věda o Zemi

cíle lekce

• popisují hlavní způsoby, jak lze snížit spotřebu energie.
• diskutujte o nových technologiích, které jsou vyvíjeny ke snížení znečišťujících látek v ovzduší, včetně skleníkových plynů.
• popisuje rozdíl mezi umístěním limitů na emise a snížením emisí.,

Slovní zásoba

• biopaliv
• cap-and-trade
• ukládání uhlíku
• uhlíkové daně
• katalyzátor
• katalyzátoru
• palivový článek
• zplyňování
• hybridní vozidla

Úvod

Clean Air Act z roku 1970 a změny od té doby odvedli skvělou práci vyžaduje, aby lidé vyčištění vzduchu nad Spojenými Státy. Emise šesti hlavních znečišťujících látek regulovaných zákonem o čistém ovzduší, oxidu uhelnatého, olova, oxidů dusíku, ozonu, oxidu siřičitého a částic se snížily o více než 50%., Auta, elektrárny a továrny jednotlivě uvolňují méně znečištění než v polovině 20.století. Existuje však mnohem více automobilů, elektráren a továren. Stále se uvolňuje mnoho znečišťujících látek a bylo zjištěno, že některé látky jsou znečišťujícími látkami, o nichž se v minulosti nevědělo, že jsou znečišťujícími látkami. Stále je třeba udělat mnoho práce, aby se i nadále vyčistil vzduch.

způsoby, jak snížit znečištění ovzduší

Jak lze snížit znečištění ovzduší? Používání méně fosilních paliv je jedním ze způsobů, jak snížit znečištění., Některé příklady způsobů, jak šetřit fosilní paliva, jsou:

• jízda na kole nebo chůze místo jízdy.
• autobusem nebo Spolujízda.
• nákup automobilu, který má větší palivovou účinnost.
• vypnutí světel a spotřebičů, pokud se nepoužívají.
• použití energeticky účinných žárovek a spotřebičů.
• nákup méně věcí, které jsou vyráběny s použitím fosilních paliv.

všechna tato opatření snižují množství energie, kterou elektrárny potřebují k výrobě.

rozvoj alternativních zdrojů energie je důležitý. Vzpomeňte si na kapitolu, energii Země., Jaké jsou některé z problémů, kterým čelí širší přijetí alternativních zdrojů energie?

• technologie pro několik zdrojů alternativní energie, včetně sluneční a větrné, se stále vyvíjejí.
• sluneční a větrné energie jsou stále drahé vzhledem k používání fosilních paliv. Technologie musí postupovat tak, aby cena klesla.
• některé oblasti dostávají nízké množství slunečního světla a nejsou vhodné pro sluneční záření. Jiní nemají moc větru. Je důležité, aby regiony rozvíjely to, co jim nejlépe vyhovuje., Zatímco pouštní jihozápad bude muset vyvinout sluneční energii, velké pláně mohou využívat větrnou energii jako svůj zdroj energie. Možná se některá místa budou spoléhat na jaderné elektrárny, i když současné jaderné elektrárny mají velké problémy s bezpečností a likvidací odpadu.

někdy jsou potřebné technologické přístupy.

National Geographic videa zkoumání zachování energie se nacházejí v Prostředí Videím, Energie: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/.,

• Alternativní zdroje Energie
• Palivové články
• Solární Energie

Snížení Znečištění Ovzduší z Vozidel

Snížení znečištění ovzduší z vozidel lze provést v mnoha způsoby.

• odbourávání znečišťujících látek před jejich uvolněním do atmosféry. Motorová vozidla vypouštějí méně znečištění než kdysi kvůli katalyzátorům (obrázek níže). Katalyzátory obsahují katalyzátor, který urychluje chemické reakce a rozkládá oxidy dusíku, oxid uhelnatý a VOC., Katalyzátory fungují pouze tehdy, když jsou horké, takže při zahřívání automobilu uniká spousta výfukových plynů.

• což činí vozidlo úspornějším. Lehčí efektivnější vozidla potřebují méně energie. Hybridní vozidla mají elektromotor a dobíjecí baterii. Energie, která by byla ztracena během brzdění, je vybíjena do nabíjení baterie, která pak může pohánět auto., Spalovací motor přebírá pouze tehdy, když dojde energie v baterii. Hybridy mohou snížit emise automobilů o 90% nebo více, ale mnoho modelů maximalizuje možnou palivovou účinnost vozidla.

plug-in hybrid je zapojen do zdroje elektřiny, když se nepoužívá, možná v garáži, aby se ujistil, že je baterie nabitá. Plug-in hybridy běží na elektřinu delší dobu, a tak jsou méně znečišťující než běžné hybridy. Plug – in hybridy začínají být k dispozici v roce 2010.

• vývoj nových technologií, které nepoužívají fosilní paliva., Pohánět auto něčím jiným než kapalným palivem na bázi organických látek je obtížné. Palivový článek převádí chemickou energii na elektrickou energii. Vodíkové palivové články využívají energii uvolněnou, když se vodík a kyslík spojí, aby vytvořily vodu (obrázek níže). Palivové články jsou extrémně účinné a neprodukují žádné znečišťující látky. Vývoj technologie palivových článků však měl mnoho problémů a nikdo neví, kdy a zda se stanou praktickými.

snížení průmyslového znečištění ovzduší

znečišťující látky jsou odstraněny z výfukových proudů elektráren a průmyslových závodů před vstupem do atmosféry. Částice mohou být odfiltrovány a oxidy síry a dusíku mohou být rozloženy katalyzátory. Odstranění těchto oxidů snižuje znečišťující látky, které způsobují kyselý déšť.

částice lze relativně snadno odstranit z emisí pomocí pohybu nebo elektřiny k oddělení částic od plynů. Pračky odstraňují částice a odpadní plyny z výfukových plynů pomocí kapalin nebo neutralizačních materiálů (obrázek níže)., Plyny, jako jsou oxidy dusíku, lze rozdělit při velmi vysokých teplotách.

zplyňování je vyvíjející se technologie. Při zplyňování se uhlí (zřídka se používá jiný organický materiál) zahřívá na extrémně vysoké teploty, aby se vytvořil syngas, který se pak filtruje a energie pokračuje v pohonu generátoru. Syngas uvolňuje o 80% méně znečištění než běžné uhelné elektrárny a skleníkové plyny jsou také nižší., Čisté uhelné elektrárny nepotřebují pračky ani jiná zařízení pro kontrolu znečištění. Přestože je technologie připravena, čisté uhelné elektrárny jsou dražší na výstavbu a provoz. Také ohřev uhlí na dostatečně vysoké teploty využívá velké množství energie, takže technologie není energeticky účinná. Kromě toho se velké množství skleníkového plynu CO2 stále uvolňuje technologií čistého uhlí. Nicméně, některé z těchto rostlin působí ve Spojených státech a po celém světě.,

snížení destrukce ozonu

jeden úspěšný příběh při snižování znečišťujících látek, které poškozují atmosféru, se týká chemikálií ničících ozon. V roce 1973 vědci vypočítali, že CFC by mohly dosáhnout stratosféry a rozpadnout se. Tím by se uvolnily atomy chloru, které by pak zničily ozon. Pouze na základě jejich výpočtů zakázaly Spojené státy a většina skandinávských zemí CFC ve sprejových plechovkách v roce 1978.

Více potvrzení, že CFC odbourávají ozon, bylo zapotřebí dříve, než bylo provedeno více, aby se snížila produkce chemikálií ničících ozon., V roce 1985 členové britského antarktického průzkumu uvedli, že v předchozích třech pramenech bylo zjištěno 50% snížení ozonové vrstvy nad Antarktidou. O dva roky později byl „Montrealský protokol o látkách, které poškozují ozonovou vrstvu“ ratifikován národy po celém světě.

Montrealský protokol řídí výrobu a spotřebu 96 chemikálií, které poškozují ozonovou vrstvu (obrázek níže). Nebezpečné látky postupně likvidují nejprve vyspělé státy a o deset let později rozvojové státy. Více nebezpečných látek je rychleji vyřazeno., CFC byly většinou vyřazeny od roku 1995, ačkoli byly používány v rozvojových zemích až do roku 2010. Některé z méně nebezpečných látek budou vyřazeny až v roce 2030. Protokol také vyžaduje, aby bohatší národy darovaly peníze na vývoj technologií, které tyto chemikálie nahradí.

kdyby CFC nebyly vyřazeny, do roku 2050 by bylo 10krát více případů rakoviny kůže než v roce 1980. Výsledkem by bylo asi 20 milionů dalších případů rakoviny kůže ve Spojených státech a 130 milionů případů na celém světě.

Od Cfc trvat mnoho let k dosažení stratosféry, a oni mohou přežít dlouhou dobu, než se zlomit dolů, ozonová díra bude pravděpodobně i nadále růst na nějakou dobu, než se to začne zmenšovat. Ozonová vrstva dosáhne stejné úrovně jako před lety 1980 kolem úrovní 2068 a 1950 v jednom nebo dvou stoletích.,

snížení skleníkových plynů

klimatologové se shodují, že změna klimatu je globální problém, který musí být napaden jednotným světem s jediným cílem. Všechny národy se musí sejít, aby snížily emise skleníkových plynů. Přimět národy, aby se na něčem shodly, se však ukázalo jako obtížné. Bylo navrženo několik nápadů a v některých zemích jsou uzákoněny.,

Mezinárodní Smlouvy

první pokus O cap skleníkových plynů byl Kjótský Protokol, který klimatických vědců souhlasí s tím neudělal dost, pokud jde o snížení emisí nebo získávání národů k účasti. Kjótský protokol vytvořil systém SZP a obchodu. Cap-and-trade poskytuje peněžní pobídku pro národy k vývoji technologií, které sníží emise a šetří energii. Některé státy a města ve Spojených státech začaly své vlastní systémy SZP a obchodu.

Konference OSN o změně klimatu se každoročně schází na jiném místě., Přestože jsou doporučení vydávána každý rok, skupina nedostala národy, aby podepsaly závaznou dohodu. Tím, že dělá nic, něco děláme – pokračování zvýšení hladiny skleníkových plynů a nedaří se připravit na nadcházející změny životního prostředí.

jak špatné by mohlo být několik stupňů? National Geographic má soubor videí o tom, co lze očekávat, pokud teplota stoupne o každé z těchto množství o stupeň Celsia.

uhlíková daň

nejjednodušší a nejrychlejší způsob je snížení emisí skleníkových plynů je zvýšení energetické účinnosti., Jedním z účinných způsobů, jak podpořit efektivitu, je finanční. Uhlíková daň může být umístěna na emise CO2 na podporu ochrany. Daň by být umístěny na benzín, oxidu uhličitého emitovaného v továrnách a domácí účty za energie, takže lidé nebo podniky, které vypouštějí více oxidu zaplatí více peněz. To by povzbudilo zachování, protože když si lidé koupí například nové auto, bude pravděpodobnější, že si koupí energeticky úsporný model. Peníze z uhlíkové daně by byly použity na výzkum alternativních zdrojů energie., Všechny plány uhlíkové daně umožňují slevu na dani pro lidi, kteří si nemohou dovolit platit více za energii, aby netrpěli nespravedlivě.

mohou být vyvinuty nové technologie,jako jsou obnovitelné zdroje, které byly diskutovány v kapitole, energie Země. Biopaliva mohou nahradit benzín ve vozidlech, ale musí být vyvinuta rozumně (obrázek níže). Dosud se velká část biopaliva vyrábí z plodin, jako je kukuřice. Ale když se na pohonné hmoty používají potravinářské plodiny, cena potravin stoupá. Moderní zemědělství je také extrémně závislé na fosilních palivech pro pesticidy, hnojiva a práci zemědělství., To znamená, že z používání biopaliva přes přímé používání fosilních paliv není získáno mnoho energie. Nyní se zkoumají slibnější plodiny pro biopaliva. Překvapivě se řasy zkoumají jako zdroj paliva! Řasy mohou být pěstovány v oblastech, které nejsou užitečné pro zemědělství, a také obsahuje mnohem použitelnější olej než plodiny, jako je kukuřice.

zachycování a sekvestrace uhlíku

Pokud se změna klimatu stane dost špatnou, lidé se mohou pokusit odstranit skleníkové plyny z atmosféry poté, co jsou emitovány. Sekvestrace uhlíku nastává přirozeně, když je oxid uhličitý odstraněn z atmosféry stromy v lese. Jedním ze způsobů, jak odstranit uhlík, by bylo vysadit více stromů, ale bohužel se v současné době ztrácí více lesní půdy, než bylo získáno.

uhlík může být také uměle sekvestrován., Například uhlík může být zachycen z emisí z zplyňovacích zařízení a poté uložen v podzemí ve slaných vrstvách nebo uhelných švech. Zatímco některé malé sekvestrační projekty jsou ve vývoji, rozsáhlá sekvestrace dosud nebyla vyzkoušena.

Tento typ zachycování a sekvestrace uhlíku spadá pod nadpis geoinženýrství. Existuje mnoho dalších fascinujících nápadů v geoinženýrství, které lidé navrhli, které stojí za to se podívat. Jedním z divokých příkladů je stínování planety velkými obíhajícími objekty., Velké zrcadlo na oběžné dráze by mohlo odrážet asi 2% příchozího slunečního záření zpět do vesmíru. Tyto druhy řešení by byly drahé v nákladech a energii.

stejně jako jednotlivci mohou snížit jiné typy znečištění ovzduší, lidé mohou bojovat proti globálnímu oteplování tím, že šetří energii. Lidé se také mohou zapojit do místního, regionálního a národního úsilí o správná rozhodnutí v oblasti energetické politiky.

shrnutí lekcí

• znečišťující látky v ovzduší lze snížit mnoha způsoby. Nejlepší metodou je nepoužívat energii, která produkuje znečišťující látky prostřednictvím úspory nebo zvýšení energetické účinnosti.,
• alternativní zdroje energie jsou dalším dobrým způsobem, jak snížit znečištění. Většina těchto alternativních energetických technologií je stále rafinována (sluneční, větrná) a některé mají s nimi spojené další problémy (jaderné, biopaliva).
• znečišťující látky mohou být odstraněny z proudu výfukových plynů tím, že jsou odfiltrovány nebo rozloženy. Některé znečišťující látky, jako jsou CFC, se nejlépe vůbec neuvolňují.

Review Questions

1. vzhledem k tomu, že zákon o čistém vzduchu byl schválen v roce 1970, proč je vzduch stále není čistý?
2. jaké jsou některé způsoby, jak můžete šetřit energii?,
3. jak snížení znečišťujících látek v ovzduší, jak je popsáno v zákoně o čistém ovzduší z roku 1970, ovlivňuje emise skleníkových plynů?
4. co je třeba udělat, než alternativní zdroje energie mohou nahradit fosilní paliva?
5. co jsou katalyzátory?
6. proč jsou hybridní vozidla energeticky účinnější než běžná vozidla poháněná spalovacími motory?
7. proč ještě nejsou vozidla s palivovými články široce dostupná?
8. jak cyklon snižuje znečištění částic?
9. jak lze vyrobit uhelnou energii tak, aby měla téměř nulový uhlíkový přínos pro atmosféru?,
10. proč se ozonová díra několik desetiletí nezhojí?
11. mnoho lidí si myslí, že biopaliva jsou řešením mnoha problémů změny klimatu, ale jiní nesouhlasí. Jaké požadavky by biopaliva musela splňovat, pokud by měla být skutečně účinná při výměně benzinu v motorových vozidlech?

body, které je třeba zvážit

• proč je důležité snížit znečištění ovzduší?
• co můžete dělat ve svém vlastním životě, abyste snížili dopad na atmosféru?
• proč je celosvětové úsilí potřebné ke snížení hrozby globální změny klimatu?,