ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีสูตรทางเคมีว่าอะไร ?
ในสหรัฐอเมริกา วิธีการทางอาหารปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีส่วนในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (climate change) ถึง 4 ชนิด คือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), มีเทน (CH4), ไนตรัสออกไซด์ (N2O) และ คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) การเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งอาหารในระยะไกลทั้งทางอากาศ ทางเรือ รถบรรทุก และรถไฟ ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซที่เป็นสาเหตุผลักของภาวะโลกร้อน ก๊าซมีเทนซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการปศุสัตว์และการเผาขยะ สามารถดักความร้อนได้มากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 23 เท่า ไนตรัสออกไซด์ที่มาจาการเพาะปลูกและการชลประทานที่มากเกินไป สามารถดักความร้อนได้มากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 200 เท่า คลอโรฟลูโอโรคาร์บอนถูกปล่อยจากการทำความเย็นและการแช่แข็ง ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการเก็บรักษาอาหารเพื่อขนส่งทางเรือ มีปัจจัยหลายประการที่อยู่ภายในเกษตรกรรมอุดหนุนการปล่อย CO2 จำนวนมาก ความหลากหลายของแหล่งผลิตตั้งแต่การผลิตเครื่องมือการเกษตรจนถึงการขนส่งของผลผลิตจากการเก็บเกี่ยว ประมาณ 8% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในธรรมชาติเป็นเพราะแหล่งการเกษตร ในจำนวนนั้น 75% เป็นการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาจากการผลิตสารเคมีที่ช่วยการเพาะปลูก โรงงานที่ผลิตยาฆ่าแมลง สารเคมีกำจัดวัชพืช สารฆ่าเชื้อรา และปุ๋ยเป็นสาเหตุที่สำคัญของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ความสามารถในการผลิตของฟาร์มเองและการใช้เครื่องจักรเป็นแหล่งที่มาอื่นของการปล่อยก๊าซคาร์บอน เกือบทั้งหมดเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่ใช้ในการทำการเกษตรสมัยใหม่ขับเคลื่อนโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล เครื่องมือเหล่านี้จะเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลจากจุดเริ่มต้นของกระบวนการจนกระทั่งเสร็จสิ้น รถแทรกเตอร์เป็นรากของแหล่งนี้ มันเผาน้ำมันเชื้อเพลิงและปล่อย CO2 เพียงเพื่อให้มันวิ่งได้ ปริมาณของการปล่อยของเครื่องจักรจะเพิ่มขึ้นเมื่อมันพ่วงอุปกรณ์อื่นเข้าไปด้วยและมันต้องการพลังงานมากขึ้น ระหว่างขั้นตอนการเตรียมดินรถและไถจะถูกใช้ในการทำลายดิน ในช่วงการเจริญเติบโต ปั๊มรดน้ำและหัวพ่นจะใช้ในการทำให้พืชชุ่มน้ำ และเมื่อพืชมีความพร้อมสำหรับเก็บเกี่ยว เครื่องเกี่ยวนวดจะถูกใช้ เครื่องจักรประเภทนี้ทั้งหมดต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากรถแทรกเตอร์ขั้นพื้นฐาน ตัวอุดหนุนสุดท้ายที่สำคัญที่จะปล่อย CO2 ในภาคเกษตรอยู่ในการขนส่งสุดท้ายของผลผลิต เกษตรกรรมในท้องถิ่นได้รับความเดือดร้อนจากการถดถอยในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากเงินอุดหนุนฟาร์มจำนวนมาก ส่วนใหญ่ของพืชมีการจัดส่งหลายร้อยไมล์ไปที่โรงงานแปรรูปต่างๆก่อนที่จะสิ้นสุดลงในร้านขายของชำ การจัดส่งเหล่านี้จะทำโดยใช้โหมดการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการขนส่ง หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่การขนส่งเหล่านี้จะเพิ่มการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในการเผาไหม้ของก๊าซมีเทน, ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO) และน้ำจะถูกผลิตขึ้น. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สร้างขึ้นจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อเพิ่มกระบวนการ Sabatier และน้ำจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในขั้นตอนอิเล็กโทรไลซิส. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้ก๊าซมีเทนจะหันกลับไปเป็นมีเทน, การผลิตจึงไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก. การผลิต, การจัดเก็บและการเผาไหม้ที่อยู่ติดกันของก๊าซมีเทนจะรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของปฏิกิริยา, เป็นการสร้างวัฏจักรคาร์บอนต่ำ. คาร์บอนไดออกไซด์ () หรือ CO เป็นก๊าซไม่มีสี ซึ่งหากหายใจเอาก๊าซนี้เข้าไปในปริมาณมาก ๆ จะรู้สึกเปรี้ยวที่ปาก เกิดการระคายเคืองที่จมูกและคอ เนื่องจากอาจเกิดการละลายของแก๊สนี้ในเมือกในอวัยวะ ก่อให้เกิดกรดคาร์บอนิกอย่างอ่อน
การแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนในน้ำจะช้ากว่าในอากาศที่ประมาณ 10,000 เท่า เมื่อดินมีน้ำท่วม พวกมันสูญเสียออกซิเจนได้อย่างรวดเร็ว กลายเป็น hypoxic (สภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของ O ต่ำกว่า 2 มิลลิกรัม/ลิตร) และในที่สุดก็จะกลายเป็น anoxic (สภาพแวดล้อมที่ขาด O) อย่างสิ้นเชิงในที่ซึ่งแบคทีเรียจะเจริญเติบโตได้ดีในหมู่ราก น้ำยังมีอิทธิพลต่อความรุนแรงและองค์ประกอบสเปกตรัมของแสงเมื่อมันสะท้อนกับพื้นผิวน้ำและอนุภาคที่จมอยู่ใต้น้ำ พืชน้ำแสดงความหลากหลายของการปรับตัวทางสัณฐานวิทยาและทางสรีรวิทยาที่ช่วยให้พวกมันอยู่รอดในการแข่งขันและแพร่กระจายไปในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นรากและลำต้นของพวกมันมีช่องว่างอากาศขนาดใหญ่ (aerenchyma) ที่ควบคุมการขนส่งก๊าซ (เช่น CO และ O) อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อนำไปใช้ในการหายใจและการสังเคราะห์แสง พืชน้ำเค็ม (halophytes) มีการปรับตัวพิเศษเพิ่มเติม เช่นการพัฒนาของอวัยวะพิเศษสำหรับการสกัดทิ้งเกลือและการควบคุมความเข้มข้นของเกลือภายใน (NaCl) ของพวกมันแบบ osmoregulating เพื่อที่จะอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำเค็มหรือน้ำกร่อยหรือในมหาสมุทร จุลินทรีย์ดินที่ไม่ใช้อากาศในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำจะใช้ไนเตรต ไอออนแมงกานีส ไอออนเฟอริก ซัลเฟต คาร์บอนไดออกไซด์และสารอินทรีย์บางอย่าง; จุลินทรีย์อื่น ๆ เป็นพวกที่เจริญเติบโตได้โดยไม่ใช้ออกซิเจน () และใช้ออกซิเจนในระหว่างการหายใจเมื่อดินแห้ง กิจกรรมของจุลินทรีย์ดินและคุณสมบัติทางเคมีของน้ำจะช่วยลดศักยภาพการเกิดออกซิเดชันของน้ำ เช่นคาร์บอนไดออกไซด์จะลดลงเป็นมีเทน (CH) โดยแบคทีเรียที่ผลิตก๊าซชีวภาพ สรีรวิทยาของปลายังถูกดัดแปลงมาเป็นพิเศษเช่นกันเพื่อชดเชยระดับเกลือสิ่งแวดล้อมผ่านการ osmoregulation เหงือกของพวกมันก่อรูปเป็นการไล่ระดับทางไฟฟ้าเคมีที่ไกล่เกลี่ยการขับถ่ายเกลือในน้ำทะเลและดูดซึมในน้ำจืด สารเคมีนี้ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1873 โดยเบนจามิน บราไดน์ โดยการส่งคาร์บอนมอนอกไซด์ ไปยังกระแสไฟฟ้า เขาอ้างว่าผลิตภัณฑ์ที่เป็นส่วนหนึ่งของชุดของออกไซด์คาร์บอน ด้วยสูตร CO กล่าวคือ C, CO, CO, CO, CO, ..., และมีการระบุสองครั้งสุดท้าย อย่างไรก็ตามมีเพียง CO เป็นที่รู้จักกัน ในปี 1891 Marcellin Berthelot ตั้งข้อสังเกตทำความร้อนคาร์บอนมอนอกไซด์บริสุทธิ์ที่ประมาณ 550 ° C สร้างจำนวนน้อยของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียงร่องรอยของคาร์บอนไม่มีสันนิษฐานว่าออกไซด์ที่อุดมด้วยคาร์บอนที่ถูกสร้างขึ้นแทน ซึ่งเขาเรียกว่า "ซับ-ออกไซด์" เขาสันนิษฐานว่ามันเป็นผลิตภัณฑ์เดียวกันที่ได้จากการจำหน่ายไฟฟ้าและเสนอสูตร CO. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีความเทียบเท่าก๊าซเรือนกระจก (GHG) ในบรรยากาศที่มีเกิน 400 ส่วนต่อล้านส่วน (NOAA) (กับก๊าซเรือนกระจก "ระยะยาว" ทั้งหมดที่มีเกิน 455 ส่วนในล้านส่วน) (จากรายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ) ที่ระดับนี้ถือเป็นจุดเปลี่ยน "การเปลี่ยนแปลงของปริมาณของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศที่มีอยู่สูงเกินกว่าเกณฑ์ อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เป็นอันตราย โดยเราได้ตกอยู่ในความเสี่ยงของพื้นที่มลพิษในหลายแห่ง ...ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในปีถัดไปหรือทศวรรษหน้า หากแต่เกิดขึ้นแล้วในตอนนี้" รายงานจากสำนักงานเพื่อการประสานงานด้านมนุษยธรรมแห่งสหประชาชาติ (OCHA): คาร์บอนมอนอกไซด์ มีสูตรทางเคมี "CO" เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส แต่มีความเป็นอันตรายอย่างร้ายแรงต่อระบบลำเลียงเลือด โมเลกุลประกอบไปด้วยคาร์บอนหนึ่งอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมเชื่อมกันด้วยพันธะโควาเลนต์ อาจจัดได้ว่าเป็นสารประกอบแอนไฮไดรด์อย่างหนึ่งของกรดฟอร์มิก คาร์บอนเป็นพื้นฐานในการดำรงชีวิตบนพื้นดินที่มีความยืดหยุ่นอยู่มากในการสร้างเคมีพันธะโคเวเลนต์ (covalent chemical bonds) ที่มีความหลากหลายของธาตุที่ไม่ใช่โลหะ, อันได้แก่ ไนโตรเจน, ออกซิเจน และ ไฮโดรเจน เป็นหลัก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นตัวช่วยร่วมกันในการทำให้การจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ให้อยู่ในรูปของน้ำตาลและแป้ง เช่น กลูโคส เบส (เคมี) ที่แข็งแกร่งอื่น ๆ เช่น soda lime, โซเดียมไฮ​​ดรอกไซด์, โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์, และลิเทียมไฮ​​ดรอกไซด์ มีความสามารถที่จะกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกโดยการทำปฏิกิริยาเคมีกับมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลิเทียมไฮดรอกไซด์ถูกนำมาใช้บนยานอวกาศ เช่นในโครงการอะพอลโล เพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศ มันทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อทำให้เป็นลิเทียมคาร์บอเนต: