• envinow.gr

Διοξείδιο του άνθρακα: Φίλος ή Εχθρός;

Tης Χρυσάνθης Βερβενιώτη


Ένα από τα φλέγοντα ζητήματα της εποχής είναι η υπερθέρμανση του πλανήτη. Το φαινόμενο το οποίο έχει συμβάλει στην όξυνσή του, είναι το γνωστό σε όλους μας φαινόμενο του θερμοκηπίου. Σύμφωνα με αυτό, αέρια που εκλύονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες λειτουργούν όπως το γυαλί των θερμοκηπίων παγιδεύοντας τη θερμότητα του ηλίου και εμποδίζοντας την διάχυσή της στο διάστημα. Μερικά από τα αέρια είναι το μεθάνιο, το υποξείδιο του αζώτου, τα φθοριούχα αέρια αλλά το σημαντικότερο είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Το τελευταίο ευθύνεται για το 63% της υπερθέρμανσης του πλανήτη και η συγκέντρωση του στην ατμόσφαιρα είναι κατά 40% υψηλότερη από ότι κατά την έναρξη της εκβιομηχάνισης. Σε αντίθεση με το μεθάνιο CH4 και το NH2 που ευθύνονται για το 19% και το 6% αντίστοιχα.


Με αφορμή αυτά τα δεδομένα θα επικεντρωθούμε στο χείριστο για το φαινόμενο αέριο το διοξείδιο του άνθρακα. Είναι σταθερό, άχρωμο, άοσμο και υπεύθυνο για την ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη Γη. Αποτελεί κοινό προϊόν καύσης όλων των οργανικών αλλά και καταβολισμού κάθε αερόβιου οργανισμού. Στην πρώτη περίοδο σχηματισμού της Γης υπολογίζεται ότι υπήρχαν περίπου 1023 gr άνθρακα με τη μορφή διαφόρων χημικών μορίων. Έρευνες έχουν δείξει πως η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα μειώθηκε δραστικά πριν 500 εκ. χρόνια σε 7500 ppm. Δηλαδή ήταν περίπου 20 φορές υψηλότερη από ότι είναι στις σημερινές εποχές. Πριν 300 εκ. χρόνια η συγκέντρωση έφθασε τα 370 ppm, πριν 43 εκ. χρόνια 386 ppm και πριν 25-9 εκ. χρόνια μειώθηκε στα επίπεδα των 180-290 ppm.


Ο κύκλος του άνθρακα έχει ως κεντρικό σημείο του τη δέσμευση του CO2 από τους χερσαίους και υδατικούς φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Αφού επιτελείται η μετατροπή του σε διάφορες οργανικές ενώσεις, διακινείτε μέσα στα τροφικά δίκτυα και εκλύεται πάλι ως CO2 μέσω της αναπνοής ζώων, φυτών και μικροοργανισμών. Ο κύκλος του χαρακτηρίζεται ως ο «τελειότερος» από τους βιογεωχημικούς κύκλους λόγω της μεγάλης ταχύτητας με την οποία μεταπίπτει ο άνθρακας από την ανόργανη κατάσταση του CO2 σε οργανική ύλη και σε βιομόρια ζωντανών οργανισμών, διακινούμενα σε όλη τη βιόσφαιρα της Γης. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα υπάρχει μία ευαίσθητη ισορροπία μεταξύ πηγών και αποδεκτών CO2 κατά τον κύκλο του.


Σε θερμοκρασίες και πιέσεις μεγαλύτερες από τις κρίσιμες ένα αέριο περιέρχεται σε κατάσταση υπερκρίσιμου ρευστού. Το CO2 μπορεί να έρθει και αυτό σε τέτοια μορφή και βοηθά στην άντληση του πετρελαίου , στην προώθηση του σε υπό πίεση άντληση ενώ μειώνει το ιξώδες του πετρελαίου επιτρέποντας έτσι την ομαλότερη και ταχύτερη ροή του προς την επιφάνεια της γεώτρησης. Χρησιμοποιείται επίσης στις φαρμακοβιομηχανίες και σε καθαριστικά ρούχων ως λιγότερο τοξική εναλλακτική λύση αντί του CHCl3 και του C2Cl4 αντίστοιχα. Συμβάλει επίσης ως εκχυλιστικό μέσο αφού το υπερκρίσιμο CO2 θεωρείται εξαιρετικός διαλύτης, μη τοξικός και φιλικός προς το περιβάλλον που δεν αφήνει το παραμικρό ίχνος στο εκχυλιζόμενο προϊόν. Είναι γνωστό πως συμβάλλει στην απομάκρυνση της καφεΐνης από τον καφέ για την δημιουργία του decaf.


Στον οργανισμό μας άμα βρίσκεται σε μικρότερο ποσοστό από 0,5 % v/v ( για βρέφη σημαντικά μικρότερο) είναι μη τοξικό αλλιώς η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει οξέωση και να έχει αρνητικές συνέπειες για τον μεταβολισμό του ασβεστίου και του φωσφόρου και να προκαλέσει καρδιακές αρρυθμίες.


Για να ζούμε σε ένα υγιές περιβάλλον που να ευνοεί και τον οργανισμό μας, στόχος μας πρέπει να είναι η μείωση των εκπομπών CO2, η δέσμευση του αλλά και η χρήση του σε λογικές ποσότητες για την αποφυγή τοξικών οργανισμών. Σήμερα η συγκέντρωση του ατμοσφαιρικού CO2 έχει ξεπεράσει τα 400 ppm. Τα περιθώρια έχουν στενέψει και οφείλουμε να βρούμε τρόπους να το περιορίσουμε.


Μια λύση που έχει προταθεί είναι η συμπίεση του CO2 και η αποθήκευση του ως υγρού σε υπόγειες κοιλότητες και σε μεγάλα βάθη υπό πίεση. Η διαδικασία αυτή αναφέρεται ως σύλληψη και αποθήκευση. Βέβαια αυτή είναι μία δαπανηρή και ενεργοβόρα διαδικασία που απαιτεί σημαντικά ποσά ενέργειας, μέρος των οποίων μπορεί να προέρχονται από την καύση ορυκτών καυσίμων. Θεωρητικά το 22% των ορυκτών μπορούν να δώσουν ανάλογες αντιδράσεις δέσμευσης. Επίσης η μεταφορά του διοξειδίου του άνθρακα στα βάθη των ωκεανών έχει απορριφθεί. Άλλες μέθοδοι που έχουν μελετηθεί είναι η δημιουργία καυσίμου με την βοήθεια της ηλιακής ενέργειας η οποία έχει πολύ μικρές αποδόσεις ή αντίστοιχα με το Η2 προκειμένου να εγκαταλειφθεί η χρήση ορυκτών καυσίμων. Μάλιστα ο χρόνος ζωής των αποθεμάτων τους είναι ελάχιστος. Τελευταία ανακάλυψη είναι μια μέθοδος δέσμευσης δημιουργώντας το ορυκτό με όνομα Μαγνησίτης ( MgCO3 ), το οποίο μπορεί να αποθηκεύσει αποτελεσματικά το διοξείδιο του άνθρακα αλλά και αυτή η ιδέα βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο. Ωστόσο μια πιο πραγματοποιήσιμη λύση είναι αυτή που πρότεινε μία ομάδα φοιτητών του ΕΤΗ της Ελβετίας με όνομα Climeworks σύμφωνα με την οποία χρησιμοποιούν την τεχνολογία Απευθείας Αέριας Σύλληψης μέσω ενός φίλτρου για την εξαγωγή CO2 απο το περιβάλλον. Το αέριο αφού δεσμευθεί θερμαίνεται και στην συνέχεια χρησιμοποιείται σε ένα κοντινό θερμοκήπιο για να ενισχύσει την ανάπτυξη λαχανικών. Μια τέτοια ιδέα θα μπορούσε να μειώσει αρκετά τα ποσοστά διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, με ευνοϊκό τρόπο αλλά με υψηλό κόστος.


Ερχόμαστε στο συμπέρασμα ότι η ζωή στη Γη χωρίς co2 δεν θα ήταν εφικτή. Είναι στο χέρι μας όμως να το αξιοποιούμε ορθά, χωρίς να γίνεται άσκοπη απελευθέρωσή του στην ατμόσφαιρα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και ακολουθώντας απόλυτη οικολογική συνείδηση. Περισσότερα θα συζητηθούν σε μία εβδομάδα στο Συνέδριο για την «Ενέργεια και την Κλιματική Αλλαγή» στο Πολιτιστικό Κέντρο του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, ευελπιστώντας να βρεθούν λύσεις προκειμένου να βγούμε από το αδιέξοδο.




ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΗΣΤΕ ΜΑΖΙ ΜΑΣ