Reduktion af luftforurening / Jordvidenskab

Lektionsmål

Beskriv de vigtigste måder, hvorpå energiforbruget kan reduceres.
diskutere nye teknologier, der udvikles for at reducere luftforurenende stoffer, herunder drivhusgasser.
beskriv forskellen mellem at placere hætter på Emissioner og reducere emissioner.,

Ordforråd

biobrændstof
cap-and-trade
kulstofbinding
carbon skat
katalysator
katalysator
fuel cell
forgasning
hybrid køretøj

Indledning

Clean Air Act af 1970, og de ændringer, der siden da har gjort et stort stykke arbejde i at kræve folk til at rydde op i luften over Usa. Udledning af de seks vigtigste forurenende stoffer, der er reguleret af Clean Air Act, carbonmonoxid, bly, lattergas, ozon, svovldioxid og partikler, er faldet med mere end 50%., Biler, kraftværker og fabrikker frigiver individuelt mindre forurening end de gjorde i midten af det 20.århundrede. Men der er mange flere biler, kraftværker og fabrikker. Mange forurenende stoffer frigives stadig, og nogle stoffer har vist sig at være forurenende stoffer, der ikke var kendt for at være forurenende stoffer i fortiden. Der er stadig meget arbejde, der skal gøres for at fortsætte med at rense luften.

måder at reducere luftforurening

hvordan kan luftforurening reduceres? Brug af mindre fossilt brændstof er en måde at mindske forureningen på., Nogle eksempler på måder at spare på fossile brændstoffer er:

at cykle eller gå i stedet for at køre.
tage en bus eller samkørsel.
købe en bil, der har større brændstofeffektivitet.
slukning af lys og apparater, når de ikke er i brug.
anvendelse af energieffektive pærer og apparater.
købe færre ting, der er fremstillet ved hjælp af fossile brændstoffer.

alle disse handlinger reducerer mængden af energi, som kraftværker skal producere.

udvikling af alternative energikilder er vigtig. Tænk tilbage til kapitlet Jordens energi., Hvad er nogle af de problemer, der står over for en bredere vedtagelse af alternative energikilder?

teknologierne til flere kilder til alternativ energi, herunder sol og vind, udvikles stadig.
Sol og vind er stadig dyre i forhold til brugen af fossile brændstoffer. Teknologien skal gå videre, så prisen falder.
nogle områder får lave mængder sollys og er ikke egnet til sol. Andre har ikke meget vind. Det er vigtigt, at regionerne udvikler det, der passer dem bedst., Mens ørkenen sydvest bliver nødt til at udvikle sol, kan de store sletter bruge vindenergi som energikilde. Måske nogle steder vil stole på atomkraftværker, selv om de nuværende atomkraftværker har store problemer med sikkerhed og bortskaffelse af affald.

Nogle gange er teknologiske tilgange det, der er nødvendigt.

National Geographic-videoer, der udforsker energibesparelse, findes i Miljøvideoer, energi: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/.,

Alternativ Energi
Brændselsceller
Solenergi

Reduktion af Luftforurening fra Køretøjer

Reduktion af luftforurening fra køretøjer kan gøres på en række måder.

nedbrydning af forurenende stoffer, før de frigives til atmosfæren. Motorkøretøjer udleder mindre forurening, end de engang gjorde på grund af katalysatorer (figur nedenfor). Katalysatorer indeholder en katalysator, der fremskynder kemiske reaktioner og nedbryder nitrogeno .ider, kulilte og VOC ‘ er., Katalysatorer fungerer kun, når de er varme, så en masse udstødning slipper ud, når bilen varmer op.

katalysatorer er placeret på moderne biler i Usa.

gør et køretøj mere brændstofeffektivt. Lettere mere strømlinede køretøjer har brug for mindre energi. Hybridkøretøjer har en elektrisk motor og et genopladeligt batteri. Den energi, der ville gå tabt under bremsning, kanaliseres til opladning af batteriet, som derefter kan drive bilen., Forbrændingsmotoren overtager kun, når strømmen i batteriet er løbet tør. Hybrider kan reducere autoemissioner med 90% eller mere, men mange modeller maksimerer ikke køretøjets mulige brændstofeffektivitet.

en plug-in hybrid tilsluttes en strømkilde, når den ikke er i brug, måske i en garage, for at sikre, at batteriet er opladet. Plug-in hybrider køre i længere tid på elektricitet og så er mindre forurenende end almindelige hybrider. Plug-in hybrider er begyndt at blive tilgængelige i 2010.udvikling af nye teknologier, der ikke anvender fossile brændstoffer., Det er vanskeligt at tanke en bil med noget andet end et flydende organisk baseret brændstof. En brændselscelle omdanner kemisk energi til elektrisk energi. Brint brændselsceller udnytte den energi, der frigives, når brint og ilt kommer sammen for at skabe vand (figur nedenfor). Brændselsceller er ekstremt effektive, og de producerer ingen forurenende stoffer. Men udviklingen af brændselscelleteknologi har haft mange problemer, og ingen ved, hvornår eller om de bliver praktiske.

en brintbrændstofcellebil ligner en ben .indrevet bil.,

reduktion af industriel luftforurening

forurenende stoffer fjernes fra udstødningsstrømmene fra kraftværker og industrianlæg, inden de kommer ind i atmosfæren. Partikler kan filtreres ud, og svovl og nitrogeno .ider kan nedbrydes af katalysatorer. Fjernelse af disse o .ider reducerer de forurenende stoffer, der forårsager sur regn.

partikler er relativt lette at fjerne fra emissioner ved hjælp af bevægelse eller elektricitet til at adskille partikler fra gasserne. Skrubbere fjerner partikler og røggasser fra udstødningen ved hjælp af væsker eller neutraliserende materialer (figur nedenfor)., Gasser, såsom nitrogeno .ider, kan nedbrydes ved meget høje temperaturer.

scrubbere fjerner partikler og røggasser fra udstødningen.forgasning er en udviklingsteknologi. Ved forgasning opvarmes kul (sjældent et andet organisk materiale) til ekstremt høje temperaturer for at skabe syngas, som derefter filtreres, og energien fortsætter med at drive en generator. Syngas frigiver omkring 80% mindre forurening end almindelige kulanlæg, og drivhusgasser er også lavere., Rene kulanlæg har ikke brug for skrubbere eller andre forureningsbegrænsende enheder. Selvom teknologien er klar, er rene kulanlæg dyrere at konstruere og drive. Opvarmning af kul til høje nok temperaturer bruger også meget energi, så teknologien er ikke energieffektiv. Derudover frigives store mængder af drivhusgas CO2 stadig med ren kulteknologi. Ikke desto mindre er et par af disse anlæg opererer i USA og rundt om i verden.,

reduktion af O .onødelæggelse

En succeshistorie med at reducere forurenende stoffer, der skader atmosfæren, vedrører o .onødelæggende kemikalier. I 1973 beregnet forskere, at CFC ‘ er kunne nå stratosfæren og bryde fra hinanden. Dette ville frigive kloratomer, som derefter ville ødelægge o .on. Kun baseret på deres beregninger forbød USA og de fleste skandinaviske lande CFC ‘ er i spraydåser i 1978.der var behov for mere bekræftelse på, at CFC nedbryder o .on, før der blev gjort mere for at reducere produktionen af O .onødelæggende kemikalier., I 1985 rapporterede medlemmer af British Antarctic Survey, at der var fundet en 50% reduktion i O .onlaget over Antarktis i de foregående tre fjedre. To år senere blev “Montreal-protokollen om stoffer, der nedbryder O .onlaget” ratificeret af nationer over hele verden.

Montreal-protokollen styrer produktionen og forbruget af 96 kemikalier, der beskadiger o .onlaget (figur nedenfor). Farlige stoffer udfases først af udviklede nationer og et årti senere af udviklingslande. Mere farlige stoffer udfases hurtigere., CFC ‘ er er for det meste blevet udfaset siden 1995, selv om de blev brugt i udviklingslande indtil 2010. Nogle af de mindre farlige stoffer vil først blive udfaset i 2030. Protokollen kræver også, at rigere nationer donerer penge til at udvikle teknologier, der vil erstatte disse kemikalier.

Ozon niveauer over Nordamerika faldt mellem 1974 og 2009. Fremtidens modeller forudsiger, hvilke o .onniveauer der ville have været, hvis CFC ‘ er ikke blev udfaset. Varmere farver indikerer mere O .on.,havde CFC ikke været udfaset, ville der i 2050 have været 10 gange flere tilfælde af hudkræft end i 1980. Resultatet ville have været omkring 20 millioner flere tilfælde af hudkræft i USA og 130 millioner tilfælde globalt.

Da Cfc tage mange år at nå stratosfæren, og de kan overleve der lang tid før de bryder ned, ozon hullet vil sandsynligvis fortsætte med at vokse i et stykke tid, før det begynder at skrumpe. O .onlaget vil nå de samme niveauer, det havde før 1980 omkring 2068 og 1950 niveauer i et eller to århundreder.,

reduktion af drivhusgasser

klimaforskere er enige om, at klimaændringer er et globalt problem, der skal angribes af en samlet verden med et enkelt mål. Alle nationer skal mødes for at reducere udledningen af drivhusgasser. Imidlertid, at få nationer til at blive enige om noget har vist sig at være vanskeligt. Et par ideer er blevet foreslået, og i nogle nationer er ved at blive vedtaget.,

internationale aftaler

det første forsøg på at begrænse drivhusgasemissionerne var Kyoto-protokollen, som klimaforskere er enige om ikke at gøre nok med hensyn til at reducere emissionerne eller få nationer til at deltage. Kyoto-protokollen indførte et fælles landbrugspolitik. Cap-and-trade giver et monetært incitament for nationer til at udvikle teknologier, der vil reducere emissionerne og spare energi. Nogle stater og byer i USA har påbegyndt deres egne cap-and-trade systemer.De Forenede Nationers klimakonference mødes hvert år et andet sted., Selvom der fremsættes henstillinger hvert år, gruppen har ikke fået nationerne til at underskrive en bindende aftale. Ved ikke at gøre noget gør vi noget – fortsætter med at hæve drivhusgasniveauerne og undlader at forberede sig på de kommende miljøændringer.

hvor slemt kunne et par grader være? National Geographic har et sæt videoer om, hvad man kan forvente, hvis temperaturen stiger med hver af disse mængder efter grad celsius.

Kulstofafgift

den nemmeste og hurtigste måde er at reducere drivhusgasemissioner er at øge energieffektiviteten., En effektiv måde at fremme effektivitet på er økonomisk. En kulstofafgift kan placeres på CO2-emissioner for at tilskynde til bevarelse. Afgiften ville blive placeret på ben .in, kuldio .id, der udsendes af fabrikker, og hjem energiregninger, så folk eller virksomheder, der udsender mere kulstof ville betale flere penge. Dette ville tilskynde til bevarelse, da når folk køber en ny bil, for eksempel, ville de være mere tilbøjelige til at købe en energieffektiv model. Pengene fra kulstofafgiften ville blive brugt til forskning i alternative energikilder., Alle planer for en kulstofafgift tillader en skattefradrag for folk, der ikke har råd til at betale mere for energi, så de ikke lider uretfærdigt.

nye teknologier kan udvikles, såsom vedvarende kilder,der blev diskuteret i kapitlet, Jordens energi. Biobrændstoffer kan erstatte ben .in i køretøjer, men de skal udvikles fornuftigt (figur nedenfor). Indtil videre produceres meget af biobrændstoffet fra afgrøder som majs. Men når fødevareafgrøder bruges til brændstof, stiger prisen på mad. Moderne landbrug er også ekstremt afhængig af fossile brændstoffer til pesticider, gødning, og landbrugsarbejdet., Det betyder, at der ikke opnås meget energi ved at bruge en biobrændstof frem for at bruge de fossile brændstoffer direkte. Mere lovende afgrøder til biobrændstoffer undersøges nu. Overraskende undersøges alger som en kilde til brændstof! Algerne kan dyrkes i områder, der ikke er nyttige til landbruget, og det indeholder også meget mere brugbar olie end afgrøder som majs.

en bus, der kører på sojabønneolie, viser potentialet ved biobrændstoffer.,

kulstofopsamling og-binding

Hvis klimaændringerne bliver dårlige nok, kan folk forsøge at fjerne drivhusgasser fra atmosfæren, efter at de er udsendt. Kulstofbinding forekommer naturligt, når kuldio .id fjernes fra atmosfæren af træer i en skov. En måde at fjerne kulstof på ville være at plante flere træer, men desværre går mere skovjord i øjeblikket tabt end opnået.

kulstof kan også kunstigt sekvestreres., For eksempel kan kulstof opsamles fra emissionerne fra forgasningsanlæg og derefter opbevares under jorden i saltlag eller kulsømme. Mens nogle små sekvestrationsprojekter er under udvikling, er der endnu ikke forsøgt storstilet sekvestration.

denne type kulstofopsamling og-binding hører under overskriften geoengineering. Der er mange andre fascinerende ideer inden for geoengineering, som folk har foreslået, der er værd at se på. Et vildt eksempel er at skygge planeten med store kredsende objekter., Et stort spejl i kredsløb kunne afspejle omkring 2% af indkommende solstråling tilbage i rummet. Disse slags løsninger ville være dyre i omkostninger og energi.ligesom enkeltpersoner kan mindske andre former for luftforurening, kan folk bekæmpe global opvarmning ved at spare energi. Folk kan også blive involveret i lokale, regionale og nationale bestræbelser på at træffe fornuftige valg om energipolitik.

Lektionsoversigt

luftforurenende stoffer kan reduceres på mange måder. Den bedste metode er ikke at bruge energi, der producerer forurenende stoffer gennem bevarelse eller øget energieffektivitet.,
Alternative energikilder er en anden god måde at reducere forurening på. De fleste af disse alternative energiteknologier raffineres stadig (sol, vind), og nogle har andre problemer forbundet med dem (nukleare, biobrændstoffer).
forurenende stoffer kan fjernes fra en udstødningsstrøm ved at blive filtreret ud eller nedbrudt. Nogle forurenende stoffer, såsom CFC ‘ er, frigives bedst slet ikke.

Revie?spørgsmål

da Clean Air Act blev vedtaget i 1970, hvorfor er luften stadig ikke ren?
hvad er nogle måder, du kan spare energi på?,
Hvordan påvirker reduktionen af luftforurenende stoffer, som beskrevet i Clean Air Act fra 1970, drivhusgasemissioner?
hvad skal der gøres, før alternative energikilder kan erstatte fossile brændstoffer?
hvad er katalysatorer?
Hvorfor er hybridbiler mere energieffektive end almindelige køretøjer, der drives af forbrændingsmotorer?
Hvorfor er brændstofcellekøretøjer endnu ikke tilgængelige?
Hvordan reducerer en cyklon partikelforurening?
Hvordan kan kulkraft fremstilles, så den har næsten nul kulstofbidrag til atmosfæren?,
Hvorfor er det, at O ?onhullet ikke vil blive helbredt i flere årtier?
mange mennesker tror, at biobrændstoffer er løsningen på mange af problemerne med klimaændringer, men andre er uenige. Hvilke krav skulle biobrændstoffer opfylde, hvis de virkelig var effektive til at erstatte ben ?in i motorkøretøjer?

punkter at overveje

Hvorfor er det vigtigt at reducere luftforurening?
hvad kan du gøre i dit eget liv for at reducere din indflydelse på atmosfæren?
Hvorfor er der behov for en verdensomspændende indsats for at reducere truslen om globale klimaændringer?,

Avenir

Condominium

Jordvidenskab