Stručná charakteristika
Oxid uhličitý (CO2) je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je běžnou součástí zemské atmosféry (0,04%). Mezi nejvýznamnější antropogenní zdroje uhlíku patří jakékoliv spalování uhlíkatých látek (od dopravy, průmysl, k domácím topeništím) a jeho úniky z výrobků, ve kterých je obsažen. V atmosféře oxid uhličitý pohlcuje infračervené záření a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu. Běžné koncentrace oxidu uhličitého jsou neškodné, krátkodobá expozice větším dávkám může způsobit bolest hlavy, závratě, dýchací potíže, třes, zmatenost a zvonění v uších. Vyšší expozice pak může způsobit křeče, kóma a smrt.
Oxid uhličitý je v podstatě jediným přirozeným zdrojem uhlíku pro veškerý život; v před-průmyslových dobách byl obsah tohoto plynu regulován především fotosyntetizujícími organizmy (bakterie, rostliny). Tito tzv. producenti jsou schopni utvářet složité uhlovodíky z oxidu uhličitého a vody. Oxid uhličitý se hodí k nejrůznějším průmyslovým účelům jak v plynném i pevném (v menší míře kapalném) skupenství. Používá se při sycení nápojů, jako chladící médium, v chemickém průmyslu slouží jako základní surovina řady organických látek, uplatňuje se jako ochranný plyn při svařování, v hasicích přístrojích i v zemědělství jako podpora růstu rostlin.
Podrobná charakteristika
Oxid uhličitý je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je tvořen jedním atomem uhlíku a dvěmi atomy kyslíku. Při ochlazení pod – 80 °C plynný CO2 mění své skupenství za vzniku tuhé látky (desublimuje), která se nazývá suchý led. Oxid uhličitý má asi 1,5 x vyšší hustotu než vzduch, proto má ve vyšších koncentracích (např. přirozené vývěry ze země) tendenci hromadit se při zemi. Je dobře rozpustný ve vodě, přičemž se zčásti (asi z 0,003 %) slučuje s vodou na kyselinu uhličitou. Je nehořlavý a z chemického hlediska se jedná o velmi stabilní látku, která se znatelně nerozkládá ani při teplotách přesahujících 2000°C. Relativní obsah oxidu uhličitého v atmosféře se pohybuje okolo 0,04 %.
Oxid uhličitý je přirozeně se vyskytující plyn, jako součást koloběhu uhlíku je v podstatě jedinou základní surovinou všech organických sloučenin. Fotosyntetizující organizmy (bakterie, řasy, rostliny), tzv. producenti, jsou schopny fixace anorganického CO2 a jeho následné uplatnění v tvorbě organické hmoty.
Oxid uhličitý se hodí k nejrůznějším průmyslovým účelům jak v plynném i pevném (v menší míře kapalném) skupenství. Používá se při sycení nápojů, jako chladící médium, v chemickém průmyslu slouží jako základní surovina řady organických látek, uplatňuje se jako ochranný plyn při svařování, představuje náplň hasicích přístrojů, zejména používaných pro hašení elektrických zařízení. V zemědělství bývá používán ve sklenících pro podporu růstu pěstovaných rostlin, případně může být použit pro sycení vody v rybnících za účelem vyšší produkce vodních řas, které mohou být následně použity pro výrobu biopaliva.
Oxid uhličitý, společně s dalšími látkami jako jsou metan, oxid dusný, freony a ozon, patří mezi takzvané skleníkové plyny, které mají schopnost absorbovat tepelné (IR) záření Země, díky čemuž je ohřívána spodní vrstva atmosféry a zemský povrch. Pro zmíněný proces se používá termín skleníkový efekt. Vedle skleníkových plynů v něm hraje zásadní roli vodní pára, která se podle propočtů účastní na skleníkovém efektu ze 60%, na oxid uhličitý pak připadá 24% podíl. Přirozený skleníkový efekt je velmi důležitý pro uchovávání stabilních teplotních podmínek na Zemi, nicméně v souvislosti s rozvojem lidských aktivit, zejména spalováním fosilních paliv, dochází k jeho dalšímu prohlubování. Zvýšení emisí skleníkových plynů, plynoucích z lidských činností, tak může vést k ovlivnění teplotní bilance Země, ve směru nárůstu průměrné teploty. Fenomén, kdy dochází k nepřirozenému ohřívání planety, se nazývá globální oteplování.
Vyhodnocení emisí skleníkových plynů v ČR můžete vidět, zde.
Celkové úniky CO2 do prostředí v ČR v roce 2013 můžete vidět zde.
Účinky na zdraví lidí a zvířat
Oxid uhličitý je nedýchatelný a ve vyšších koncentracích může způsobit ztrátu vědomí a smrt. V krvi se totiž váže na hemoglobin a vytěsňuje tak kyslík, který se pak z plic obtížněji dostává do mozku a tkání těla.
Americká vládní agentura pro bezpečnost práce (OSHA) uvádí, že koncentrace CO2 v rozmezí od 7 do 10% ve vzduchu, způsobuje ztrátu vědomí během několika minut.
Výskyt v životním prostředí
Jak již bylo uvedeno, oxid uhličitý je přirozenou složkou zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na výšce nad povrchem a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší. Na roční kolísání koncentrace CO2 má také výrazný vliv vegetační sezóna, kdy jsou roční maxima dosahována přibližně v květnu a minima naopak v říjnu. Tento jev souvisí s vrcholem, respektive útlumem produkce rostlinné biomasy na severní polokouli, která hraje v tomto ohledu kvůli většímu podílu pevnin a tedy i větší rostlinné produkci, významnější roli než polokoule jižní.
Oxid uhličitý se uvolňuje do ovzduší při každém spalování. Právě spalovaní fosilních paliv jako je uhlí a ropa, vede k jeho značnému nárůstu v atmosféře. Od počátku průmyslové revoluce vzrostla koncentrace CO2 přibližně o 30%.
Zdrojem oxidu uhličitého je také dýchání většiny živých organismů.
V dobách utváření zemské atmosféry se dostával oxid do ovzduší především díky výrazné vulkanické aktivitě, v dnešní době však tento zdroj představuje pouze jedno až dvě procenta ve srovnání s emisemi CO2 plynoucích z lidských aktivit.
O odstraňování oxidu uhličitého z atmosféry se starají zejména rostliny a další autotrofní organismy, která ho využívá při fotosyntéze. Z tohoto hlediska je pro zachycování oxidu uhličitého nejvýznamnější mořský fytoplankton a také velké lesní ekosystémy. Masivní odlesňování je tak jedním z faktorů, který vede ke zvyšování celkového podílu CO2 ve vzduchu.
Velké množství oxidu uhličitého je také rozpuštěno ve světových mořích a oceánech, které tak regulují jeho množství v atmosféře. Jeho pozvolný globální nárůst však negativně ovlivňuje rozpustnost CO2 v mořské vodě a pozitivní zpětnou vazbou se tak dostává zpět do vzduchu další dodatečné množství tohoto skleníkového plynu.
Synonyma
Suchý led.Limity pro ovzduší
Dle nařízení vlády o integrovaném registru znečišťování č. 368/2003 Sb. je ohlašovací práh pro zařazení provozu do IRZ pro emise a přenosy emise CO2 do ovzduší 100000000 (kg/rok).
Přípustný expoziční limit (PEL) a nejvyšší přípustná koncentrace (NPK-P) pro oxid uhličitý v ovzduší pracovišť činí dle nařízení vlády č. 178/2001 Sb. 9 000, respektive 45 000 mg/m3.
Mezinárodní úmluvy a legislativa
Rámcová úmluva OSN o změně klimatu – Mezinárodní smlouva uzavřená na konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji, která se uskutečnila v roce 1992 v Riu de Janeiru. Smlouva se týká snižování emisí skleníkových plynů , tedy i oxidu uhličitého.
Smlouva nenařizuje žádné zákonné limity, proto byla doplněna o Kjótský protokol , který stanoví závazek průmyslových zemí, které jsou definovány v dodatku I protokolu, snížit emise skleníkových plynů (definováno celkem 6 různých skleníkových plynů) o 5,2% v období 2008 - 2012 v porovnání s rokem 1990.
Tabulka
Tabulka: Zařazení látky v seznamu látek pro integrovaný registr znečišťování dle Nařízení Evropského parlamenu a Rady (ES) č. 166/2006, dle Nařízení vlády č. 145/2008 Sb. a dle Nařízení vlády č. 450/2011 Sb.
| č. | číslo CAS | ohlašovaná látka | ohlašovací prahy v kg/rok | více informací | |||
|
A (ovzduší) |
B (voda) |
C (půda) |
D (odpady) |
o seznamu najdete | |||
| 3 | 124-38 -9 | oxid uhličitý (CO2) | 100000000 | zde | |||
Vysvětlivky:
A = ohlašovací práh pro emise do ovzduší
B = ohlašovací práh pro emise do vody a pro přenosy do vody
C = ohlašovací práh pro emise do půdy
D = ohlašovací práh pro přenosy v odpadech
Literatura
1) https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide - Profil pro oxid uhličitý na webu Wikipedie.
2) http://cs.wikipedia.org/wiki/Oxid_uhli%C4%8Dit%C3%BD - Profil pro oxid uhličitý na webu české verze Wikipedie.
3) https://www.irz.cz/latky-v-irz/oxid-uhlicity-co2
