Havadaki CO2 içeriği ppm'dir. Klimalı bir odada karbondioksit seviyelerinin tahmin edilmesi. Bir ünitenin tek ünite ile havalandırılması

Daha önce karbon monoksit hakkında bir makale yazmıştım. Şimdi CO2 üzerine pratik araştırmalar yapmaya koyuldum. İlgi o kadar büyüktü ki para harcadım. Gaz analizörü AZ7787: CO2'yi, sıcaklığı ve nemi ölçer, neredeyse 9.000 ruble. Talimatlar yalnızca aşağıdakiler için verilmiştir: ingilizce dili, ama bunu başarabilirsin.

Deney birkaç bölüme ayrıldı:
- eve getirdi ve 3x6x2,8 metrelik (50,4) bir odada açtı. metreküp) pencere kapalıyken ve açık kapı. 990 ppm (sıcaklık 29,2 derece, nem %55,9);
- onunla uyuyakaldım. Sabah cihaz 1260ppm (sıcaklık 27,1 derece, nem %59,9) gösterdi;
- 11 saat bekletildi, akşam odaya girildi: 1010ppm (sıcaklık 29,5 derece, nem %54);
- Odadayken pencere açıldı: 600ppm (sıcaklık 29,1 derece, nem %50)
- ile uyuyakaldım açık pencere. Sabah: 485 ppm (sıcaklık 28,5 derece, nem %44);
- akşam pencereyi ve kapıyı kapattım: 980ppm (sıcaklık 28,8 derece, nem %47);
- yeni uykuya daldım: 1810ppm (sıcaklık 28,6 derece, nem %53);
- cihazı sabahın erken saatlerinde açık havada açtık: 390 ppm (sıcaklık 19 derece, nem %60).

Şimdi en ilginç kısım hakkında. Sonuçlar nasıl yorumlanır:
- 1ppm bir şeyin milyonda biri kadardır. 1000ppm - %0,1 karbon dioksit Havada;
- İzin verilen maksimum karbondioksit konsantrasyonuna ilişkin siteleri analiz ederken, çok farklı değerlerle (ve hatta farklı ölçüm birimlerinde) karşılaştık. Ölümcül rakam ise farklıdır: 35.000-100.000 ppm (solunum durması, boğulma). Bilimsel dergilerde CO2 için üst güvenli sınır (hiçbir sonuç olmadığında) 1000 ppm'dir: Naumov A.L., Kapko D.V. Ofis binaları için değişken hava akışıyla havalandırma.//NP "ABOK", No. 8, 2012.; Gurina I.V. Güvenli karbondioksit seviyesi revizyon gerektirir.//Journal "Rusya Ekolojik Bülteni", Sayı 10, 2008.Ölümcül doz: 40000ppm ( Sokolov V.A. Kuyularda ve yer altı nesnelerinde hava bileşimini izlemek için taşınabilir cihazlar. // "Güvenlik Mühendisliği" Dergisi No. 3 (4), 2004.).
- karbondioksit, en güçlü ekotoksik madde ve zehir olan dioksin ile karıştırılmamalıdır;
- eğer şu durumda karbonmonoksit yere düşmeniz ve çıkışa doğru sürünmeniz gerekir - daha sonra CO 2 ile, tam tersine, parmaklarınızın ucunda durmanız ve ıslak bir şeyin içinden nefes almanız gerekir ( moleküler kütle hava 29g/mol, CO2 - 44g/mol). Örneğin konserlerde su buharı ile karbondioksiti karıştırmak için ağır duman jeneratörleri kullanılıyor (bu da onu güvenli kılıyor);
- kanda ve iç organ dokularında karbondioksit bulunur ve vücudun savunma sistemlerini uyarır (özellikle fiziksel aktivite sırasında);
- Hemoglobin karbondioksiti oksijenle değiştirir. Sorun şu ki, eğer vücutta yeterli miktarda karbondioksit yoksa, oksijen açlık. Hemoglobin yalnızca bu iki gazla çalışabildiğinden, bunlardan en az birinin eksikliği durumunda gaz iletim mekanizmasının tamamı engellenir. Ismukov N.N.'nin kitabı " Doğal aktivasyon koruyucu sistemler vücut" Bu süreci Bölüm 6'da ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu pozisyon, CO2 konsantrasyonunun% 5,7, 57000 ppm olduğu akciğerlerin alveollerinde vücudun kendi atmosferinden bahseden bir makale ile desteklenmektedir ( Golik A.S., A.F. Sin, V.R. Dinges. Kişisel koruyucu ekipmanların izolasyonunda karbondioksitin solunum üzerindeki etkisi.//Madencilik Endüstrisi Dergisi, Sayı 3, 2006.);
- Kesinlikle çok sayıda CO 2 odada havasız bir his yaratır. Aynı zamanda sorunsuz nefes almaya yetecek kadar oksijen de mevcut olabilir.

Sonuçlar:
- Ölçümler Moskova'nın yeşil bir alanında gerçekleştirildi. Ülkenin diğer bölgelerinde durum daha kötü olabilir;
- Karbondioksit olmadan, vücudun özellikleri nedeniyle kişi hayatta kalamaz;
- tam veya kısmi havalandırması olmayan 50,4 metreküp hacimli bir odada 9 saatten fazla kalmamak mümkündür (konsantrasyon 1800 ppm'yi aşacaktır, bu da izin verilen maksimum konsantrasyonun neredeyse iki katıdır);
- zehirlenme belirtileri. 1500 ppm'nin üzerindeki ve 5000 ppm'nin altındaki konsantrasyonlarda, birinci derece karbondioksit zehirlenmesinin belirtileri gözlenir: zihinsel ve fiziksel performansta azalma, hafif baş dönmesi, derin nefes alma (solunum hızını korurken), uyuşukluk, ilgisizlik, hafif baş ağrısı, kalp atış hızında ve kan basıncında bir miktar düşüş. İkinci derece: Sık ve derin nefes alma, ani nefes darlığı, şakaklarda zonklama, tüm vücutta sıcaklık hissi. Üçüncü aşama: göğüs kaslarında ve tüm vücutta kramplar, bilinç kaybı, derin uyku (dışarıdan yardım almadan kaçış yok);
- Odanın havalandırılmasının ana işlevi, ona oksijen vermek değil, fazla karbondioksitten kurtulmaktır. Kvashnin I.M.'nin muhteşem çalışmasında. ve Gurina I.I odada saatte ne kadar havanın değiştirilmesi gerektiğini hesaplıyorum ( Dış ve iç havadaki CO 2 içeriğine göre hava değişiminin normalleştirilmesi konusunda.//NP "ABOK", No. 5, 2008.). Ateşli meraklılar kendilerini bir hesap makinesiyle silahlandırabilir ve odadaki pencerenin ne kadar açılması gerektiğini hesaplayabilir (örneğin kışın havalandırma sırasında donmamak için).

Güvenlik önlemleri:
- Bir alt zemini, kileri, bodrum katını açarken hemen içeri girmeyin, havalandırma için zaman verin. Patatesler orada depolanıyorsa havalandırın uzun zaman: Patates, özellikle filizlendiğinde oksijeni emer ve CO2 salar. Bodrumdaki CO2 patateslerinden kaynaklanan ölüm vakaları medyada yer alıyor;
- kuyunun dibi ayrıca yıkıcı dozda CO2 içerebilir (özellikle kuru ise);
- Hiçbir durumda dumanda veya yüksek CO 2 konsantrasyonuna sahip havada gaz maskesi kullanmamalısınız!Şu tarihte: Yüksek sıcaklık Karbon filtresi CO 2'yi CO'ya azaltır. Bu gibi durumlarda nefes almak için, yalıtkan bir gaz maskesine (itfaiyeciler sırtlarında silindirlerle birlikte dolaşırlar) veya hopkalit kartuşlu bir gaz maskesine (örneğin, DP-1'li RSh-4) ihtiyacınız vardır. Ve normal bir solunum cihazı, tercihen çok katmanlı olanı, sizi kül parçacıklarının ciğerlerinize girmesinden koruyacaktır (her ne kadar onunla gerçekten koşamazsınız).

Dolaylı sonuçlar:
- İnsanlığın endüstriyel patlamasından önce gezegende CO2 konsantrasyonu yaklaşık 280 ppm idi. Sanayinin gelişmesiyle birlikte bu rakam bugüne kadar artıyor, ne kadar modern olursa o kadar hızlı; ve bu yıl Hawaii'deki bir gözlem istasyonu 400 ppm'lik bir rekor kaydetti;
- CO2'deki artış 2 şeye yol açar: Gezegen giderek daha havasız hale geliyor (100 yıl sonra bir pencere açmak artık işe yaramayabilir), ancak aynı zamanda daha bitkisel hale geliyor (yeşil bitki örtüsünün büyümesi) Dünyanın örtüsü uyarılır, bu da CO2'nin havadan emiliminde artışa yol açar). Dengeyi doğanın kendisi düzenler bu maddenin; ancak daha yavaş bir hızda;
- Çalışmamın ve zamanımın büyük bir kısmı hem CO hem de CO 2 çalışmalarına harcandı. Ve bunlar en basit gazlardan sadece ikisi. Eminim oksijen alırsanız böyle bir şey öğrenemezsiniz. Ülkelerde kimyagerlere bu kadar değer verilmesi ilginç...

(07/27/2013 eklendi): aynı odadaki bir yağ ısıtıcısını açmak tam güç(2 kW), CO2'de 30 birim kadar hafif bir artışa yol açar. Dolayısıyla mazotlu ısıtıcıların oksijen yakmadığı bilgisi doğrudur.

Eylül 2016'da, Dünya atmosferindeki karbondioksit konsantrasyonu, psikolojik olarak önemli olan 400 ppm (milyonda parça) sınırını aştı. Bu durum gelişmiş ülkelerin Dünya sıcaklığının 2 dereceden fazla artmasını engelleme planlarını sorgulanabilir hale getiriyor.

Küresel ısınma, Dünya'nın iklim sisteminin ortalama sıcaklığındaki artıştır. 1906'dan 2005'e kadar olan dönemde, gezegenin yüzeyine yakın ortalama hava sıcaklığı 0,74 derece arttı ve yüzyılın ikinci yarısında sıcaklık artış hızı, dönemin tamamına göre yaklaşık iki kat daha yüksek oldu. Tüm gözlemler boyunca, 2015 en sıcak yıl olarak kabul edildi. sıcaklık göstergeleriönceki rekorun sahibi olan 2014 yılına göre 0,13 derece daha yüksek. İÇİNDE çeşitli parçalar Sıcaklıklar dünyanın her yerinde farklı şekilde değişir. 1979'dan bu yana karadaki sıcaklıklar okyanustakinin iki katı kadar arttı. Bu, yüksek ısı kapasitesinden dolayı okyanus üzerindeki hava sıcaklığının daha yavaş artmasıyla açıklanmaktadır.

Atmosferdeki karbondioksitin hareketi

İnsan faaliyetleri küresel ısınmanın ana nedeni olarak kabul ediliyor. Dolaylı araştırma yöntemleri, 1850'ye kadar, yani bir veya iki bin yıl boyunca, bazı bölgesel dalgalanmalara rağmen sıcaklığın nispeten sabit kaldığını gösterdi.

Bu nedenle, iklim değişikliğinin başlangıcı çoğu ülkede pratik olarak sanayi devriminin başlangıcıyla örtüşmektedir. Batı ülkeleri. Günümüzde bunun temel sebebinin sera gazı emisyonları olduğu düşünülmektedir. Gerçek şu ki, Dünya gezegeninin Güneş'ten aldığı enerjinin bir kısmı termal radyasyon şeklinde dış uzaya yeniden yayılıyor.

Sera gazları ısının bir kısmını emip atmosferde hapsederek bu süreci engeller.

Atmosfere sera gazlarının eklenmesi, atmosferin daha da fazla ısınmasına ve gezegenin yüzeyinde sıcaklığın artmasına neden olur. Dünya atmosferindeki başlıca sera gazları karbondioksit (CO2) ve metandır (CH4). İnsan endüstriyel faaliyetinin bir sonucu olarak, bu gazların havadaki konsantrasyonu artar, bu da yıllık büyüme sıcaklık.

İklim ısınması kelimenin tam anlamıyla tüm insanlığı tehdit ettiğinden, bu süreci kontrol altına almak için dünya çapında defalarca girişimlerde bulunuluyor. 2012 yılına kadar küresel ısınmayla mücadeleye yönelik temel küresel anlaşma Kyoto Protokolüydü.

160'tan fazla ülkeyi kapsıyordu ve küresel sera gazı emisyonlarının %55'inden sorumluydu. Ancak Kyoto Protokolü'nün ilk aşamasının sona ermesinin ardından katılımcı ülkeler daha fazla eylem konusunda anlaşamadılar. Anlaşmanın ikinci aşamasının taslağının hazırlanmasının önündeki engellerin bir kısmı, birçok katılımcının CO2 emisyon yükümlülüklerini belirlerken bütçe yaklaşımını kullanmaktan kaçınmasıdır. CO 2 emisyon bütçesi, katılımcıların aşmaması gereken sıcaklıktan hesaplanan, belirli bir süre içindeki emisyon miktarıdır.

Durban kararlarına göre, gaz emisyonlarının azaltılması ve emisyonların azaltılmasına yönelik acil çabalara ihtiyaç duyulmasına rağmen, 2020 yılına kadar bağlayıcı bir iklim anlaşması mevcut olmayacak. Araştırmalar, şu anda ısınmayı (tehlikeli iklim değişikliğini karakterize eden) 2 derece ile sınırlandırmanın “makul olasılığını” sağlamanın tek yolunun, gelişmiş ülkelerin ekonomilerini ve büyüme karşıtı bir stratejiye geçişlerini sınırlamak olduğunu gösteriyor.

Mauna Loa Gözlemevi'ne göre Eylül 2016'da, sera gazı CO2 emisyonunun önündeki bir başka psikolojik engel de aşıldı - 400 ppm (milyonda parça). Bu değerin daha önce de defalarca aşıldığını söylemek gerekir.

ancak Eylül geleneksel olarak Kuzey Yarımküre'de en düşük CO2 konsantrasyonuna sahip ay olarak kabul edilir.

Bu, yeşil bitki örtüsünün, yapraklar ağaçlardan düşmeden ve CO2'nin bir kısmının geri dönmesinden önce yaz boyunca atmosferden belirli miktarda sera gazını emmeyi başardığı gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle, Eylül ayında psikolojik olarak önemli olan 400 ppm eşiği tam olarak aşılırsa, büyük olasılıkla aylık göstergeler hiçbir zaman bu değerin altına düşmeyecektir.

“Bu yılın ekim ayında konsantrasyonun eylül ayına göre azalması mümkün mü? Tamamen hariç tutuldu

- San Diego'daki Scripps Oşinografi Enstitüsü'nden Ralph Keeling, blogunda açıklıyor. "Konsantrasyon seviyelerinde kısa vadeli düşüşler mümkün ancak aylık ortalamalar artık her zaman 400 ppm'yi aşacak."

Keeling ayrıca tropikal siklonların CO2 konsantrasyonlarını kısa süreliğine azaltabildiğini de belirtiyor. Baş iklim bilimcisi Gavin Schmidt de aynı fikirde: "En iyi durumda, bir miktar denge bekleyebiliriz ve CO 2 seviyeleri çok hızlı yükselmeyecektir. Ama bence CO2 hiçbir zaman 400 ppm'in altına düşmeyecek.”

Tahminlere göre, 2099 yılına gelindiğinde Dünya'daki CO2 konsantrasyonu 900 ppm olacak, bu da gezegenimizin tüm atmosferinin yaklaşık %0,1'i olacak. Bunun sonucunda Kudüs, New York, Los Angeles ve Mumbai gibi şehirlerde günlük ortalama sıcaklık +45°C'ye yakın olacak. Londra, Paris ve Moskova'da yaz aylarında sıcaklıklar +30°C'yi aşacak.

Karbondioksit sensörleri ayrılmaz parça bina otomasyon sistemleri ve kural olarak cebri havalandırma ve iklimlendirmeyi kontrol eder. Güç ayarı besleme ve egzoz havalandırmasıÖnceden, binanın tipine ve hacmine bağlı olarak gerekli hava değişim oranı gibi maksimum tasarım göstergelerine odaklanan belirlenmiş standartlara uygun olarak yapılması gerekiyordu.
CO2 sensörleri tarafından kontrol edilen uyarlanabilir bir havalandırma sistemi, sürekli çalışan cebri havalandırma sistemine kıyasla %30-50 daha az enerji tüketir. Gerçekten de, gerekli miktarda sağlanan ve çıkarılan hava, hesaplanan değerlerden çok daha az olabilir. Aynı zamanda CO2 sensörleriyle donatılmış adaptif havalandırma sistemi, gerektiğinde odadaki hava değişimini anında gerçekleştirerek konforlu ve konforlu bir ortam yaratıyor. güvenli koşullar yaşam ve iş için.

Karbondioksit insanlar için neden tehlikelidir?

Aşırı boyutta izin verilen norm Havadaki CO2 içeriği yalnızca 700 ppm'dir. Bu eşiğin 2,5 kat aşılması halinde karbondioksitle kirlenmiş havayı soluyan kişilerde baş ağrısı ve yorgunluk yaşanır. Bu koşullarda sadece 6 saat çalıştıktan sonra konsantrasyon ve performans büyük ölçüde azalır. Aynı zamanda, çok sayıda insanın bulunduğu, yeterince havalandırılmayan bir odadaki CO2 içeriği, birkaç dakika içinde aritmetik ilerlemeyle artar. Örneğin, küçük bir toplantı odasında (yaklaşık 20 m2) yaklaşık 20 kişi toplandığında, tedarik yapılmadığı takdirde karbondioksit konsantrasyonu bir saat içinde 10.000 ppm'e yükselecektir. temiz hava.

Artan CO2 konsantrasyonları, vücuttaki tüm süreçler yavaşlasa da sadece gündüzleri değil geceleri de insan sağlığını olumsuz etkiliyor. Hollandalı bilim adamları sağlıklı uyku için kalite daha önemli hava, uyku süresi değil. Yüksek karbondioksit içeriğine sahip havanın uzun süre solunması, bağışıklığın bozulmasına, üst kısımda akut ve kronik hastalıkların gelişmesine yol açar. solunum sistemi, kardiyovasküler sistem, kan vb.

Karbondioksit sensörlerine ne zaman ihtiyaç duyulur?

CO2 sensörleri, acil durum havalandırması ve diğer yardımcı sistemler de dahil olmak üzere havalandırmayı başlatmanıza olanak tanır.

Uygulama kapsamı:

• kamu, endüstriyel ve konut binalarında, özellikle izole odalarda (tüneller, yer altı garajları, motor ve test tezgahları vb.) havadaki karbondioksit konsantrasyonuna göre cebri besleme ve egzoz havalandırmasının çalışmasının uyarlanması;
• öğle yemeği alarm kamu ve endüstriyel binalarda;
• havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde güç tüketiminin azaltılması;
• egzoz havası kalite kontrolü endüstriyel Girişimcilik zamanında sorun giderme için.

FuehlerSysteme'in CO2 sensörleri serisini dikkatinize sunuyoruz:

CO2 konsantrasyonu teşhis doğruluğu 100 ppm'dir. Üç farklı eşik aralığı yapılandırılabilir: 0 – 2000/5000/10000 ppm.

Cihazlar -20 ila +50 santigrat derece arasındaki sıcaklıklarda çalışabilmektedir. Çalışma aralığı bağıl nem– havanın yoğunlaşmaması ve büyük oranda kimyasal madde içermemesi koşuluyla %0 ila %98 arası.

Hem iki telli hem de üç telli bağlantı imkanı vardır. Çıkış sinyali 0 - 10 volt veya 4 - 20 miliamperdir. Manuel sıfır noktası ayarı sağlanmaktadır. Otomatik kalibrasyon her yedi günde bir gerçekleştirilir. Çalışma moduna giriş, yalnızca kendi kendine teşhis ve termostatın çalıştırılmasından sonra gerçekleşir.

Sensör cihazının tipi dağınık olmayan kızılötesi (NDIR) ölçüm elemanıdır.

FuehlerSysteme karbondioksit sensörlerinin türleri:

Harici

Kanal

Kapalı

CO2 ve sıcaklık sensörleri

Bir dizi karbondioksit sensörü de geliştirildi. ek seçenek bu da 0 ila +50°C aralığındaki sıcaklığı ölçebilme yeteneğidir. CO2 ve sıcaklık sensörleri üç konfigürasyonda sunulmaktadır: kanal, oda, dış mekan.

Her türlü odadaki alarmları, havalandırmayı, ısıtmayı veya termostatları otomatik olarak tetiklemenizi sağlar. Nihai sinyal, yalnızca karbondioksit konsantrasyonunu izlemenin değil, aynı zamanda sıcaklık rejimini de sıkı bir şekilde gözlemlemenin gerekli olduğu endüstriler için önemli olan iki kritere göre verilebilir.

Sunulan ekipman Avrupa standartlarına uygundur: CE, EAC, RoHS.

Karbondioksit sensörleri insanların yaşam kalitesini iyileştirme ve yaratma potansiyeline sahiptir. konforlu koşullar emeğin etkisini önleyerek zararlı konsantrasyonlar vücutta karbondioksit. Egzoz havasını izlerken üretimde de vazgeçilmezdirler. CO2 sensörleri klima sistemine entegre edilebilir veya ek bir sıcaklık ölçüm seçeneği ile donatılmışsa başka tip bir termostata bağlanabilir. Bu, daha sıkı kontrole olanak tanıyacak üretim süreçleri. Ayrıca karbondioksit sensörleri bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir zorunlu sistem havalandırma, tükettiği elektrik miktarını azaltır. Bu, bu cihazı modern çağın vazgeçilmez bir bileşeni haline getiriyor otomatik sistemler mühendislik iletişimi.

Bilindiği gibi hava, moleküler nitrojen (%78), moleküler oksijen (%21), argondan (%1), az miktarda su buharı ve içeriği yüzde biri olarak ölçülen bir dizi başka maddeden oluşur ve yüzde binde biri. Bunların arasında karbondioksit veya bilim adamlarının tercih ettiği isimle karbondioksit (CO2) de var. Kolaylık sağlamak için, havadaki CO 2 içeriği yüzde (yüzde bir) cinsinden değil, Latin harfleriyle ppm (milyonda parça) olarak gösterilen milyonda parça cinsinden değerlendirilir. Varlığının tarihi boyunca Dünya atmosferindeki karbondioksit içeriği oldukça dalgalanmıştır. geniş sınırlar dahilinde(bkz: 300 milyon yıl önce atmosferde şimdiye göre çok daha fazla karbondioksit vardı). Şimdi konsantrasyonunun 380-390 ppm (veya %0,038-0,039) olduğu tahmin ediliyor, ancak 50 yıl önce sadece 310-320 ppm idi. Geçtiğimiz yüzyılda atmosferdeki karbondioksit içeriğindeki artışın ana nedeni, fosil yakıtların (petrol, kömür, gaz) yanması ve ormansızlaşmadan kaynaklanan emisyonlardır.

Dünya üzerinde yaşamın varlığı, atmosferdeki karbondioksitin varlığıyla yakından ilişkilidir. İlk olarak, karbondioksit, su buharı ve metanla birlikte bir sera etkisi yaratır - ısıtılmış bir ısı kaynağından yayılan ısının korunmasını sağlar. Güneş ışınları Toprak. Eğer atmosferde sera gazları olmasaydı, dünya yüzeyindeki yıllık ortalama hava sıcaklığı şimdiki gibi +15°C değil –23°C olurdu.

İkincisi, karbondioksit tüm yeşil bitkiler, planktonik mikroskobik algler ve siyanobakteriler için karbon kaynağıdır. Tüm bu organizmalar güneş ışığının enerjisini kullanarak fotosentez yoluyla karbondioksit ve sudan organik madde üretir ve yan ürün olarak oksijeni açığa çıkarır. Fotosentez sürecinin özü basit bir denklemde yansıtılmaktadır:

CO 2 + H 2 O + enerji → (CH 2 O) + O 2,

Nerede (CH2O)- genelleştirilmiş formül organik madde.

Bununla birlikte, fotosentez sırasında karbondioksit bağlanırsa (buna göre atmosferden çıkarılırsa), başka bir işlem sırasında - solunum - tekrar serbest bırakılır:

(CH2O) + O2 → CO2 + H2O + enerji.

Modern biyosferde organizmaların büyük çoğunluğu ihtiyaç duydukları enerjiyi tam olarak aerobik solunum süreci (organik maddenin oksijenle oksidasyonu) yoluyla elde eder. Böylece birçok organizmanın yaşam aktivitesinin kendisinin önemli bir karbondioksit kaynağı olduğu ortaya çıkıyor. En büyük katkı, bitki dokusunun ölü maddesini parçalayan mantar ve bakterilerin solunumunun yanı sıra bitkilerin kendilerinin (öncelikle köklerin) solunumu ile sağlanır.

Bilim adamları artık havadaki karbondioksit konsantrasyonunu çok doğru bir şekilde ölçmeyi öğrendiler. Çeşitli noktalarda Küre Alaska'dan Güney Kutbu'na kadar özel istasyonlar vardır; bütün sene boyunca CO 2 içeriğindeki tüm değişiklikler izlenir. Toplanan veriler, havadaki karbondioksit miktarının aynı anda iki parametreye bağımlılığını gösteren üç boyutlu bir grafik oluşturmayı mümkün kıldı - coğrafi enlem istasyonun yeri ve yılın zamanı (bkz. Şekil 1).

Görev

Atmosferdeki karbondioksit seviyelerindeki mevsimsel değişiklikleri gösteren yukarıdaki grafiği yakından inceleyin. farklı enlemler. Kuzey Yarımküre'nin, özellikle de yüksek enlem bölgesinin, CO2 içeriğinde alışılmadık derecede güçlü dalgalanmalarla karakterize edildiğini lütfen unutmayın. Maksimum değerler ilkbaharda Nisan-Mayıs aylarında, minimum değerler ise sonbaharda Eylül-Ekim aylarında görülmektedir. Güney Yarımküre'de CO 2 miktarında da artışlar ve düşüşler gözleniyor, ancak Kuzey Yarımküre'de olanın tam tersi bir aşamada ve en önemlisi çok önemsiz bir genlikle.
Egzersiz yapmak. Ortaya çıkan resmi açıklamaya çalışın. Karbondioksit içeriği neden yıl boyunca bu kadar dalgalanıyor ve dalgalanma aralığı neden Kuzey Yarımküre'de Güney Yarımküre'ye göre çok daha fazla?

Yukarıdaki 3 boyutlu grafiği anlamakta zorluk yaşıyorsanız başka bir grafiğe bakın (Şekil 2). Farklı yönlendirilmiştir: Güney Yarımküre size daha yakın ve Kuzey Yarımküre daha uzaktadır. Bunlar farklı yıllar, ancak farklı enlemlerdeki mevsimsel değişikliklerin doğası aynıdır: Güney Yarımküre'de çok zayıf bir şekilde, Kuzey Yarımküre'de güçlü bir şekilde ifade edilirler.

İpucu 1

İpucu olarak, bir küre almanızı (tercihen standdan düşmüş kırık bir küre bile olsa) ve ona Kuzey Kutbu ve Güney Kutbu'ndan dikkatlice bakmanızı tavsiye ederim. Aşağıda karşılık gelen bir çift resim bulunmaktadır (Şekil 3). Kuzey ve Güney Yarımkürelerin nasıl farklılaştığını ve bu farklılıkların karbondioksit emilimini ve salınımını nasıl etkileyebileceğini anlamalısınız.

İpucu 2

Hawaii adasındaki Mauna Loa Astrofizik Gözlemevi'nde son yıllarda elde edilen, karbondioksitteki mevsimsel değişimlerin grafiğine bakın (Şekil 4). Sadece 20° Kuzey olmasına rağmen. sh., CO2 konsantrasyonundaki dalgalanmalar çok açık bir şekilde ifade edilmektedir. En yüksek konsantrasyon Mayıs ayında, en düşük konsantrasyon ise Eylül-Ekim aylarında görülmektedir.

Çözüm

Muhtemelen Kuzey Yarımkürenin ağırlıklı olarak kıtasal olduğunu fark etmişsinizdir (b ÖÇoğu karayla kaplıdır) ve güney kısmı okyanustur (merkezde buzla kaplı Antarktika ve çevresinde devasa bir okyanus genişliği vardır). Ayrıca kara ve okyanusların karbondioksit bağlama ve salma süreçlerinin yoğunluğu açısından farklı olduğu varsayılabilir. Mauna Loa'da elde edilen CO2 konsantrasyonundaki mevsimsel değişim grafiğinden (Şekil 4), Kuzey Yarımküre'de yaz aylarında bu gaz miktarının büyük ölçüde azaldığı (minimum seviyeye sonbaharda ulaşılır) ve Kış aylarında artar ve ilkbaharda maksimuma ulaşır. Yaz aylarında karbondioksit içeriğindeki azalmanın, bitkilerin CO 2 tüketildiği fotosentez faaliyeti nedeniyle meydana geldiğini tahmin etmek artık zor değil. Bitkilerin büyümesi, yaprak, gövde ve kök kütlesinin artması, havadan karbondioksit şeklinde emdikleri karbon nedeniyle meydana gelir.

Karbondioksitin atmosferden uzaklaştırılmasından fotosentez sorumluysa, o zaman bunun alımından, başta ölü bitkilerin organik maddesini ayrıştıran bakteri ve mantarlar olmak üzere tüm organizmaların solunumu sorumludur. Solunum ilkbahar, yaz ve sonbaharda, kışın ise düşük yoğunlukta, en azından pozitif sıcaklıkların kaldığı yerlerde gerçekleşir. Büyüme mevsimi ( aktif büyüme Ilıman ve yüksek enlemlerdeki bitkiler) ilkbahar sonu - yaz başı ile sınırlıdır. Ancak o zaman hızla büyüyen bitkilerin bağladığı karbondioksit miktarı, tüm organizmaların solunumu sırasında salınan miktarı önemli ölçüde aşıyor. Bu nedenle bu dönemde havadaki karbondioksit konsantrasyonunda bir azalma gözlemliyoruz. Daha sonra fotosentez keskin bir şekilde zayıflar ve tüm organizmaların solunumu devam eder, bu da CO2 birikmesine yol açar. Yıl boyu karbondioksitin bir diğer kaynağı da fosil yakıtların insan tarafından yakılmasıdır.

Burada okuyucu, fotosentez ve solunum süreçlerinin sadece karada değil okyanusta da gerçekleştiğini belirtme hakkına sahiptir. Okyanus üzerindeki havanın CO 2 içeriğinde neden bu kadar önemli değişiklikler görmüyoruz? Sonuçta, en aktif fotosentez denizde de ilkbahar ve yaz başında, hava ısındığında ve en önemlisi hafif olduğunda ve su hala oldukça fazla miktarda mineral besin elementi (erişilebilir formda nitrojen ve fosfor) içerdiğinde meydana gelir. ). Aslında, Güney Okyanus Yarımküresinde karbondioksit konsantrasyonunda mevsimsel dalgalanmalar da mevcut, ancak bunlar doğal olarak Kuzey Yarımküre'de olanın tam tersi bir aşamada meydana geliyor. Neden bu kadar küçük bir genliğe sahip oldukları şaşırtıcı. Burada çeşitli mekanizmalar işliyor olabilir.

Birincisi, okyanusun (üst katmanları bile) büyük bir ısı kapasitesi vardır, bu da karada olanlarla karşılaştırıldığında mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatır. İkincisi, karbondioksit suda iyi çözünür (soğuk suda ılık sudan daha iyidir) - yani CO2'yi bağlamak için fizikokimyasal bir mekanizma vardır; Doğru, okyanusun yüzey katmanları eğer düşükse atmosfere CO2 salabilir kısmi basıncı. Üçüncüsü ve belki de en önemlisi, net birincil üretimin değeri, yani ototrofik organizmaların fotosentezi sırasında karada birim alan başına oluşan organik madde miktarı okyanuslara göre yaklaşık 2,5 kat daha fazladır. Fitoplanktonun uzaklaştırılması garanti edilemez çevreılıman ve kuzey enlemlerindeki karasal bitki örtüsü tarafından uzaklaştırılan CO2 miktarı. Mauna Loa Gözlemevi tarafından tespit edilen karbondioksit seviyelerindeki dalgalanmalar, öncelikle Avrasya ve Kuzey Amerika'daki bitki örtüsünün gelişimindeki mevsimsellik tarafından belirleniyor.

Sonsöz

Aslında, hava ortamı Suyla karşılaştırıldığında çok hareketlidir. İstemsizce şu soru ortaya çıkıyor: Hava kütlelerinin karışımı neden Dünya atmosferindeki karbondioksit içeriğini eşitlemiyor? Burada havanın enlem yönünde kolay ve hızlı bir şekilde hareket ettiğini ancak meridyen yönünde hareket etmediğini hatırlamak gerekir. Bu nedenle Hawaii Adaları'nda uzak kıtalardaki bitki örtüsünün mevsimsel gelişiminin sonuçları gözlemlenebilir. Ancak kuzey-güney yönünde farklı enlemlerde CO 2 içeriğinde ciddi farklılıkların devam ettiğini görüyoruz. Hava dolaşımının hücresel yapısı meridyensel taşınmayı engeller. Ekvatora yakın hava en çok ısınır, bu nedenle orada yükselir, genişler, kuzeye ve güneye doğru hareket eder, yavaş yavaş soğur ve her iki yarım kürede yaklaşık 30° yere kadar batar. Daha sonra bu soğuyan hava, dünya yüzeyine yakın bir yerden ekvatora doğru hareket ederek döngüyü kapatır. Böylece, adını onları tarif eden 18. yüzyıl İngiliz bilim adamı George Hadley'den alan Hadley hücreleri oluşur. Bu hücrelerin her birindeki hava kütlelerinin hareketi, komşu hava kütlelerinin önce aşağıya, sonra da kuzeye ve güneye (yarımküreye bağlı olarak) hareket etmesine neden olur. Bunlar zaten 19. yüzyıl Amerikalı meteorolog William Ferrel'in adını taşıyan Ferrell hücreleridir. Böyle bir hücresel dolaşım yapısının varlığı, hava kütlelerinin meridyen yönünde karışmasını büyük ölçüde engeller, ancak enlem boyunca harekete engel oluşturmaz.

Çoğumuz zamanımızın önemli bir kısmını ofislerde, havya bulunan atölyelerde ve çoğu zaman havya bulunmayan diğer kapalı alanlarda çalışarak geçiririz. doğal havalandırma. Özellikle dışarıdan temiz hava temini ile ilgili durum, son yıllarda pratikte "nefes almayan" plastik pencerelerin yaygınlaşmasıyla daha da kötüleşti. İnsanların bulunduğu odalarda, kişinin soluduğu karbondioksitin (CO2) bir kısmı her zaman bulunur. Ve oda periyodik olarak havalandırılmazsa konsantrasyonu giderek artar.

CO 2 (karbon dioksit) konsantrasyonu ppm cinsinden ölçülür. Şehir dışında ve içinde kırsal bölgeler Karbondioksit konsantrasyonu genellikle 350 ppm, şehirde 400 ppm, şehir merkezinde 450 ppm'dir. Sayılar büyük ölçüde değişiklik gösterir ve trafik yoğunluğuna, rüzgar gücüne ve diğer faktörlere bağlıdır. Örneğin Moskova'da yoğun otoyollarda CO 2 seviyesi 800-900 ppm'e ulaşabiliyor.

Yüksek karbondioksit konsantrasyonuyla kişi rahatsızlık, baş ağrısı, uyuşukluk, mide bulantısı ve diğer semptomları yaşar. Tehlike, durumun kötüleşmesi eşiğinin bazen fark edilmesinin çok zor olması ve bu değerin her kişi için bireysel olmasıdır. Bu nedenle, iç mekanlarda normal refahı korumak için yaklaşık 800-900 ppm olan CO2 konsantrasyonu eşiğini aşmamak önemlidir. Ortalama olarak her 3 saatte bir kişi Kapalı alanlarda 20 m2, karbondioksit konsantrasyonunu 1500 ppm'ye çıkarır. Ve eğer orada üç kişi varsa, o zaman sadece 1 saat içinde.

Karbondioksit konsantrasyonunu ölçmek için çeşitli yöntemler vardır. Dağıtıcı olmayan kızılötesi spektrometrinin NDIR yöntemi, taşınabilir cihazlarda yaygınlaştı. NDIR sensörü, ölçülen gaz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak tek bir dalga boyundaki ışığın emilimini ölçen bir spektrometredir. Karbondioksit için dalga boyu 4 mikron olan IR LED kullanılır.

Yakın zamana kadar CO 2 ölçüm aletleri için çok pahalıydı ev kullanımı. Dünya çapında ev tipi CO ölçüm cihazları üreticileri 2 bir yandan sayılabilir. Ancak yine de varlar ve zaten AliExpress ve eBay'de tüm güçleriyle satılıyorlar: CO2 Monitörü . Doğru, en basit modellerin bile maliyeti 100 dolardan başlıyor ve aşağı yukarı değerli cihazların maliyeti 200 dolardan başlıyor. Birçoğu karbondioksiti ölçmek için NDIR yöntemini kullanıyor.

Çok geçmeden iç pazar Amatör radyo çevrelerinde yaygın olarak bilinen MasterKit şirketinden ucuz bir çözüm olan “Karbon Dioksit Dedektörü” ortaya çıktı. Bu materyal bu sayacın kısa bir incelemesine ayrılmıştır. MasterKit'in tüm ürünlerinde olduğu gibi, bu metrenin Benzersiz bir kod var - MT8057.

Cihaz özellikleri:

Dedektör aşağıdaki kutuda paketlenmiştir:

Arka taraf karbondioksit ve iç mekan seviyeleri hakkında bilgi sağlar.

Cihazın üretildiği ülke Çin'dir. İleriye baktığımda, görünüm olarak incelenen cihazla neredeyse tamamen aynı olan iki cihazı Google'da arattığımı size bildireceğim:
-ZGm053U
- CO2mini RAD-0301

İlkinin maliyeti web sitesinde belirtilmemiştir ve ikinci cihazın maliyeti teslimat masrafları hariç 100 ABD dolarıdır. MasterKit'ten cihaza 3.400 ruble ödedim. teslimatla birlikte (Ocak 2015 sonu verileri). Bugün benzer bir cihazı daha düşük veya benzer fiyata bulmanın pek mümkün olmadığını düşünüyorum.

Kutuda ölçüm cihazının kendisi, bir USB kablosu ve Rusça talimatlar bulunmaktadır.

Sayacın çıkarılması:

Açık ön tarafölçüm cihazında CO 2 seviyesi ve sıcaklığının yanı sıra üç ekranı da gösteren bir ekran görüyoruz. LED göstergesi: Eşik göstergesi için yeşil, turuncu ve kırmızı. Bana göre bu çok iyi bir çözüm - CO2 konsantrasyonunun seviyesini hızlı bir şekilde değerlendirmek için basit bir bakış (özellikle akşamları veya geceleri) yeterlidir. Cihazı bir hafta kullandıktan sonra öncelikle cihaz ekranındaki rakamlara değil bu göstergelere dikkat ettiğimi kendime not ettim. Cihaz ayarlarında her LED için CO 2 seviyelerini ayarlayabilirsiniz.

Ayrıca bu iyi bir seçenek Kendin Yap cihazlarının yapımı için, örneğin besleme havalandırmasının, ev tipi vantilatörlerin ve diğer iklim kontrol ekipmanlarının kontrol edilmesi için. LED'leri lehimleyebilir veya fotorezistörleri (veya fotodiyotları) ölçüm cihazının LED'lerinin karşısına yerleştirerek kullanabilirsiniz. LED ışık seviyelerini ayarlayarak açabilir veya kapatabilirsiniz besleme havalandırması belirli bir eşiğe ulaşıldığında. Bu, ayrı bir CO 2 ölçüm modülünden önemli ölçüde daha ucuz olabilir.

Cihazın arkasında şu adı taşıyan bir çıkartma bulunur: kısa özellikler Ve seri numarası ve ayarlar için 2 düğme.

Sayacı sipariş ettiğimde dürüst olmak gerekirse bir cihaz bekliyordum daha büyük boyut. Ama p Cihazın oldukça kompakt olduğu ortaya çıktı.

Ağırlık 64 gramdı.

Boyutlar: 116*38*23,8 mm

Ekrandaki veriler oldukça net bir şekilde okunabiliyor. CO 2 ve sıcaklık okumaları:

Cihaza 5 Voltluk bir USB veri yolu ile güç sağlanır. Kablo - microUSB. USB konektörü için cihaz gövdesinde bir miktar girinti vardır, bu nedenle her mikro USB kablosu bağlanamaz. Her durumda, sahip olduğum 3 kablodan hiçbiri tamamen içeri girmedi. Bu nedenle orijinal kabloya dikkat etmeniz ve onu kaybetmemeniz gerekir, aksi takdirde onu normal bir normal kabloya nasıl bağlayacağınızı düşünmeniz gerekecektir.

Pillerle çalıştırılmıyor, bu da beni biraz üzdü. Çevrimdışı kullanım için kullanmanız gerekecek Taşınabilir şarj aleti USB çıkışı ile.

Arka kapağı sökerek cihazın iç kısımlarına erişim sağlıyoruz.

Üzerinde “ZGm053UK” etiketi bulunan uzun parça, cihazın kalbidir; bir NDIR karbondioksit konsantrasyon sensörüdür. Aşağıdaki videoda lambanın ölçümler için nasıl yanıp söndüğünü görebilirsiniz. Flaş hızı yaklaşık her 5 saniyede bir 1 flaştır.

Yukarıdaki osilogramdan görülebileceği gibi lambaya sağlanan voltaj 5 Volt'tur.

Görünüşe göre lambanın ömrünü uzatmak için lambanın darbe şekli artıyor. Darbe süresi yaklaşık 300 ms'dir.

Yapı ve lehimleme kalitesi oldukça iyidir.

Sensörün çalışma süresiyle ilgili doğal bir soru ortaya çıkabilir. Üretici ZyAura'nın cevabını bu sayfada bulabilirsiniz:

NDIR'ın ömrü ne kadardır?
PerkinElmer'in çift kanallı (ışın) NDIR (Dağıtıcı Olmayan Kızılötesi) termopilini kullanıyoruz.ölçümün uzun vadeli stabilitesini artırır; tek kanallı tasarıma göre daha uzun dayanıklılığa sahiptir, dolayısıyla cihazın 5~10 yıldan daha uzun bir ömrü vardır.

Onlar. Sensörün ömrü 5-10 yıldır. Sensörün yaklaşık her üç yılda bir kalibre edilmesi gerekir.

Sayaçların grafik görüntüleyebilmesi ve kalibrasyon yapabilmesi için özel bir yazılım bulunmaktadır. Yazılımı bu sayfadan indirebilirsiniz. İndirdikten sonra ZG.eye dosyasını ZG.exe olarak yeniden adlandırmayı unutmayın. Bunu neden yaptıkları belli değil, özellikle de her şeyin arşivde olduğu göz önüne alındığında.

Yukarıdaki grafikte sarı çizgi sıcaklıktır (sağdaki ölçek). Sonuç olarak - CO 2 seviyesi.
Oda yaklaşık 12 m2'dir. 1 kişi. Plastik pencereler. Saat 14.35 sıralarında pencere açıldı. Grafikten de görülebileceği gibi sıcaklık düşmeye başladı ve ardından CO2 seviyesi hemen kabul edilebilir bir değere düşmeye başladı, 10 dakika sonra ise tamamen güvenli hale geldi (grafikte). yeşil) alan. Saat 14-50 civarında pencere kapatıldı ve sıcaklık ve CO2 giderek artmaya başladı.

İçin işletim sistemleri Linux ayrıca GitHub'da OpenSource yazılımına da sahiptir. Ne yazık ki uygulamayı Debian işletim sistemi altında derleyemedim çünkü... Kurulu olmasına rağmen sürekli olarak paketin eksik olmasından şikayetçiydi. Ancak teorik olarak bu, ölçüm cihazını bir USB arayüzü aracılığıyla çeşitli Linux mikro bilgisayarlarına (Raspberry Pi, CubeBoard, BeagleBone) ve kontrol cihazlarına (GPIO aracılığıyla) bağlamayı veya verileri bazı sunuculara yüklemeyi, sistem için kullanmayı mümkün kılar " Akıllı ev", vb. Burada zaten birçok olasılık açılıyor.

CO 2 ölçüm cihazının gerekli olup olmadığına herkes kendisi karar verecek; kişisel olarak harcanan paradan pişman değilim ve hatta ikinci bir tane almayı düşünüyorum, biri evim için, biri ofisim için. Çalışıyorum.

MT8057 karbondioksit ölçüm cihazının artıları:

• Benzer cihazlarla karşılaştırıldığında düşük fiyat
• Bir “trafik ışığının” varlığı - üç çok renkli gösterge
• Kimyasal sensör yerine modern NDIR sensörünün kullanılması
• Kalibrasyon için uzun zaman aralığı
• Çizim için USB üzerinden bilgisayara bağlantı
• Kullanılabilirlik Linux sistemleri için Açık Kaynak yazılımı

MT8057'nin eksileri:

• Dahili güç kaynağının olmaması
• Mikro USB konnektörü kutusunda anormal girinti
• Düşük doğruluk 100 ppm, ancak oldukça yeterli Ev kullanımı
• Ayrıca nem sensörünün varlığını da isterim