Oxid uhličitý (CO2) v přírodě: Výskyt, vlastnosti a vliv na životní prostředí

Oxid uhličitý (CO2), dříve kysličník uhličitý, je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, běžně se vyskytující ve vzduchu. Při vyšších koncentracích může mít v ústech slabě nakyslou chuť. Je těžší než vzduch. V pevném skupenství je znám také jako suchý led. Je tvořený jedním atomem uhlíku a dvěma atomy kyslíku.

Výskyt oxidu uhličitého v přírodě

Oxid uhličitý je přirozeně se vyskytující stopový plyn v zemské atmosféře, který ovlivňuje klima. Je běžnou součástí zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na výšce nad povrchem a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší.

Lokálně velmi vysoká koncentrace je v místech jeho výronu sopečných plynů ze země ve vulkanicky aktivních oblastech a v některých přírodních minerálních vodách. Vzhledem k tomu, že je těžší než vzduch, může se v takových místech hromadit a představovat nebezpečnou past pro zvířata i lidi. Oxid uhličitý byl také nalezen v mezihvězdném prostoru. Je hlavní složkou atmosfér planet Venuše a Mars.

V oblastech, kde se vulkanický oxid uhličitý postupně uvolňuje do vodních ploch (jezer), může při seismické aktivitě dojít k náhlému uvolnění a „zaplavení“ okolní krajiny jedovatým nedýchatelným plynem (katastrofa u jezera Nyos).

Koloběh uhlíku a oxid uhličitý

Oxid uhličitý je přirozeně se vyskytující plyn, jako součást koloběhu uhlíku je v podstatě jedinou základní surovinou všech organických sloučenin. Fotosyntetizující organizmy (bakterie, řasy, rostliny), tzv. producenti, jsou schopni utvářet složité uhlovodíky z oxidu uhličitého a vody.

Čtěte také: Cíle ČR 2050

Hlavní rezervoáry uhlíku na Zemi jsou atmosféra, oceán, půda a litosféra. Uhlík v suchozemských ekosystémech je nahromaděn v opadu a jiných zbytcích rostlin a živočichů, v biomase mikroorganizmů, a hlavně v půdě. Největším zásobníkem uhlíku na Zemi je litosféra.

Uhlík v půdě a jeho zdroje

Půdy obsahují celkově obrovské množství organického uhlíku (1100-2400 Pg) i uhlíku vázaného v anorganických látkách, zejména v uhličitanech (zhruba 700 Pg). Bez ohledu na rozdíly v odhadech jde o množství přesahující množství uhlíku v biomase rostlin a živočichů i v atmosféře dohromady.

Vlastnosti oxidu uhličitého

Oxid uhličitý je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Při vyšších koncentracích může mít v ústech slabě nakyslou chuť. Je těžší než vzduch. Oxid uhličitý má asi 1,5 x vyšší hustotu než vzduch, proto má ve vyšších koncentracích (např. přirozené vývěry ze země) tendenci hromadit se při zemi.

Je dobře rozpustný ve vodě, přičemž se zčásti (asi z 0,003 %) slučuje s vodou na kyselinu uhličitou. Je nehořlavý a z chemického hlediska se jedná o velmi stabilní látku, která se znatelně nerozkládá ani při teplotách přesahujících 2000°C.

Po chemické stránce je oxid uhličitý velice stálý a ani při velmi vysokých teplotách nad 2 000 °C se znatelně nerozkládá. Oxid uhličitý reaguje se silnými hydroxidy za vzniku solí, které se vyskytují ve dvou formách, jako uhličitany a hydrogenuhličitany (starším názvem kyselé uhličitany); např.

Čtěte také: Více o CO2 v atmosféře

Za běžných teplot panujících na Zemi je tato rovnováha posunuta téměř úplně vlevo, takže velké množství oxidu uhličitého je vázáno v uhličitanových horninách. Stoupne-li teplota zhruba nad 350 °C, rovnováha se vychýlí téměř úplně vpravo a oxid křemičitý vytěsní z hornin oxid uhličitý, který přejde do atmosféry.

Koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře

Oxid uhličitý je běžnou součástí zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na výšce nad povrchem a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší. Na roční kolísání koncentrace CO2 má také výrazný vliv vegetační sezóna, kdy jsou roční maxima dosahována přibližně v květnu a minima naopak v říjnu.

Tento jev souvisí s vrcholem, respektive útlumem produkce rostlinné biomasy na severní polokouli, která hraje v tomto ohledu kvůli většímu podílu pevnin a tedy i větší rostlinné produkci, významnější roli než polokoule jižní.

S industrializací došlo v důsledku lidské činnosti k prudkému nárůstu obsahu oxidu uhličitého v atmosféře, který pokračuje i nadále. Mezi lety 1750-1958 (začátek systematických měření Charlese Davida Keelinga) se koncentrace CO2 nejprve mírně zvýšila na 315 ppm, poté do roku 2015 vzrostla na 401 ppm.

Dne 9. května 2013 překročila koncentrace hranici 400 ppm (0,04 % objemu celkového plynného obalu Země), dle měření americkým Národním úřadem pro oceán a atmosféru (NOAA) na Mauna Loa (Havaj) jako místní denní průměr. Údaje za rok 2017 ukazují novou rekordní hodnotu 405,5 ppm, což je o 46 % více než v předindustriálním období. V roce 2018 bylo opět dosaženo nové rekordní hodnoty 407,8 ppm.

Čtěte také: Růženín: Vlastnosti a využití

Vliv oxidu uhličitého na globální oteplování

V atmosféře oxid uhličitý pohlcuje infračervené záření a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu. Oxid uhličitý se největší měrou podílí na vzniku skleníkového efektu. Jeho nárůst v ovzduší, což je považováno za hlavní příčinu globálního oteplování, je způsoben zejména spalováním fosilních paliv a úbytkem lesů.

Vedle skleníkových plynů v něm hraje zásadní roli vodní pára, která se podle propočtů účastní na skleníkovém efektu ze 60%, na oxid uhličitý pak připadá 24% podíl.

Zvýšení emisí skleníkových plynů, plynoucích z lidských činností, tak může vést k ovlivnění teplotní bilance Země, ve směru nárůstu průměrné teploty.

Možnosti využití oxidu uhličitého

Oxid uhličitý je průmyslově lehce dostupný plyn. Oxid uhličitý se hodí k nejrůznějším průmyslovým účelům jak v plynném i pevném (v menší míře kapalném) skupenství. Používá se při sycení nápojů, jako chladící médium, v chemickém průmyslu slouží jako základní surovina řady organických látek, uplatňuje se jako ochranný plyn při svařování, představuje náplň hasicích přístrojů, zejména používaných pro hašení elektrických zařízení.

Zdravotní rizika spojená s oxidem uhličitým

Oxid uhličitý je nedýchatelný a ve vyšších koncentracích může způsobit ztrátu vědomí a smrt. V krvi se totiž váže na hemoglobin a vytěsňuje tak kyslík, který se pak z plic obtížněji dostává do mozku a tkání těla.

Lokálně velmi vysoká koncentrace je v místech jeho výronu ze země ve vulkanicky aktivních oblastech a v některých přírodních minerálních vodách. Vzhledem k tomu, že je těžší než vzduch, může se v takových místech hromadit a představovat nebezpečnou past pro zvířata i lidi.

Senzory CO2 a kvalita vnitřního vzduchu

Koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu se stala vhodným indikátorem „vydýchanosti“ vzduchu ve vnitřních prostorách a zároveň též velmi dobře koresponduje s počtem lidí, kteří zde budou pobývat. Přestože je oxid uhličitý neviditelný a bez zápachu, je jeho zvýšená úroveň zřejmá, protože dochází k únavě a k poklesu schopnosti koncentrace.

Jak jsme již ale zmínili, současné technologie dovolují snadno, relativně levně a rovněž trvale měřit koncentraci CO2 ve vzduchu a na základě takto získaných hodnot řídit ventilační systémy tak, aby byla zajištěna dobrá kvalita vzduchu a současně byla minimalizována jejich energetická náročnost.

Společnost Protronix, která svým měřením doložila běžný výskyt zvýšených koncentrací oxidu uhličitého v ložnici a poté i jako odborný vystavovatel na veletrhu, vyrábí např. kombinované čidlo CO2 a relativní vlhkosti (RH).

Legislativa a oxid uhličitý

Dle nařízení vlády o integrovaném registru znečišťování č. 368/2003 Sb. je ohlašovací práh pro zařazení provozu do IRZ pro emise a přenosy emise CO2 do ovzduší 100000000 (kg/rok). Přípustný expoziční limit (PEL) a nejvyšší přípustná koncentrace (NPK-P) pro oxid uhličitý v ovzduší pracovišť činí dle nařízení vlády č. 178/2001 Sb.

Rámcová úmluva OSN o změně klimatu - Mezinárodní smlouva uzavřená na konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji, která se uskutečnila v roce 1992 v Riu de Janeiru.

Tabulka: Zařazení látky v seznamu látek pro integrovaný registr znečišťování dle Nařízení Evropského parlamenu a Rady (ES) č. 166/2006, dle Nařízení vlády č. 145/2008 Sb. a dle Nařízení vlády č.

tags: #oxid #uhličitý #v #přírodě #výskyt

Oblíbené příspěvky:

• Populační ekologická studie invazí rostlin
• Tipy pro úspěšné klíčení
• Semolinová mouka z ekologického zemědělství
• Životní prostředí a sběr odpadků
• Zakrytí trubky u WC