Јаглеродот е суштински елемент кој се наоѓа во сите живи организми. Тој е четвртиот најзастапен елемент во универзумот и е клучна компонента на многу хемиски соединенија, вклучувајќи јаглерод диоксид ( \(CO_2\) ), метан ( \(CH_4\) ) и органски молекули кои се основа на животот на Земјата.
Јаглеродот може да постои во различни форми, вклучувајќи цврст, течен и гас. Во неговата гасовита состојба, јаглеродот најчесто се наоѓа во соединенија како што се јаглерод диоксид ( \(CO_2\) ) и метан ( \(CH_4\) ). Овие гасови играат значајна улога во атмосферата на Земјата и глобалната клима.
Јаглерод диоксидот е безбоен гас со малку кисел вкус и мирис. Се произведува со согорување на материјали што содржат јаглерод, како што се фосилните горива и дрвото, како и преку дишењето на живите организми. \(CO_2\) е исто така производ на ферментација и други хемиски реакции.
\(CO_2\) игра клучна улога во ефектот на стаклена градина на Земјата, заробувајќи ја топлината во атмосферата и со тоа ја одржува температурата на планетата. Сепак, прекумерните емисии \(CO_2\) од човечките активности доведуваат до глобално затоплување и климатски промени.
Метанот е моќен стакленички гас, приближно 25 пати помоќен од \(CO_2\) во период од 100 години. Се ослободува при производство и транспорт на јаглен, нафта и природен гас. Метанот се испушта и од сточарството и другите земјоделски практики и од распаѓањето на органскиот отпад во депониите за комунален цврст отпад.
Јаглеродниот циклус е серија на процеси со кои јаглеродните соединенија се меѓусебно конвертирани во околината. Овој циклус вклучува инкорпорирање на \(CO_2\) од атмосферата во живите организми преку фотосинтеза. Кога растенијата и животните умираат, разградувачите ги разградуваат нивните тела, ослободувајќи ја јаглеродот назад во атмосферата во форма на \(CO_2\) преку процесите на дишење и распаѓање. Дел од јаглеродот исто така се складира во почвата и океаните, делувајќи како јаглерод потоне.
Фотосинтезата е процес со кој зелените растенија и некои други организми користат сончева светлина за да синтетизираат храна од \(CO_2\) и вода. Тоа вклучува конверзија на јаглерод диоксид во гликоза и кислород во присуство на сончева светлина и хлорофил. Целокупната хемиска равенка за фотосинтеза може да се претстави како:
\(6CO_2 + 6H_2O + \textrm{светлината енергија} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
Од друга страна, дишењето е процес со кој живите организми ги претвораат кислородот и гликозата во вода, \(CO_2\) и енергија. Равенката за клеточното дишење во суштина е обратна од фотосинтезата:
\(C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \textrm{енергија}\)
Човечките активности, особено согорувањето на фосилните горива и уништувањето на шумите, значително го зголемија нивото на јаглерод диоксид во атмосферата на Земјата. Овој пораст на нивото на \(CO_2\) е главниот двигател на глобалното затоплување и климатските промени. Напорите за намалување на емисиите на јаглерод вклучуваат зголемување на употребата на обновливи извори на енергија, подобрување на енергетската ефикасност и садење дрвја за апсорпција на \(CO_2\) .
Експеримент за докажување на производството на \(CO_2\) може да се спроведе со мешање на оцет (оцетна киселина) со сода бикарбона (натриум бикарбонат). Хемиската реакција помеѓу овие супстанции произведува гас јаглерод диоксид:
\(CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2\)
Овој експеримент визуелно покажува како \(CO_2\) се произведува преку едноставна хемиска реакција и може да се фати со помош на балон или друг метод на задржување.
Намалување на јаглеродниот отпечатокНамалувањето на јаглеродниот отпечаток, што се однесува на вкупните емисии на јаглерод диоксид произведени директно или индиректно од поединец, организација или производ, е клучно за ублажување на климатските промени. Едноставните чекори како што се намалувањето на потрошувачката на енергија, користењето јавен превоз, рециклирањето и консумирањето помалку месо може да придонесат за помали емисии на \(CO_2\) .
Секвестрација на јаглерод е процес на зафаќање и складирање на атмосферски \(CO_2\) . Може да се постигне преку природни процеси, како што е фотосинтезата во шумите и океаните, или со вештачки средства, како што е технологијата за фаќање и складирање јаглерод (CCS). CCS вклучува зафаќање на емисиите \(CO_2\) од индустриски и извори поврзани со енергија, транспортирање до складиште и депонирање таму каде што нема да влезе во атмосферата, обично во длабоки геолошки формации.
Јаглеродот, во неговите различни форми, игра клучна улога во екосистемот на Земјата, особено во неговата гасовита состојба како \(CO_2\) и \(CH_4\) . Овие гасови се составен дел на ефектот на стаклена градина на Земјата, кој ја одржува планетата доволно топла за да може да се одржи живот. Сепак, човечките активности значително го променија природниот циклус на јаглерод, придонесувајќи за прекумерно ниво на стакленички гасови и глобалното затоплување. Разбирањето на улогата на јаглеродот во животната средина и преземањето чекори за намалување на емисиите на јаглерод се од витално значење за одржување на климата на Земјата и за обезбедување на благосостојбата на идните генерации.
