Site Loader

Содержание

Как получают кислород в промышленности: основные методы и особенности оборудования

В атмосферном воздухе кислород занимает 21%. Большая часть его находится в земной коре, пресной воде и живых микроорганизмах. Он применяется во многих сферах промышленности и задействуется для хозяйственных и медицинских потребностей. Востребованность вещества обусловлена химическими и физическими особенностями.

Как добывают кислород в промышленности. 3 метода

Производство кислорода в промышленности осуществляется за счет деления атмосферного воздуха. Для этого задействуются следующие методы:

  • Мембранный. Основывается на проницаемости мембран в хаотичном порядке. Его суть сводится к разной скорости проникновения газов через мембрану, выполненную из полимерных материалов при смене парциального давления. Чистая воздушная масса, которая предварительно сжимается, направляется в мембрану. Газы быстрого типа просачиваются через мембрану в область с невысоким рабочим давлением и в зоне выхода впитывают компонент, отличающийся легкостью проникновения.
    Остальное количество воздуха обогащается медленным газом и удаляется с агрегата. Преимущества такого метода заключается в экономии электроэнергии и незатратной эксплуатации мембранных установок. С его помощью получаемый кислород отличается чистотой в пределах 45%.
  • Адсорбционный. Базируется на зависимости поглощения элемента газовой смеси от парциального давления и температурного режима. Процесс поглощения осуществляется за счет предусмотренных молекулярных сит с применением периодической адсорбции. Его регулировка происходит благодаря смене давления и температуры. Зависимость свойств адсорбента от поглотительных способностей элемента газа является пропорциональной давлению. Данный метод, который объясняет, как получают кислород в промышленности, характеризуется незначительными затратами на электрическую энергию и эксплуатацию агрегатов. Генераторы кислорода — оборудование для получения кислорода адсорбционным методом.
  • Криогенный. Дает возможность получать кислород, чистота которого достигает 99,7%. Благодаря температурной разнице кипения кислорода и азота позволяет добиваться разделения сжатой воздушной массы на элементы в колоннах ректификационного типа. Чтобы воздух трансформировался в жидкое состояние, его температура должна опуститься к отметке -196 °C. Процедура охлаждения осуществляется в специальных машинах (детандерах). Отличительная особенность такого оборудования — расширение воздушной массы наблюдается как на лопатках рабочего колеса, так и в сопловом устройстве. Движение газа происходит против центробежных сил. Криогенные кислородные установки вырабатывают холод с применением воздуха, находящегося в сжатом состоянии до нескольких атмосфер. Вращение ротора генератора выполняется за счет энергии.

Производство кислорода в промышленных масштабах несет в себе высокую значимость. К выбору технологии и соответствующего оборудования нужно уделить повышенное вынимание. Допущенные ошибки могут негативно отразиться на технологичном процессе и повлечь за забой увеличение затрат.

Технические особенности оборудования для получения кислорода в промышленности

Наладить процесс получения кислорода в газообразном состоянии помогают генераторы промышленного типа «ОКСИМАТ». Их технические характеристики и конструктивные особенности направлены на получение данного вещества в промышленности необходимой чистоты и требуемом количестве на протяжении суток (без перерыва). Следует учесть, что работать оборудование может в любом режиме как с остановками, так и без них. Агрегат функционирует под давлением. На входе должен быть осушенный воздух в сжатом состоянии очищенный от влаги. Предусматриваются модели малой, средней и большой производительности.


РЖА? ДОЛОЙ КИСЛОРОД! | Наука и жизнь

Наука и жизнь // Иллюстрации

На границе воды и воздуха сохраняется динамическое равновесие: часть молекул растворенных газов выходит в атмосферу и примерно столько же растворяется в воде.

При дроблении жидкости на капли удельная поверхность раздела фаз увеличивается, а расстояние, которое необходимо преодолеть молекулам газа до границы раздела, уменьшается. В результате скорость десорбции растет.

Пузырьки пара, барботируя сквозь толщу воды, перемешивают ее, а по дороге собирают молекулы газов из прилегающих областей жидкой фазы.

В деаэрационной колонке вода и пар движутся противотоком. Предварительная деаэрация производится в верхней части колонки, где реализован струйно-капельный режим течения. Окончательная деаэрация проходит внизу при барботировании пара сквозь слой воды.

В вихревых деаэраторах пузырьки газа стремятся от периферии к центру и вблизи оси цилиндрического корпуса образуют парогазовую смесь, которая через отверстие в торце аппарата выводится в атмосферу.

Корпус щелевого деаэратора состоит из двух отделений.

В первой половине прошлого века ржавчина «съедала» до 40% производимой в мире стали. Несмотря на огромные усилия ученых и инженеров по защите металлоконструкций, за сто лет эту цифру удалось снизить всего до 20%.

В системе теплоснабжения проблема коррозии стоит особенно остро, ведь коммуникации проходят в основном под землей, и даже при незначительных авариях расходы на ремонт превышают прямые затраты на их профилактику в 5-20 раз. Уменьшить агрессивное действие воды можно, удалив из нее растворенные газы. В статье рассказывается о давно известных и новых методах деаэрации воды.

ДАВЛЕНИЕ И ТЕМПЕРАТУРА

Трубы и детали водонагревательных котлов особенно страдают от коррозии, поскольку высокая температура воды увеличивает скорость химических реакций. Прежде чем направить воду в систему теплоснабжения, ее необходимо деаэрировать — изъять из нее растворенные газы, в первую очередь кислород О

2 и углекислый газ СО2. Деаэрацию проводят на заключительной стадии подготовки воды, когда она очищена от механических примесей и обессолена.

Работа деаэратора основана на явлениях, которые описываются законом Генри. Согласно этому закону концентрация растворенного газа пропорциональна парциальному давлению газа над поверхностью жидкости. Воздух представляет собой смесь газов, и общее давление складывается из парциальных давлений азота, кислорода, аргона и др. Чем больше в воздухе содержится того или иного газа, тем выше его парциальное давление. Например, для кислорода оно составляет 20% атмосферного. При атмосферном давлении 750 мм рт. ст. эта величина примерно равна 150 мм рт. ст., а для азота — около 580 мм рт. ст.

Как следует из закона Генри, удалить из жидкости растворенный в ней газ можно двумя способами: снизить парциальное давление газов над поверхностью жидкости и повысить ее температуру.

Для уменьшения парциального давления снижают общее давление над поверхностью. Тогда равновесие в системе газ-жидкость нарушится: из жидкости будет уходить больше молекул газа, чем растворяться в ней. Подобное явление знакомо всем, кто открывал бутылку с газированной водой и наблюдал за интенсивным выделением пузырьков.

Можно изменить состав газовой фазы. Если вместо воздуха над поверхностью жидкости будет, скажем, водяной пар, то парциальное давление остальных газов станет практически нулевым и начнется их интенсивная десорбция.

Газ интенсивно десорбируется, то есть выходит из объема жидкости при ее нагревании. Действительно, с ростом температуры кинетическая энергия молекул увеличивается и соответственно повышается давление. Равновесие нарушается, и поток молекул из жидкости становится больше, чем в обратную сторону.

Однако десорбции газов мешают два ограничения. Чем меньше остается в воде газов, тем меньше перепад давлений растворенного газа и газа над поверхностью и тем ниже скорость деаэрации. Кроме того, в газовую фазу уходят молекулы газа из приповерхностного слоя. Их место занимают молекулы, диффундирующие из глубины слоя жидкости. К сожалению, скорость диффузии невелика, и это существенно замедляет процесс. Например, в кипящей при атмосферном давлении воде концентрация кислорода через 5 мин после начала кипения составляет 100 мкг/л (примерно в 120 раз меньше начального значения), а через 20 мин — 17 мкг/л. Получается, что скорость десорбции за 25 мин снизилась в 82 раза.

Чтобы интенсифицировать процесс деаэрации, нужно увеличить площадь раздела жидкой и газовой фаз, а также перемешивать жидкость — тогда растворенные газы равномерно распределятся по ее объему.

Технически не очень сложно удалить из воды даже 90-95% растворенных газов. Но для эффективной защиты от коррозии остаточное содержание газов для котлов не должно превышать 0,08% от начального, а для теплосетей — 0,4%.

ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЛИЦА: КАПЛИ И ПУЗЫРЬКИ

В промышленности используют несколько способов деаэрации. Чаще всего применяют появившуюся еще в начале прошлого века термическую деаэрацию при атмосферном давлении. Ее ведут в специальном устройстве — деаэрационной колонке. Снизу в колонку подают нагретый водяной пар, а сверху противотоком — воду.

Сначала вода поступает в водосливную тарелку, напоминающую большой дуршлаг. Через отверстия в днище она выливается в виде струй и отдельных капель, как в обычном душе. Двигающийся навстречу поток пара нагревает воду почти до температуры кипения. Нагрев сопровождается частичной десорбцией газов, молекулы которых уносятся с паром.

Для повышения эффективности в колонке устанавливают еще одну, промежуточную водосливную тарелку, через которую вода стекает в бак-аккумулятор. Его дно также имеет перфорацию, как и водосливные тарелки, но вода не протекает сквозь отверстия, поскольку снизу подается пар под давлением. Он пробулькивает (барботирует) сквозь слой воды, превращая ее в пену и нагревая до 102-104оС (выше точки кипения при атмосферном давлении), и часть воды испаряется, образуя так называемый выпар (до 2-3 кг на тонну деаэрируемой воды).

К сожалению, традиционные термические деаэраторы имеют недостатки. Разделение процесса на две стадии усложняет конструкцию оборудования и увеличивает материалоемкость аппаратов. Использование противотока жидкости и газа хотя и повышает эффективность деаэрации, но усложняет управление работой аппарата: при слишком большой скорости потока пара капли воды уносятся с паром на предварительной стадии деаэрации, а при слишком малой вода на барботажной стадии вытекает через отверстия в баке. Кроме того, на струйно-капельной стадии происходит обратное газонасыщение воды из-за ее контакта в верхней части колонки с выпаром, содержащим большое количество газов.

ИСКУССТВЕННЫЙ ВОДОВОРОТ

Постепенно к инженерам пришло понимание, что можно создать деаэратор на других принципах и разделить в нем процессы нагрева воды и собственно деаэрации. Идея создания аппарата нового поколения основана на том, что структура жидкости в обычных условиях обладает определенной «рыхлостью». Например, при испытаниях реальной воды на разрыв ее прочность составляет 0,1-1,0 МПа, причем разрыв происходит в местах нахождения пузырьков газа. Прочность же полностью дегазированной воды достигает 103 МПа.

В воде всегда имеются гидрофобные частицы, на которых образуются пузырьки газа размерами порядка 0,1 мкм. Они обладают ничтожной подъемной силой, но именно эти пузырьки могли бы стать центрами десорбции газов.

Это их свойство используют в различных модификациях вихревого деаэратора. Предварительно нагретая вода подается в цилиндрическую камеру по касательной к стенке и закручивается в ней в вихревом движении. В радиальном направлении появляется градиент скорости, давление в центральной части вихря понижается пропорционально квадрату скорости потока и в некоторой области становится ниже давления насыщения воды. В результате термической десорбции и центростремительных сил пузырьки воздуха начинают двигаться от периферии камеры к центру, образуя здесь парогазовую полость (похожим образом работают циклонные фильтры, очищающие воздух от пыли). Парогазовую фазу отсасывают вакуумным насосом или отводят в атмосферу.

В термических деаэраторах, чтобы полностью удалить газы, теоретически необходимо бесконечное время. По аналогии в вихревых деаэраторах для этого потребовалась бы камера бесконечной длины. Однако увеличение длины рабочей зоны приводит к большим потерям на трение, падению скорости вращения потока и в конце концов к схлопыванию парогазовой полости и захлебыванию деаэратора.

ЧЕМ МЕЛЬЧЕ КАПЛИ, ТЕМ ЛУЧШЕ

Специалисты предприятия «КВАРК» разработали деаэратор принципиально иной конструкции. Это устройство устойчиво работает в широком диапазоне расходов. Деаэратор представляет собой цилиндрический корпус. Его внутренний объем по осевой плоскости делит стенка, немного не доходящая до поверхности корпуса. В рабочем отделении проходит труба с щелевыми отверстиями (соплами). По ней под высоким давлением подается предварительно нагретая жидкость, и при истечении из сопла она дробится на мелкие капли. Благодаря большой удельной поверхности раздела фаз и малому диффузионному пути, который должны преодолеть молекулы газа, десорбция происходит с высокой скоростью.

Затем капли жидкости попадают на криволинейные направляющие и коагулируют в водяную пленку. Поверхность раздела уменьшается, и обратное растворение газов произойти не успевает. Деаэрированная вода стекает в нижнюю часть корпуса и уходит через патрубок, а выпар и десорбированные газы направляются в другое отделение. Там установлены форсунки, через которые подается холодная вода. Пары воды конденсируются и выходят через отводящий патрубок. Через другой патрубок в верхней части газы удаляются в атмосферу либо откачиваются вакуумным насосом. Такая конструкция позволяет утилизировать теплоту выпара, а также дополнительно регулировать глубину деаэрации за счет изменения его количества. При испытаниях содержание кислорода в деаэрированной воде не превышало 20 мкг/л, свободного углекислого газа вообще не наблюдалось, а вода имела слабощелочную реакцию (рН>8,5).

Щелевой деаэратор не захлебывается, поскольку выполнен ни по прямоточной, ни по противоточной классической схеме. В настоящее время выпускается целая гамма щелевых деаэраторов производительностью от 0,5 до 600 т/ч. Проект щелевого деаэратора стал лауреатом конкурса российских инноваций 2006 года.

См. в номере на ту же тему

Т. ЗИМИНА — Чем опасен кислород в воде?

Атмосферный воздух как объект природной среды и правовые основы её охраны – Межгосударственная комиссия по устойчивому развитию

Атмосферный  воздух как объект природной

среды и правовые основы её охраны

Воздух – естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода – 98-99 % в сумме, а также углекислого газа, воды, водорода и пр. ) образующая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования подавляющего числа наземных живых организмов: кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыханияпоступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы). В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания. Из воздуха, используя метод сжижения, добывают инертные газы. В соответствии с Законом РТ «Об охране атмосферного воздуха» под атмосферным воздухом понимается «жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений».  В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не однородное вещество.

Состав воздуха:

Вещество

Обозначение По объёму, %

По массе, %

Азот

N2

78,084

75,50

Кислород

O2

20,9476

23,15

Неон

Ne

0,001818

0,0014

Аргон

Ar

0,934

1,292

Метан

CH4

0,0002

0,000084

Гелий

He

0,000524

0,000073

Криптон

Kr

0,000114

0,003

Водород

H2

0,00005

0,00008

Углекислый газ

CO2

0,0314

0,046

Ксенон

Xe

0,0000087

0,00004

 

Состав воздуха может меняться: в крупных городах содержание углекислого газа будет выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа. Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C – уже 10 граммов. Состав воздуха может меняться: в крупных городах содержание углекислого газа будет выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа. Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C- уже 10 граммов.

Немецкий мыслитель Фридрих Вильгельм Ницше писал о воздухе, что это наивысшая и самая тонкая из материй. Из воздуха соткана свобода человека. Поэтому символ воздуха в первую очередь это символ свободы. Это свобода, для которой нет никаких преград, ведь воздух нельзя ограничить, нельзя поймать и придать ему форму.

Среди постоянных примесей природного происхождения необходимо также указать на некоторые газообразные продукты, образующиеся в результате как химических, так и биологических процессов.

Среди них заслуживает специального упоминания аммиак, содержание которого вдали от населенных мест равняется 0,003 – 0,005 мг/м3, метан, уровень которого в среднем 0,0002%, окислы азота, концентрация которых в атмосфере достигает примерно 0,0015 мг/м3, сероводород и др.

Кроме газообразных и парообразных примесей, в воздухе, как правило, содержится пыль космического происхождения, выпадающая на земную поверхность в течение года в количестве 0,00007 т/км2, а также пылевые частицы, поступающие при извержении вулканов.

Однако наибольшее значение для естественного загрязнения тропосферы имеет так называемая наземная пыль (почвенная, растительная, дым лесных пожаров), которой особенно много в континентальных воздушных массах из пустынь Африки и Центральной Азии. Таким образом, идеально чистая воздушная среда является в действительности только теоретически существующим понятием.

При этом естественное изменение состава атмосферы обычно играет весьма небольшую роль по сравнению с возможными последствиями его искусственного нарушения. Это нарушение, преимущественно связанное с производственной деятельностью населения, устройствами для бытового обслуживания и транспортом, в состоянии приводить даже к денатурации воздушной среды, т. е. к выраженным отличиям ее свойств и состава от соответствующих показателей природной атмосферы.

Динамическое равновесие, существовавшее в природе в отношении выделения и поглощения кислорода, углекислоты и азота, постепенно нарушалось по мере развития индустриальной деятельности человечества.

В результате основной состав воздуха стал подвергаться, казалось бы, незначительным и медленным, но тем не менее необратимым изменениям. Так, подсчитано, что за последние 50 лет было использовано кислорода примерно столько же, сколько за предшествующий миллион лет, а именно 0,02% от его запаса в атмосфере. В дальнейшем расход этого животворного газа, очевидно, будет превышать 10 млрд. т в год.

Вместе с тем соответственно повышается и выброс в воздушную оболочку земного шара двуокиси углерода, достигший 360 млрд. т за последние 100 лет. Некоторому уменьшению может подвергнуться и абсолютная масса атмосферного азота, который все больше используется в промышленности для получения различных химических продуктов, главным образом удобрений.

Достаточно сказать, что его потребление за 1970 – 1971 гг. достигло почти 40 млн.т. Для того чтобы представить себе возможные последствия указанных изменений состава воздушной среды необходимо хотя бы вкратце остановиться на биологической роли важнейших ее ингредиентов.

Атмосферный воздух как объект правовой охраны

Атмосферный воздух представляет собой эле­мент окружающей природной среды, жизненно важный для биологических организмов, включая людей, который служит защитой от космических излучений, поддерживает определенный тепло­вой баланс на планете, определяет климат и т. д. Наряду с экологическими функциями атмосфер­ный воздух выполняет важнейшие экономичес­кие функции, так как выступает незаменимым элементом производственных процессов, энер­гетической, транспортной и другой деятельности человека.

Интенсивное развитие промышленности, рост городов, увеличение количества транспорт­ных средств, активное освоение околоземного пространства приводят к изменению газового со­става атмосферы, накоплению различных видов загрязнений (пылевого, химического, электро­магнитного, радиационного, шумового и др.), разрушению озонового слоя атмосферы, нару­шению ее естественного баланса. Все это наносит ощутимый вред экономике, здоровью людей, природной среде и вызывает необходимость регулирования антропогенного воздействия на атмосферный воздух.

Правовое регулирование отношений в сфере охраны атмосферного воздуха осуществляет­ся Законами Республики Таджикистан «Об охране атмо­сферного воздуха»,  «Об ох­ране окружающей природной среды», а также рядом подзаконных ак­тов – Положениями о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха, о государственном учете вредного воздействия на атмосферный воздух, о Межведомственной комиссии по охране озонового слоя и др. Республика Таджикистан является участником нескольких международных согла­шений по вопросам охраны атмосферы, например, Международной Вен­ской конвенции об охране озонового слоя, Конвенции ООН об изменении климата, Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Важные положения об охране атмосферного воздуха содержатся в нор­мативных актах, регулирующих использование и охрану земель, лесов, вод, недр и других природных ресурсов, а также в уголовном, административном, гражданском и иных отраслях законодательства.

В силу своих естественных свойств атмосферный воздух в настоящее время не рассматривается в качестве объекта присвоения, поэтому отноше­ния собственности по поводу атмосферного воздуха, а также процесс его экономического использования не регулируется законодательством. Эколо­гическое право обеспечивает лишь его охрану от вредных воздействий.

Правовая охрана атмосферного воздуха представляет собой систему за­крепленных законом мер, направленных на сохранение в чистоте и улучше­ние состояния атмосферного воздуха, предотвращение и снижение вредных химических, физических, биологических и других воздействий на атмосфе­ру, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, народного хозяйства, растительного и животного мира. Содержание правовой охраны атмосферного воздуха составляет ком­плекс мер, основными среди которых являются учет, контроль, установле­ние нормативов в сфере охраны атмосферного воздуха, обеспечение выпол­нения экологических требований источниками вредного воздействия на атмосферный воздух, а также организация территории населенных пунктов, промышленных зон с учетом норм и правил охраны атмосферного воздуха.

Основой для регулирования охраны атмосферного воздуха является пре­дусмотренный законом государственный учет видов и количества (размеров) вредного воздействия на атмосферу, а также объектов, оказывающих такое воздействие (ст. 27-28 Закона РТ «Об охране атмосферного воздуха).

 

Ведущий специалист

Отдела контроля за

использованием и охраной

атмосферного воздуха                               Шерали  Муртазоев

http://www. hifzitabiat.tj/index.php?option=com_content&view=article&id=339&catid=1&Itemid=85&lang=ru

Атмосферный воздух как объект природной среды и правовые основы её охраны

Вырубка лесов приводит к исчезновению диких животных и редких растений

Таковы выводы доклада «Состояние лесов мира». Он был подготовлен Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) совместно с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП). Его публикация приурочена к Международному дню биологического разнообразия, который отмечается 22 мая. 

Вырубка лесов ведет к сокращению дикой флоры и фауны  

Авторы доклада отмечают, что за последние три десятилетия темпы обезлесения Земли замедлились, однако, несмотря на это, с 1990 года было утрачено около 420 млн гектаров леса. А ведь именно на леса приходится основная часть всего наземного биоразнообразия планеты: 60 тысяч различных видов растений и деревьев, 80 процентов всех видов земноводных, 75 процентов видов птиц и 68 процентов видов млекопитающих.   Исчезновение лесов ведет к исчезновению многих диких видов флоры и фауны.

Фото ЮНЕСКО

Биосферный заповедник Лубомбо в Королевстве Эсватини

В докладе представлен обзор биоразнообразия в лесах и интерактивные карты мира, на которых обозначены леса, богатые растительностью и животными. Более половины всех лесов мира приходится на пять стран:  Российскую Федерацию, Бразилию, Канаду, США и Китай. 

 

По последним данным Всемирного фонда дикой природы, в России осталось 247 млн га первозданных лесов, которые не были затронуты человеком. Но они исчезают со скоростью более 1,6 млн га в год, и эта скорость стремительно растет. Если потерять леса, восстановить экосистему такой же, какой она была, будет уже невозможно, утверждает директор Всемирного фонда дикой природы в России Дмитрий Горшков, а ведь «биоразнообразие – этот сложный механизм — поддерживает жизнь на планете».

 

«Мы едим, пьем и дышим благодаря тому, что этот механизм работает. Выделение кислорода, очистка воды, опыление растений – все это часть большой системы. Свою лепту вносят все животные и растения», – говорит Дмитрий Горшков, и ключевую роль тут играют леса. 

 

В ФАО отмечают, что половина лесных территорий почти не пострадала от внешнего воздействия человека, а треть лесов – это девственные леса, не испытавшие на себе последствий человеческой деятельности. Тем не менее, исчезновение лесов продолжается, а значит лесного покрова лишатся новые территории планеты. 

«Для того, чтобы повернуть вспять процесс обезлесения и утраты биоразнообразия, нам необходимо пересмотреть наши методы производства и масштабы потребления продовольствия, — отметил  Генеральный директор ФАО Цюй Дунъюй. Он призвал сохранять леса и добиваться восстановления вырубленных насаждений. Усилия на этом направлении уже принесли свои плоды. Наибольший прирост охраняемых лесных территорий произошел в широколиственных вечнозеленых лесах, то есть тех, что обычно находятся в тропических зонах.  

 

Фото ЮНЕП/ Барбара Шнейдер

На леса приходится основная часть всего наземного биоразнообразия планеты

Леса обеспечивают рабочие места  

 Эксперты напоминают, что деревья выполняют защитные функции: они предотвращают эрозию и потерю почв и смягчают последствия изменения климата. К тому же леса обеспечивают людей топливом и продовольствием.  Для многих они являются важным источником дохода. 

 

Так, сегодня на леса приходится более 86 млн «зеленых» рабочих мест. Из всех, кто живет  в крайней нищете, свыше 90 процентов выживают за счет получаемых от леса продуктов дикой природы. Только в Латинской Америке от состояния леса зависит жизнь восьми миллионов бедняков.

Ученые придумали способ получать водородное топливо из воды

Ученые не перестают удивлять нас гениальными изобретениями, великими открытиями и прорывами, особенно в области экологии. Вот и на этот раз они придумали краску, которая выделяет чистый водород из атмосферной влаги. TengriMIX предлагает вам подробней узнать об этом научном исследовании.

Водородное топливо — отличная альтернатива углеводородному: при сжигании чистого водорода образуется только энергия и вода, и никаких вредных продуктов. Но быстро перейти на водородное топливо мешают сложности с его получением. В отличие от углеводородов, щедро разбросанных под землей по всей планете, водород нельзя извлекать из недр: в чистом виде его нет нигде на планете. Получают его либо из углеводородов, либо из воды.

Получение водорода из углеводородов — это в основном конверсия метана, то есть очищенного природного газа. Получается, что для производства «чистого» топлива нужно запустить не самый экологичный технологический процесс, в качестве побочного продукта дающий крайне вредный угарный газ.

Выделение водорода из воды — более экологичный процесс, но для него нужна электроэнергия, большую часть которой во всем мире по‑прежнему получают, сжигая уголь, нефть и природный газ и выбрасывая в атмосферу множество загрязнителей. А метод электролиза воды — чрезвычайно дорогой.

И вот исследователи из Королевского мельбурнского исследовательского университета (Австралия), Массачусетского технологического института (США) и Кембриджа (Великобритания) нашли способ получать водород из воды без затрат электроэнергии. Реакция отщепления водорода от кислорода в молекуле воды запускается под действием солнечного света в присутствии фотокатализатора (вещество для осуществления химической реакции).

В качестве фотокатализатора ученые использовали сульфид молибдена — аморфную субстанцию с общей формулой MoSx, отлично впитывающую водяной пар из воздуха, а на солнце запускающую процесс разложения воды с образованием свободного водорода.


© ACS Nano

Добавив к сульфиду молибдена порошок наночастиц диоксида титана, ученые получили род чернил, которые легко наносятся на любые поверхности — например, на стекло и пластик, — и образуют прочную пленку. Покрыв такой пленкой любую открытую солнечным лучам поверхность, можно получать водород из насыщенного влагой воздуха где угодно.

Очистка воды от углекислого газа — BWT

Очистка воды от углекислого газа называется дегазацией, этот процесс бывает химическим и физическим. Во всякой природной воде всегда есть растворённые газы, причём некоторые из них оказывают коррозионное действие на трубы – такие как кислород, углекислый газ и сероводород. К тому же, последний придает воде неприятный запах тухлых яиц, а углекислый газ даже способен активно разрушать бетон. Поэтому одна из приоритетных задач – избавление от этих компонентов при очистке воды для дома или производства.

Химическая дегазация

В процессе химической очистки воды от углекислого и других газов применяются реагенты, химически связывающие газы, растворённые в ней. Например, очистить от кислорода воду можно, добавив в неё сернистый газ, сульфит натрия или гидразин.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Сульфит натрия окисляется кислородом до сульфата, из сернистого газа получается вначале сернистая кислота, которая окисляется до серной. Практически полностью можно очистить воду при помощи гидразина – при реакции с ним кислород полностью поглощается, а выделяется инертный азот. Использование гидразина является наиболее эффективным способом химической очистки воды, но и самым дорогим из-за высокой стоимости реагента. Поэтому он чаще всего используется для окончательной дегазации воды после использования физических методов.

При удалении сероводорода чаще всего используется хлор, который окисляет сероводород до серы или до сульфатов. Обе реакции протекают параллельно, а преобладание одной из них зависит от рН среды и концентрации хлора.

Недостатки химических способов очистки воды от углекислого и прочих газов:

  • использование реагентов удорожает и усложняет процесс очистки воды;
  • передозировка реагентов приводит к ухудшению качества очищаемой воды.

Из-за этого химическая дегазация используется реже, чем физическая.

Физическая дегазация

Физически растворённые газы можно удалить из воды двумя способами:

  1. довести почти до нуля парциальное давление удаляемого газа в атмосфере, контактирующей с водой;
  2. создать условия, когда растворимость газа в воде стремится к нулю.

Первый способ называется аэрацией воды, с помощью него осуществляется очистка воды от углекислого газа и сероводорода, имеющих очень низкое парциальное давление в атмосфере.

Кислород, составляющий значительную долю атмосферы, аэрацией удалить невозможно. Поэтому для его удаления вода доводится до кипения, при котором любой газ стремится её покинуть. Вода либо нагревается в термических деаэраторах, либо её вакуумируют до момента закипания в вакуумных дегазаторах.

Существуют несколько типов дегазаторов, различающихся конструктивно, характером движения воздуха и воды и условиями процесса дегазации:

  • плёночные дегазаторы. Это колонны, наполненные различными насадками, по которым тонкой плёнкой стекает вода. Насадки многократно увеличивают поверхность контакта воды с воздухом, который подаётся вентилятором во встречном направлении;
  • барботажные дегазаторы. В них через толщу медленно движущейся воды проходят пузырьки сжатого воздуха;
  • вакуумные дегазаторы. Здесь разрежение над водой создаётся специальными устройствами до того момента, пока она не начинает кипеть при имеющейся температуре.

В сфере водоподготовки чаще применяются плёночные дегазаторы, а для избавления от кислорода – термические или вакуумные. Дороговизна эксплуатации барботажных дегазаторов из-за большого расхода энергии на сжатие воздуха ограничивает их использование.

Проектирование дегазаторов должно отталкиваться от следующих параметров:

  • площадь поперечного сечения аппарата, которая зависит от допустимой плотности орошения насадки;
  • площадь поверхности насадки, необходимой для эффективной дегазации;
  • расход воздуха.

Очистка воды от углекислого газа, кислорода и сероводорода – важный этап комплексной водоочистки. Эта процедура позволяет избавиться от вредных компонентов, которые в противном случае оказывают губительное воздействие на дорогостоящее промышленное оборудование.

Страница не найдена — Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень — основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

  • выразить возражение против обработки Ваших данных;
  • иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
  • запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
  • передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
  • подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Кислород (O) и вода

Кислород — самый распространенный элемент на Земле. Кислород существует в виде O 2 и O 3 (озон) и присутствует в ряде соединений, включая молекулы воды. Его можно найти растворенным в воде в виде молекул O 2 . Следовательно, содержание кислорода в морской воде составляет 85,7%.


Как и в какой форме кислород взаимодействует с водой?

Газообразный кислород не реагирует с водой. Он растворим в воде и действует как окислитель:

O 2 + 2 H 2 O + 4 e -> 4 OH

Кислород может окислять органические вещества.Это в основном биологический процесс. Каждое отдельное соединение имеет механизм реакции, который можно описать с помощью электронного баланса. Примеры приведены ниже (исключая H 2 O):

Fe 2+ + 0,25 O 2 -> Fe(OH) 3 + 2,5 H +
Mn 22 + + O 2 -> MNO 2 + 2 H +
NH 4 + + 2 O 2 -> NO 3 + 6 H +
CH 4 + 2 O 2 -> CO 2 + 4 H +

Эти механизмы показывают, что аммоний и метан используют большое количество кислорода, и в результате реакций окисления образуется большее или меньшее количество кислоты.При нормальных условиях кислота в воде реагирует с HCO 3 с образованием CO 2 .
Атом кислорода очень реакционноспособен и образует оксиды практически со всеми другими элементами, за исключением гелия, неона, аргона и криптона. Есть также большое количество соединений, которые реагируют с водой.


Растворимость кислорода и кислородных соединений

Растворимость кислорода в воде при 25 o C и давлении = 1 бар при 40 мг/л воды.В воздухе нормального состава парциальное давление кислорода равно 0,2 атм. Это приводит к растворению 40 . 0,2 = 8 мг O 2 /л в воде, контактирующей с воздухом.
Растворимость кислорода сильно зависит от температуры и снижается при более высоких температурах. Растворимость кислорода отрицательно коррелирует с количеством растворенных твердых веществ. Следовательно, растворимость кислорода в пресной воде превышает растворимость в морской воде на 1-3 мг/л в зависимости от температуры.
Константа насыщения рек и озер в горных районах обычно ниже, чем в низинах, поскольку зависит от давления.


Почему в воде присутствует кислород?

Как было сказано ранее, кислород естественным образом растворяется при контакте воды с воздухом. Кислород также применяется в коммерческих целях. Для промышленных целей элемент ежегодно извлекается из воздуха около 100 млн т. Из общего количества 55 % применяется в производстве стали, 25 % — в химической промышленности, а остальное — в больницах, для запуска ракет и резки металла. В химической промышленности применяют реакцию кислорода и этилена, а полученный оксид этилена применяют в качестве антифриза и полиэфира.Кислород обладает высокой реакционной способностью и поэтому может применяться для разрушения опасных веществ. Его также можно применять в качестве отбеливателя. Кислород в озоновых соединениях применяют для обеззараживания питьевой воды. Воды не загрязняются кислородом при его промышленном применении.


Каково воздействие кислорода в воде на окружающую среду?

Кислород окисляет другие вещества. Это происходит, например, во время пожаров, а также внутри организмов, при разрушении бактерий и при конверсии металлов.
Все растения и животные нуждаются в кислороде для дыхания. Кислород очень важен, потому что он является частью ДНК и практически всех других биологически значимых соединений. В легких кислород связан с атомами железа; центральные элементы гемоглобина. Всего по этому механизму в крови может раствориться 200 см 3 кислорода, что явно превышает водорастворимое количество. Вместе с запасами энергии кислород вызывает мышечную активность и теплопродукцию. Этот процесс высвобождает углекислый газ, который выделяется и впоследствии поглощается растениями.Растения производят дополнительный кислород в процессе фотосинтеза. Растения содержат от 4,1 до 4,4% кислорода (сухая масса).
Растворенный кислород является важным фактором стабильности воды и выживания водных организмов. Микроорганизмы могут разлагать органические вещества в воде с помощью кислорода. Подача кислорода в единицу времени определяется БПК (биохимической потребностью в кислороде). Органические загрязнители могут негативно влиять на водные организмы, так как снижают БПК. Термическое загрязнение вызывает ту же проблему, потому что растворимость кислорода ниже в более теплой воде.Это может быть следствием сброса охлаждающей воды в поверхностные воды.
В эвтрофных озерах и относительно закрытых морских районах концентрация кислорода сильно уменьшается с глубиной. В некоторых случаях условия могут быть даже анаэробными. Естественными примерами влияния температуры на концентрацию кислорода в воде и воздействие на окружающую среду являются сезонные изменения температуры в озерах. Зимой вода везде имеет одинаковую температуру и концентрацию кислорода. Летом вода в поверхностных слоях теплее, чем на глубине, что приводит к меньшей растворимости кислорода.Водоросли и растения в поверхностных слоях действуют противоположным образом. Они производят большое количество кислорода при высоких температурах, в результате чего вода становится насыщенной кислородом. Эти растения довольно быстро отмирают и разлагаются микроорганизмами, использующими кислород, которого сейчас много в поверхностных слоях источника воды. Однако органические вещества часто оседают и остаются на дне водоема в виде осадка. Это может вызвать дефицит кислорода в результате разложения. Когда в озерах установится экологическое равновесие, эти проблемы могут быть решены.Однако при сбросе, чрезмерном удобрении и т. д. добавляются питательные вещества, которые должны быть разложены, и увеличивается цветение водорослей, концентрация кислорода может снизиться до уровня, при котором не выживает ни один организм. Это явление широко известно как эвтрофикация (эвтрофная = богатая питательными веществами, олиготрофная = бедная питательными веществами). Критическая концентрация кислорода для рыб достигается при 4 мг О 2 /л воды.
В виде чистого O 2 кислород обычно не выделяется в количествах, которые были бы опасны для любого аэробного организма.Теоретически такие концентрации достижимы, а критическое парциальное давление различается в зависимости от вида.
Атомы кислорода можно найти в ряде токсичных органических и неорганических соединений. Токсическими соединениями являются, например, гипероксиды и пероксиды. Некоторые вещества токсичны в условиях пониженного содержания кислорода в воде, так как дыхание организмов усиливается и, следовательно, вещества усваиваются быстрее. Для облигатных анаэробных организмов высокие концентрации кислорода токсичны.
Озон является загрязнителем окружающей среды, если он присутствует в тропосфере.В стратосфере он действует как защитный слой, отражающий солнечное УФ-излучение. Без этого озонового слоя жизнь на Земле была бы невозможна. Ряд видов растений чувствительны к высоким концентрациям озона в воздухе. Это проявляется не как видимые симптомы стресса, а скорее как ограничение роста.
Кислород имеет три стабильных и пять нестабильных изотопа.


Как кислород в воде влияет на здоровье?

Общая концентрация кислорода в организме человека составляет около 60% от общей массы тела.Это значение может сильно варьироваться, так как в основном оно присутствует в молекулах воды.
Как объяснялось ранее для других организмов, люди поглощают кислород через легкие, который затем переносится в различные органы через кровь. Он доставляется очень тонкими капиллярами. Атом кислорода входит в состав гидроксильной, карбонильной и других функциональных групп. Он транспортируется через кровь, связанный с гемоглобином, и впоследствии запасается в мышцах в виде миоглобина. Наличие кислорода в питьевой воде благоприятно, так как способствует образованию защитного покрытия на внутренней стороне металлических водопроводных труб.Для этого требуется концентрация 6-8 мг/л.
Кислородные радикалы ответственны за производные заболевания, такие как рак и сердечно-сосудистые заболевания.
Когда в воздухе содержится менее 3% кислорода, обычно следует смерть от удушья. При концентрации ниже 7% возможна потеря сознания. Слишком много кислорода может быть смертельным. Спортивные дайверы, которые дышат чистым кислородом, часто испытывают судороги. Дети, которые получают слишком много кислорода в инкубаторах, обычно слепнут.
Кислород в виде озона может повредить легкие.Токсичные формы кислорода включают гипероксиды, пероксиды и гидроксильные радикалы.


Какие технологии очистки воды можно применить для удаления кислорода из воды?

Одна из причин, по которой может понадобиться удалить кислород из воды, заключается в том, что это может вызвать коррозию водопроводных труб. Эту проблему могут решить различные физические и химические процессы, например ионообменные смолы. Основным принципом этого метода является реакция между водородом и кислородом: 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O.Эта реакция может декатализироваться различными соединениями, что приводит к ее самопроизвольному завершению. Ионные смолы, содержащие палладий, могут снижать концентрацию кислорода в воде при наличии достаточного количества водорода. Гидразин – еще одно возможное восстановительное соединение, которое можно использовать вместо водорода: O 2 + N 2 H 4 -> N 2 + 2 H 2 O.
Более простой метод, который нельзя применить к каждый случай — термическое удаление кислорода. Растворимость газа в воде при температуре испарения равна нулю.На этом основан принцип термической дегазации. Они функционируют как дегазаторы под давлением при небольшом избыточном давлении (до 5 бар) или как вакуумные дегазаторы при небольшом понижении давления.
С другой стороны, обогащение воды кислородом может способствовать удалению загрязняющих веществ. Это может быть достигнуто за счет искусственной аэрации, например путем подачи воды через каскады, промывки воды через поверхностные аэраторы, подачи воздуха через напорные фильтры, добавления воздуха путем увеличения расхода воды (например, в трубке Вентури) или путем аэрации чистыми аэраторами. кислород.Аэрация применима на водоочистных сооружениях, а также в широких реках.
Кислород оказывает очищающее действие, поскольку он необходим для микроорганизмов и окисляет соединения. Поэтому о загрязнении воды свидетельствует БПК или ХПК (химическое потребление кислорода).
Часто применяемое значение БПК 5 указывает концентрацию кислорода, применяемую микроорганизмами в течение пяти дней при 20 o C в аэробной среде для преобразования органического вещества в двуокись углерода, воду и новую биомассу.Выражается в мг O 2 на литр сточных вод. Умножение этого числа на объем сточных вод дает количество опасных веществ. БПК 5 в единицу времени называется нагрузкой БПК. Трудноразложимое вещество исключается из-за короткого времени измерения.
ХПК представляет собой количество кислорода (мг), необходимое для окисления всех окисляемых веществ на литр сточных вод. Сюда входят не только легкоразлагаемые органические вещества, но также трудноразлагаемые и стойкие соединения (например, органические соединения хлора), и, следовательно, они превышают значение БПК 5 .
Озон можно применять для очистки воды, например, для дезинфекции плавательных бассейнов или питьевой воды. Это более сильное дезинфицирующее средство, чем газообразный хлор, но защита от бактерий длится недолго. Озон является нестабильной формой кислорода и поэтому быстро превращается обратно в O 2 , что благоприятно, поскольку озон вызывает повреждение легких.

Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Растворенный кислород

ЧТО ТАКОЕ РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД?

Кислород, который делает возможной водную жизнь, не образует пузырьков и не является кислородом. это часть молекулы воды H 2 O.Это отдельная молекула O 2 , растворенная в воде и невидимая для наших глаз.


ЗАЧЕМ НУЖНО О РАСТВОРЕННОМ КИСЛОРОДЕ?

Всем наземным и водным животным для выживания необходим кислород.Многие водные макробеспозвоночные виды зависят от богатой кислородом воды. Без достаточного количества кислорода они могут исчезнуть. Даже небольшое изменение концентрации растворенного кислорода может повлиять на состав водные сообщества. Многим рыбам требуется определенный диапазон растворенного кислорода, чтобы выживать

Стандарты Юты

  • Минимальная концентрация растворенного кислорода для тепловодных рыб: 5.5 мг/л
  • Минимальная концентрация растворенного кислорода для холодноводных рыб: 6,5 мг/л

ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД

  • Водная жизнь- Животные, живущие в воде, потребляют растворенный кислород.Бактерии поглощают кислород при разложении материалы. Уровень растворенного кислорода падает в водоеме, содержащем много мертвых, разлагающийся материал.
  • Высота над уровнем моря-  Поскольку ручьи получают большую часть кислорода из атмосферы, ручьи на возвышенностях обычно будет меньше кислорода.
  • Соленость (соленость)-  Соленая вода содержит меньше кислорода, чем пресная.
  • Температура- Холодная вода содержит больше растворенного кислорода, чем теплая вода.
  • Турбулентность-  Повышенная турбулентность создает больше возможностей для проникновения кислорода в потоки.
  • Водная растительность — Водная растительность и водоросли непосредственно выделяют кислород в воду во время фотосинтеза. (в течение дня).Ночью растения фактически используют кислород для своего метаболизма.
  • Прибрежная растительность (растения вдоль ручья) — Прибрежная растительность затеняет ручей, понижая температуру воды, а при понижении температуры увеличивается количество растворенного кислорода.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД

  • Расчистка земли  (напр.например, строительство, лесозаготовки)   –  Это может привести к попаданию избыточного органического вещества в реки. Органические вещества разлагаются микроорганизмы, которые в процессе расходуют кислород. Поэтому, если много органических отходов в потоке, микроорганизмы потребляют больше кислорода, чем могут заменить в потоке.
  • Загрязнение из точечного источника – Сточные воды и заводские сбросы в водоемы могут разлагаться бактериями, как указано выше, что приводит к низкого DO вниз по течению.
  • Загрязнение питательными веществами – Загрязнение питательными веществами может вызвать чрезмерный рост растений и водорослей. Как и выше, бактерии, питающиеся мертвым растительным материалом, потребляют кислород из воды.
  • Уничтожение  прибрежных территорий  (например, застройка или чрезмерный выпас скота) уменьшает количество тени и увеличивает температура воды. Более теплая вода содержит меньше DO (растворенного кислорода), чем более холодная вода.
  • Узнайте, как ограничить влияние человека: защитите свою воду

 


КАК МЫ ИЗМЕРЯЕМ РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД?

Utah Water Watch — узнайте, как волонтеры штата измеряют растворенный кислород. Выберите уровень 1 вкладка для базовых/удобных для занятий процедур или выберите вкладку уровня 2 для более продвинутых процедуры.

Stream Side Science . Ознакомьтесь с различными планами уроков, посвященными растворенному кислороду, и узнайте, как они применяются. к различным основным учебным программам для классов K-12.

 

 

 

Фотосинтез | Национальное географическое общество

Большая часть жизни на Земле зависит от фотосинтеза.Этот процесс осуществляется растениями, водорослями и некоторыми видами бактерий, которые улавливают энергию солнечного света для производства кислорода (O 2 ) и химической энергии, хранящейся в глюкозе (сахаре). Затем травоядные получают эту энергию, поедая растения, а плотоядные получают ее, поедая травоядных.

Процесс

В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ (CO 2 ) и воду (H 2 O) из воздуха и почвы. В растительной клетке вода окисляется, то есть теряет электроны, а углекислый газ восстанавливается, то есть приобретает электроны.При этом вода превращается в кислород, а углекислый газ — в глюкозу. Затем растение выпускает кислород обратно в воздух и сохраняет энергию в молекулах глюкозы.

Хлорофилл

Внутри растительной клетки находятся небольшие органеллы, называемые хлоропластами, которые накапливают энергию солнечного света. Внутри тилакоидных мембран хлоропластов находится светопоглощающий пигмент, называемый хлорофиллом, который отвечает за придание растению зеленого цвета. Во время фотосинтеза хлорофилл поглощает энергию волн синего и красного света и отражает волны зеленого света, благодаря чему растение выглядит зеленым.

Светозависимые реакции и светонезависимые реакции

Хотя процесс фотосинтеза состоит из многих стадий, его можно разбить на две основные стадии: светозависимые реакции и светонезависимые реакции. Светозависимая реакция протекает внутри тилакоидной мембраны и требует постоянного потока солнечного света, отсюда и название светозависимая реакция . Хлорофилл поглощает энергию световых волн, которая преобразуется в химическую энергию в виде молекул АТФ и НАДФН.Светонезависимая стадия, также известная как цикл Кальвина, протекает в строме, пространстве между мембранами тилакоидов и мембранами хлоропластов, и не требует света, отсюда и название светонезависимая реакция. На этом этапе энергия молекул АТФ и НАДФН используется для сборки молекул углеводов, таких как глюкоза, из углекислого газа.

Фотосинтез С3 и С4

Однако не все формы фотосинтеза одинаковы.Существуют различные типы фотосинтеза, включая фотосинтез C3 и фотосинтез C4. Фотосинтез C3 используется большинством растений. Он включает в себя производство трехуглеродного соединения, называемого 3-фосфоглицериновой кислотой, во время цикла Кальвина, которое превращается в глюкозу. Фотосинтез C4, с другой стороны, производит четырехуглеродное промежуточное соединение, которое расщепляется на двуокись углерода и трехуглеродное соединение во время цикла Кальвина. Преимущество фотосинтеза C4 заключается в том, что, производя более высокие уровни углерода, он позволяет растениям расти в условиях без большого количества света или воды.

 

Кислород и углекислый газ | Преподавание науки о Великих озерах

Что делает воду полезной?
Если вы когда-либо играли на пиле, вы знаете, как важно, чтобы обе стороны были одинаково сбалансированы. В озере не менее важен хороший баланс кислорода и углекислого газа.

Кому нужен кислород
Растворенный кислород, также называемый DO, жизненно важен для здоровья водной среды обитания. Растениям и животным для выживания необходим кислород.Низкий уровень кислорода в воде является признаком стресса или загрязнения среды обитания.

Откуда берется кислород? Кислород из воздуха смешивается с водой с помощью дождя, ветра, волн и течений. Быстро движущаяся вода содержит больше DO, чем стоячая вода, потому что она больше контактирует с воздухом, что позволяет большему количеству кислорода смешиваться с водой. Подводные растения и водоросли также выделяют кислород в процессе фотосинтеза.

Фотосинтез — это процесс, используемый зелеными растениями для производства сахара, который является частью пищи, необходимой им для роста.

Fishy Business
На содержание растворенного кислорода в Великих озерах влияют погода и температура. Холодная вода содержит больше кислорода, чем теплая. Поскольку форель или лосось нуждаются в высоком уровне кислорода, чтобы выжить, они живут в быстрых, холодных ручьях и реках или в глубоких холодных озерах. Тепловодные рыбы, такие как синежаберные, краппи, окунь, судак, сом и карп, могут переносить более низкие уровни растворенного кислорода в воде.

Важно контролировать DO, так как его можно использовать в качестве индикатора качества воды.Аноксия возникает при низком уровне кислорода и часто возникает, когда сухая жаркая погода вызывает нагревание воды и увеличение испарения. Если эти условия суровые, может произойти большая «гибель рыбы» (плавающая мертвая рыба) из-за недостатка кислорода.

Аноксия также может быть результатом стока удобрений и органических отходов (включая помет домашних животных) с улиц, газонов и ферм. Когда в воду попадает избыток питательных веществ, в том числе азота и фосфора, водоросли быстро растут, вызывая цветение водорослей.

Водоросли производят кислород в течение дня посредством фотосинтеза, но также быстро потребляют кислород ночью во время дыхания.Бактерии разлагают водоросли после того, как цветки отмирают, используя при этом значительное количество кислорода. Результатом является нехватка доступного кислорода для других растений и животных, которые в нем нуждаются, что может привести к гибели рыбы.

Двуокись углерода в воде
Двуокись углерода, также называемая CO2, содержится в воде в виде растворенного газа. Он может растворяться в воде в 200 раз легче, чем кислород. Водные растения зависят от углекислого газа для жизни и роста, так же как рыбы зависят от кислорода.Растения используют углекислый газ в процессе фотосинтеза.

Иногда уровень углекислого газа в воде становится слишком высоким. Загрязнение может производить слишком много углекислого газа. В этих условиях рыбам трудно получать необходимый им кислород из воды. Они могут даже задохнуться и умереть.

Поддержание хорошего баланса углекислого газа и кислорода является одной из причин, по которой растения и животные ценны в озере. Каждый делает то, что использует другой.

Сила одного дерева — тот самый воздух, которым мы дышим

Автор: Джоанна Маунс Стэнсил, У.С. Лесная служба в Лесное хозяйство

03 июня 2019 г.

Покрывая миллионы акров лесных угодий на западе, сосна пондероза может вырасти до высоты более 200 футов. (Фото Лесной службы США)

Второй из серии блогов, посвященных Международному дню лесов Организации Объединенных Наций 2015 г.

В субботу, 21 марта, У.S. Forest Service будет отмечать Международный день лесов Организации Объединенных Наций. При таком важном всемирном признании всего, что леса делают для нас, людей, Лесная служба хотела бы, чтобы люди спросили себя: действительно ли я знаю, какой вклад в мою повседневную жизнь вносят деревья?

Или, другими словами, в чем сила одного дерева?

Подобно тому, как мы, люди, состоим из многих частей, функционирующих вместе, что позволяет нам делать удивительные вещи, анатомия дерева столь же удивительна, что наделяет их качествами супергероев.

О чем я говорю? Дерево способно обеспечить все живое на нашей планете необходимым условием жизни — кислородом, а также способно удалять вредные газы, такие как углекислый газ, делая воздух, которым мы дышим, более здоровым.

Вот как это работает:

Проще говоря, дерево состоит из листьев, стеблей, ствола и корней. Когда вы смотрите на дерево, обратите внимание, что около пяти процентов дерева состоит из его листьев, 15 процентов из его стеблей, 60 процентов входит в его ствол и 20 процентов посвящено его корням.

Вот часть супергероя. Благодаря процессу, называемому фотосинтезом, листья поглощают углекислый газ и воду и используют энергию солнца для преобразования их в химические соединения, такие как сахара, которые питают дерево. Но как побочный продукт этой химической реакции дерево производит и выделяет кислород. Предполагается, что одно большое дерево может обеспечить дневной запас кислорода для четырех человек.

Деревья также накапливают углекислый газ в своих волокнах, помогая очищать воздух и уменьшать негативное воздействие, которое этот CO2 мог оказать на окружающую среду.По данным фонда Arbor Day Foundation, за один год взрослое дерево поглощает более 48 фунтов углекислого газа из атмосферы и выделяет взамен кислород.

Итак, в следующий раз, когда вы сделаете глубокий вдох, отдайте должное дереву или обнимите его в знак благодарности за то, что оно дает нам — тот самый воздух, которым мы дышим.

Написать ответ

Комментарии

Насколько легко получить кислород из воды на Марсе?

Ведущий инженер проекта Гюнтер Джаст сказал: «Мы спроектировали и построили небольшую центрифугу, которая могла генерировать диапазон уровней гравитации, соответствующих Луне и Марсу, и эксплуатировали ее в условиях микрогравитации на параболическом полете, чтобы устранить влияние Земная гравитация.

«Проводя эксперимент в лаборатории, вы не можете избежать гравитации Земли; Однако на фоне почти невесомости в самолете на наши электролизеры влияла только центробежная сила, и поэтому мы могли настраивать уровень гравитации в каждом эксперименте, изменяя скорость вращения. У центрифуги было четыре 25-сантиметровых плеча, каждое из которых содержало электролизную ячейку, оснащенную различными датчиками, поэтому во время каждой параболы около 18 секунд мы проводили четыре одновременных эксперимента с вращающейся системой.

«Такие же эксперименты мы проводили на центрифуге от 1 до 8 g в лаборатории. В этой конфигурации мы раскачивали руки так, чтобы учитывалась направленная вниз гравитация. Было обнаружено, что тенденция, наблюдаемая ниже 1 г, согласуется с тенденцией выше 1 г, что экспериментально подтвердило, что платформы с высокой гравитацией можно использовать для прогнозирования поведения электролиза в условиях лунной гравитации, устраняя ограничения, связанные с необходимостью дорогостоящих и сложных условий микрогравитации. В нашей системе мы обнаружили, что в лунной гравитации производилось на 11% меньше кислорода, если использовались те же рабочие параметры, что и на Земле.”

Потребность в дополнительной мощности была более скромной и составляла около 1%. Эти конкретные значения относятся только к небольшой испытательной камере, но демонстрируют, что снижение эффективности в условиях низкой гравитации необходимо учитывать при планировании бюджета мощности или выпуска продукции для системы, работающей на Луне или Марсе. Если влияние на мощность или выход продукта было сочтено слишком большим для правильной работы системы, могут быть сделаны некоторые адаптации, которые могут уменьшить влияние силы тяжести, например, использование специально структурированной поверхности электрода или введение потока или перемешивание.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.