9 | 3 | удовлетворительно |
1-6 | 2 | не удовлетворительно |
Эталоны ответов
номер вопроса | эталон ответа
| |
Вариант 1 | Вариант 2 | |
1 | в | а, г |
2 | г | а |
3 | а | г |
4 | в, г | а |
5 | б | а |
6 | б, в | в |
7 | а | а |
8 | в | в |
9 | г | а |
10 | а, в | а |
11 | а | в |
12 | б | б, в |
13 | а | а |
14 | а | г |
15 | б | а |
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования.
Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь.
Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAA
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
К сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) состав6 способов удаления углеродного загрязнения из атмосферы
Со времени промышленной революции люди выбросили в атмосферу более 2000 гигатонн углекислого газа.
(Гигатонна равна одному миллиарду метрических тонн.)
Эта концентрация CO2 и других парниковых газов в воздухе вызывает последствия изменения климата, с которыми мы сталкиваемся сегодня, от лесных пожаров до удушающей жары и разрушительного повышения уровня моря — и глобального сообщество по-прежнему выбрасывает больше каждый год. Если мы не внесем серьезных изменений, воздействие на климат будет только усиливаться.
Важнейшим условием борьбы с изменением климата является быстрое сдерживание выбросов — например, за счет увеличения использования возобновляемых источников энергии, повышения энергоэффективности, прекращения вырубки лесов и ограничения выбросов суперзагрязнителей, таких как гидрофторуглероды (ГФУ). Однако последние данные климатологии говорят нам, что одних этих усилий недостаточно.
Чтобы удержать рост глобальной температуры на уровне менее 1,5 градуса C (2,7 градуса по Фаренгейту), что, по мнению ученых, необходимо для предотвращения наихудших последствий изменения климата, нам нужно не только сократить выбросы, но также удалить и сохранить некоторое количество углерода, который уже в атмосфере.
Что такое удаление углекислого газа?
Удаление углекислого газа (или просто «удаление углерода») направлено на смягчение последствий изменения климата путем удаления загрязнения углекислым газом непосредственно из атмосферы. Стратегии удаления углерода включают знакомые подходы, такие как выращивание деревьев, а также более новые технологии, такие как прямое улавливание воздуха, при котором CO2 очищается от воздуха и изолируется под землей.
Удаление углерода отличается от улавливания и хранения углерода (CCS), которое улавливает выбросы в источнике — например, на электростанции или на заводе по производству цемента, — чтобы в первую очередь предотвратить их попадание в атмосферу. Улавливание углерода является формой сокращения выбросов, а не удаления углерода.
Насколько важно удаление углерода в борьбе с изменением климата?
Последние сценарии климатических моделей показывают, что все пути, которые поддерживают повышение температуры до 1,5 ° C (с небольшим превышением или без него), требуют удаления углерода.
Сумма, которая в конечном итоге потребуется, будет зависеть от того, насколько быстро мы сможем сократить выбросы в ближайшем будущем и перевыполним ли мы — или насколько — мы перевыполним климатические цели. Оценки, включая как естественные, так и технологические подходы к удалению углерода, варьируются от 5 до 16 миллиардов метрических тонн в год во всем мире к 2050 году. сократит свои выбросы в ближайшем будущем, тем меньше ей придется полагаться на удаление углерода.
Хотя повышение естественного удаления углерода за счет лесовосстановления и управления лесным хозяйством давно вызывает интерес, усилия по разработке и внедрению новых технологий и подходов активизировались лишь недавно. Всего за пять лет удаление углерода из нишевой концепции превратилось в хорошо принятый компонент климатических портфелей и получило миллиарды долларов федерального финансирования и сотни миллионов долларов частных инвестиций.
Это расширение было в значительной степени обусловлено отчетом Межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2018 год, в котором сделан вывод о том, что к концу века потребуются сотни миллиардов тонн удаления углерода для достижения глобальных климатических целей.
Уровень удаленного углерода сегодня остается намного ниже того, что, как мы ожидаем, потребуется в ближайшие десятилетия, что указывает на необходимость дальнейшего роста инвестиций в государственный и частный секторы.
Как удаляют CO2 из атмосферы?
Удаление углерода может принимать различные формы, от новых технологий до методов управления земельными ресурсами. Большой вопрос заключается в том, смогут ли эти подходы обеспечить удаление углерода в масштабах, необходимых в ближайшие десятилетия.
Каждый подход к удалению углерода включает в себя компромиссы, в том числе соображения, касающиеся затрат, потребностей в ресурсах (таких как использование энергии, земли и воды), степени местных выгод или негативных последствий, а также готовности технологий, среди прочего. Серия рабочих документов WRI исследует возможности и проблемы использования удаления углерода для борьбы с изменением климата и рекомендует приоритетный набор действий федеральной политики США для ускорения их разработки и развертывания.
Вот шесть вариантов удаления углерода из атмосферы:
1) Деревья и леса
Растения естественным образом удаляют углекислый газ из воздуха, а деревья особенно хорошо накапливают CO2, удаленный из атмосферы в результате фотосинтеза. Расширение, восстановление и управление древесным покровом для поощрения большего поглощения углерода может использовать силу фотосинтеза, превращая углекислый газ в воздухе в углерод, хранящийся в древесине и почве.
Некоторые подходы к управлению, которые могут увеличить удаление углерода деревьями и лесами, включают:
- Лесовосстановление или восстановление лесных экосистем после того, как они были повреждены лесными пожарами или расчищены для сельскохозяйственных или коммерческих целей.
- Пополнение запасов или увеличение плотности лесов, где деревья были потеряны из-за болезней или волнений.
- Лесопастбище или включение деревьев в системы животноводства.
- Агролесоводство на возделываемых землях или включение деревьев в системы пропашного земледелия.
- Городское лесовосстановление или увеличение лесного покрова в городских районах.
По оценкам WRI, теоретический 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 сельскохозяйственного сектора США. Более того, подходы к удалению CO2 через леса могут быть относительно недорогими по сравнению с другими вариантами удаления углерода (как правило, менее 50 долларов США за метрическую тонну CO2) и при этом давать более чистую воду и воздух.
Одной из основных задач является обеспечение того, чтобы расширение лесов в одной области не происходило за счет лесов в других местах. Например, изъятие сельскохозяйственных угодий из производства приведет к сокращению предложения продовольствия. Это может потребовать преобразования других лесов в сельскохозяйственные угодья, что приведет к увеличению выбросов парниковых газов, если только повышение производительности ферм не сможет восполнить этот пробел.
Точно так же отказ от заготовки древесины в одном лесу может привести к чрезмерной заготовке в другом. Эта динамика делает восстановление существующих лесов и управление ими, а также посадку деревьев на экологически приемлемых землях за пределами сельскохозяйственных угодий особенно важными.
2) Фермы и почвы
Почвы естественным образом улавливают углерод, но сельскохозяйственные почвы испытывают большой дефицит из-за частой вспашки и эрозии в результате земледелия и выпаса скота, которые высвобождают накопленный углерод. Поскольку сельскохозяйственные угодья очень обширны — только в Соединенных Штатах их площадь составляет более 900 миллионов акров, или примерно 40% территории страны, — даже небольшое увеличение содержания углерода в почве на акр может оказать существенное влияние.
Существует множество методов, которые могут увеличить количество углерода, хранящегося в почве, хотя количество и продолжительность секвестрированного углерода зависят, среди прочих факторов, от регионального климата и типа почвы.
Посадка покровных культур, когда поля в противном случае пусты, может продлить фотосинтез в течение всего года; использование компоста может повысить урожайность при сохранении содержания углерода компоста в почве; а ученые разрабатывают культуры с более глубокими корнями, что делает их более устойчивыми к засухе, в то же время выделяя дополнительный углерод в почву. Многие методы, повышающие содержание углерода в почве, также улучшают здоровье почвы и могут сделать сельскохозяйственные системы более устойчивыми к изменению климата.
Увеличение содержания углерода в почве может принести пользу фермерам и владельцам ранчо в дополнение к удалению углерода из атмосферы. Фото Джеймса Бальца/Unsplash Управление почвой для углерода в больших масштабах, тем не менее, является сложной задачей. Природные системы по своей природе изменчивы, и это делает реальной проблемой прогнозирование, измерение и мониторинг долгосрочных углеродных выгод от любой конкретной практики на данном акре.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как эти методы влияют на поглощение углерода в разных типах почв и в разных климатах, а также как долго углерод сохраняется.
Эффективность некоторых методов связывания углерода в почве, таких как покровные культуры и управление выпасом, также является предметом продолжающихся научных дебатов. Кроме того, изменение условий или методов управления из года в год может свести на нет предыдущие достижения. А поскольку для удаления значительного количества углерода необходимо будет внедрить климатически оптимизированные методы ведения сельского хозяйства на больших участках сельскохозяйственных угодий, правительствам и рыночным системам необходимо будет стимулировать землевладельцев к реализации этих мер.
3) Удаление и хранение углерода из биомассы
Удаление и хранение углерода из биомассы (BiCRS) включает в себя ряд процессов, в которых используется биомасса растений или водорослей для удаления углекислого газа из воздуха с последующим его хранением в течение длительных периодов времени.
Эти методы направлены на использование способности растений накапливать углерод за пределами их естественного жизненного цикла: в то время как деревья удаляют и сохраняют углерод только до тех пор, пока они не умрут и не разложатся, удаление и хранение углерода из биомассы направлено на более постоянное связывание CO2, который растения улавливают.
Существует множество различных методов удаления углерода с использованием биомассы. К ним относятся создание биоугля, который производится путем нагревания биомассы в среде с низким содержанием кислорода для получения древесно-угольной добавки к почве, которая улавливает углерод; бионефть, которая использует аналогичный процесс для производства жидкости, которая закачивается под землю; и постоянное хранение богатой углеродом биомассы в хранилищах. Биоэнергетическое улавливание и хранение углерода (BECCS) — это еще один путь удаления углерода, который включает в себя выработку энергии с использованием биомассы, а затем улавливание и улавливание образующихся выбросов CO2.
Один из типов BECCS, который занимает видное место во многих сценариях декарбонизации в масштабах всей экономики , — это преобразование биомассы в водород, что может привести к получению топлива с отрицательным выбросом углерода.
Несмотря на то, что удаление и хранение углерода из биомассы может обеспечить долгосрочное удаление CO2, однако не все процессы обязательно обеспечивают чистую выгоду от выбросов углерода.
Если в процессах BiCRS используются источники биомассы, которые не конкурируют с пищевыми культурами или экосистемами за землю, например, водоросли или отходы, они могут обеспечить чистое удаление углерода. Например, многие отходы лесного хозяйства и сельского хозяйства, такие как кора деревьев, скорлупа орехов, кукурузная шелуха и стебли, сжигаются или оставляются для разложения; использование этих материалов вместо удаления и хранения углерода из биомассы может быть полезным с точки зрения климата.
Но не всегда просто определить, действительно ли биомасса устойчива.
Например, если сельскохозяйственные культуры выращиваются специально для удаления углерода из биомассы, они могут заменить производство продуктов питания или естественные экосистемы. Это может привести к расширению пахотных земель и уничтожению лесов и пастбищ, которые выделяют углерод, и может свести на нет климатические преимущества BiCRS, а также усугубить отсутствие продовольственной безопасности и утрату экосистем. Чтобы полностью использовать потенциал BiCRS по удалению углерода, необходимы политические и рыночные стимулы для поощрения использования отходов биомассы и снижения стимулов к использованию специально выращенных культур, которые могут подорвать естественную способность лесов и почв улавливать углерод.
4) Прямой улавливание воздуха
Прямой улавливание воздуха – это процесс химической очистки от углекислого газа из окружающего воздуха с последующим его улавливанием либо под землей, либо в долговечных продуктах, таких как бетон. Эта технология аналогична технологии улавливания и хранения углерода, используемой для сокращения выбросов из таких источников, как электростанции и промышленные объекты.
Разница в том, что прямой захват воздуха удаляет избыток углерода, который уже был выброшен в атмосферу, вместо того, чтобы улавливать его в источнике.
Сравнительно просто измерить и учесть климатические преимущества прямого захвата воздуха, а потенциальные масштабы его применения огромны. Однако на сегодняшний день технология остается дорогостоящей и энергоемкой.
Оценки затрат различаются, но обычно варьируются от 100 до более 600 долларов США за метрическую тонну удаленного CO2; добровольные покупки кредитов на удаление углерода из прямого улавливания воздуха варьируются от 225 до более 1000 долларов США за метрическую тонну CO2, если данные доступны. Ожидается, что эти расходы значительно снизятся в следующем десятилетии и далее по мере реализации проектов и совершенствования технологий.
Прямой захват воздуха также требует значительных затрат тепла и энергии: для очистки воздуха от 1 гигатонны углекислого газа может потребоваться почти 10 % от общего потребления энергии.
Таким образом, чтобы обеспечить чистое удаление углерода, технология прямого улавливания воздуха должна питаться от источников энергии с низким или нулевым выбросом углерода.
Инвестирование в технологическое развитие и опыт развертывания вместе с увеличением доступности дешевой экологически чистой энергии может улучшить перспективы прямого захвата воздуха в больших масштабах.
В последние годы в прямом захвате воздуха наблюдается значительный скачок государственных и частных инвестиций, и все больше компаний разрабатывают эту технологию. Ежегодное финансирование фундаментальных исследований для DAC и других подходов к удалению углерода выросло более чем в десять раз с 2019 года, а знаковые двухпартийный закон об инфраструктуре и закон о снижении инфляции обеспечили необходимое финансирование и поддержку развертывания проектов прямого захвата воздуха в Соединенных Штатах. Частный сектор также начал активизировать ряд новых инициатив — например, группа компаний объединилась в 2021 году и обязалась потратить почти 1 миллиард долларов на постоянное удаление углекислого газа, включая, помимо прочего, DAC, к 2030 году для способствовать развитию, создавая гарантированный спрос.
По мере того, как интерес и инвестиции в прямое улавливание воздуха продолжают расти, внимание смещается и на реализацию. Для лиц, принимающих решения, и тех, кто разрабатывает проекты прямого улавливания воздуха, будет важно сосредоточить внимание не только на климатических преимуществах, но и на справедливости и устойчивости по мере развития этой отрасли.
5) Минерализация углерода
Некоторые минералы естественным образом реагируют с CO2, превращая углекислый газ из газа в твердое вещество и постоянно удерживая его вне атмосферы. Этот процесс обычно называют «минерализацией углерода» или «усиленным выветриванием», и в природе он 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 CO2 в воздухе или океане. Это может означать перемещение воздуха через большие залежи шахтных хвостов (горные породы, оставшиеся после добычи полезных ископаемых), которые содержат правильный минеральный состав; дробление или разработка ферментов, которые пережевывают минеральные отложения для увеличения площади их поверхности; разбрасывание определенных типов грунтовых пород на пахотных землях или прибрежных территориях, где они вступают в реакцию с углекислым газом и блокируют его; и поиск способов для некоторых промышленных побочных продуктов, таких как летучая зола, печная пыль или железный и сталелитейный шлак, которые вступают в реакцию с CO2, для его секвестрации.
Углеродная минерализация также может быть использована для связывания углекислого газа , который уже был уловлен путем закачки этого CO2 в подходящие типы пород, где он вступает в реакцию с образованием твердого карбоната, постоянно сохраняя его. Другие приложения могут улавливать углерод и заменять традиционные методы производства с более интенсивными выбросами — например, путем использования минерализации как части производства бетона, которое используется в масштабах нескольких миллиардов тонн во всем мире.
Ученые показали, что минерализация углерода возможна, и несколько стартапов уже разрабатывают подходы, включая строительные материалы на основе минерализации. Однако предстоит еще многое сделать, чтобы наметить рентабельные и разумные приложения для масштабного развертывания и улучшить измерение связывания углерода.
6) Подходы на основе океана
Был предложен ряд подходов к удалению углерода с использованием океана, чтобы использовать способность океана улавливать углерод и расширить портфель вариантов за пределы наземных приложений.
Однако почти все эти стратегии находятся на ранних стадиях разработки и требуют дополнительных исследований, а в некоторых случаях и полевых испытаний, чтобы понять, подходят ли они для инвестиций с учетом потенциальных экологических, социальных и управленческих последствий.
Каждый подход направлен на ускорение естественных углеродных циклов в океане. Потенциальные решения включают использование фотосинтеза в прибрежных растениях, морских водорослях или фитопланктоне; добавление в морскую воду определенных минералов, которые реагируют с растворенным CO2 и блокируют его; или пропускание электрического тока через морскую воду для ускорения реакций, которые в конечном итоге помогают извлекать CO2.
Океан может предложить потенциальные варианты удаления углерода, такие как выращивание морских водорослей, которые также могут иметь экологические преимущества. Фото Службы национальных парков Некоторые варианты удаления углерода в океане также могут обеспечить сопутствующие выгоды.
Например, прибрежный синий углерод (углерод, хранящийся в мангровых зарослях, морских водорослях и солончаках) и выращивание морских водорослей могут удалить углерод, одновременно поддерживая восстановление экосистемы, а добавление минералов, помогающих океану улавливать углерод, может уменьшить закисление океана. Однако многое еще неизвестно о более широком воздействии этих подходов на окружающую среду, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять потенциальные риски, прежде чем эти подходы будут применяться в любом масштабе.
В ближайшем будущем культивируемые морские водоросли можно также использовать для производства таких продуктов, как продукты питания, топливо и удобрения, что может не привести к удалению углерода, но может сократить выбросы по сравнению с традиционным производством и обеспечить экономическую отдачу, поддерживающую рост отрасли.
Будущее удаления углерода
Анализ, проведенный WRI, показал, что наиболее рентабельная и наименее рискованная стратегия увеличения мощности по удалению углерода включает разработку и развертывание различных подходов в тандеме.
Двигаясь вперед, различные методы удаления углекислого газа должны быть встроены в стратегии борьбы с изменением климата по всему миру, чтобы избежать опасных уровней глобального потепления. За последние несколько лет были сделаны важные шаги в этом направлении, но для реализации национальных и глобальных климатических целей потребуется больше.
Крайне важно продолжать увеличивать государственные и частные инвестиции в портфель подходов к удалению углерода, чтобы определить, какие из них могут стать жизнеспособными вариантами для достижения масштабов удаления, которые, как мы ожидаем, потребуются в ближайшие десятилетия.
Не происходит ли углекислый газ в атмосфере из природных источников?
Да, существуют естественные источники атмосферного углекислого газа, такие как выделение газа из океана, разложение растительности и другой биомассы, извержение вулканов, естественные лесные пожары и даже отрыжка жвачных животных. Эти естественные источники углекислого газа компенсируются «поглотителями» — такими вещами, как фотосинтез растениями на суше и в океане, прямое поглощение в океане и образование почвы и торфа.
Пожары, вызванные молнией, такие как комплексный пожар округа Дуглас в штате Вашингтон в 2015 году, могут привести к выбросу углекислого газа, но деятельность человека производит гораздо больше парниковых газов. Лицензия Photo CC от USDA.
В течение всех ледниковых периодов, которые произошли по крайней мере за последний миллион лет, эти противоположные ветви углеродного цикла поддерживали уровень углекислого газа в атмосфере на уровне 300 частей на миллион (ppm) или ниже. Сегодня этот уровень близок к 410 промилле. Это не только самый высокий уровень углекислого газа за всю историю человеческой цивилизации, он достиг этих уровней практически мгновенно в геологических временных рамках. Во время циклов ледникового периода в прошлом для такого масштабного изменения, вероятно, потребовались бы тысячи лет.
Глобальные концентрации углекислого газа в атмосфере (CO 2 ) в частях на миллион (ppm) за последние 800 000 лет.
Пики и долины отражают ледниковые периоды (низкий уровень CO 2 ) и более теплые межледниковья (более высокий уровень CO 2 ). Во время этих циклов CO 2 никогда не превышала 300 ppm. На шкале геологического времени увеличение (оранжевая пунктирная линия) выглядит практически мгновенным. График NOAA Climate.gov основан на данных Lüthi et al., 2008, предоставленных Палеоклиматологической программой NOAA NCEI.
Это чрезвычайно быстрое накопление углекислого газа происходит потому, что люди выбрасывают углекислый газ в атмосферу быстрее, чем естественные поглотители могут его удалить. Сжигая ископаемое топливо, мы, по сути, использовали миллионы лет поглощения углерода растениями и вернули его в атмосферу менее чем за 300 лет.
Ссылки
Люти, Д., М. Ле Флох, Б. Берейтер, Т. Блюнье, Ж.-М. Барнола, У. Зигенталер, Д. Рейно, Ж. Жузель, Х. Фишер, К. Кавамура и Т.Ф. Стокер. (2008). Рекорд концентрации углекислого газа с высоким разрешением за 650 000–800 000 лет до настоящего времени.