Pericolele dioxidului de carbon, cunoscut mai ales sub denumirea de CO2, nu sunt pe deplin înțelese. Mulți oameni încă îl confundă cu monoxidul de carbon, în timp ce se vorbește tot mai des despre faptul că acest gaz este responsabil pentru schimbările climatice și poate fi chiar periculos. „Iată tot trebuie să știi despre pericolele CO2-ului.
Ce este CO2?
CO₂ este simbolul chimic pentru dioxidul de carbon. Este compus dintr-un atom de carbon legat covalent de doi atomi de oxigen. Este un gaz care se găsește în mod natural în atmosfera Pământului. Este incolor, inodor și insipid.
În aerul uscat, compoziția volumetrică este de aproximativ 78% azot, 21% oxigen, 1% argon și doar 0,04% dioxid de carbon. Asta înseamnă mai puțin de jumătate de procent.
CO₂ face parte din circuitul carbonului și este esențial pentru viața pe Pământ.
Deoarece concentrația de CO₂ în aerul curat este atât de mică, nu trebuie să-ți faci griji că vei inhala prea mult atunci când te afli afară.
Care sunt pericolele dioxidului de carbon (CO₂)?
Din punct de vedere al sănătății, în condiții normale, în aerul de afară, dioxidul de carbon nu este considerat un gaz periculos. Dacă nu locuiești sub pământ sau într-un submarin, nu ai motive să te îngrijorezi.
Totuși, pentru cei care lucrează sau trăiesc în spații închise, sau care manipulează butelii ori rezervoare de CO₂ comprimat sau gheață carbonică, acest gaz poate deveni periculos. Expunerea la CO₂ poate duce la o serie de efecte negative asupra sănătății, cum ar fi oboseală, dificultăți de respirație, greață, asfixiere și, în unele cazuri, chiar deces.
Cât CO₂ este considerat periculos?
Există un consens privind următoarele praguri privind limitele sigure:
- 5.000 ppm – medie ponderată în timp pentru 8 ore (TWA – Time-Weighted Average exposure limit)
- 30.000 ppm – limită de expunere pe termen scurt (STEL – Short term exposure limit)
- 40.000 ppm – nivel imediat periculos pentru viață și sănătate (IDLH – Immediately Dangerous to Life or Health level)
În mod natural, CO₂ reprezintă doar aproximativ 0,04% din aerul curat. Însă, când trece din stare lichidă sau solidă în stare gazoasă, se extinde de 535 de ori. Asta înseamnă că într-un spațiu închis, chiar și o mică scurgere de CO₂ dintr-o butelie poate ridica rapid concentrația la 5% sau mai mult, ceea ce poate provoca dificultăți de respirație sau sufocare.
Chiar dacă nu este periculos în mod direct, concentrațiile crescute de CO₂ în interior, cauzate de respirația umană normală, pot afecta oamenii. Fiecare expirație conține aproximativ 3% CO₂. Într-o încăpere închisă, studiile au arătat că la concentrații peste 950 ppm, pot apărea dureri de cap, scăderea capacității de concentrare și rezultate mai slabe la teste în rândul elevilor.
Intervalul optim de oxigen în aerul respirabil este între 19,5% și 23,5%. La niveluri sub 17%, pot apărea probleme grave, inclusiv afectarea capacității mentale.
Expunerea la niveluri mai mari de 5.000 ppm de CO₂, timp de mai multe ore, poate cauza probleme de sănătate notabile.
Surse comune de expunere la dioxid de carbon
Dioxidul de carbon este un gaz natural, dar în medii industriale și comerciale, poate deveni un pericol tăcut atunci când se acumulează.
Spațiile de lucru care produc, depozitează sau folosesc CO₂ în cantități mari – cum ar fi berăriile, restaurantele, serele, laboratoarele sau depozitele frigorifice – sunt expuse riscului.
În aceste medii, CO₂ este adesea stocat în butelii sau rezervoare sub presiune și este folosit pentru diverse scopuri, cum ar fi carbonatarea băuturilor, stimularea creșterii plantelor sau pentru experimente științifice. Dacă apare o scurgere sau ventilația este inadecvată, CO₂ poate înlocui oxigenul din aer și crea un mediu periculos, chiar letal.
Iată cele mai frecvente surse de expunere la CO₂ și la ce trebuie să fii atent:
- Berării și distilerii – CO₂ este produs natural în timpul fermentației și este folosit pentru carbonatare
- Restaurante și zone de distribuire a băuturilor – rezervoare de CO₂ alimentează dozatoarele de sucuri și robinetele de bere
- Crame – CO₂ este generat în fermentația strugurilor și se poate acumula în beciuri sau cuve
- Sere – CO₂ este folosit pentru a stimula creșterea plantelor, dar poate atinge concentrații periculoase fără ventilație corespunzătoare
- Depozite frigorifice și camere frigorifice – CO₂ poate proveni din sistemele de răcire sau din gheața carbonică
- Laboratoare și centre de cercetare – CO₂ este utilizat în experimente științifice, incubatoare și procese biologice
- Fabrici alimentare și de băuturi – CO₂ este utilizat la ambalare, răcire și conservare
- Unități medicale – CO₂ este folosit în intervenții chirurgicale (insuflație) și terapii respiratorii
- Producția și transportul gheții carbonice – sublimarea gheții uscate eliberează CO₂ în mediu
- Sisteme de sudură și stingere a incendiilor – CO₂ este folosit ca gaz protector pentru sudură și ca agent de stingere
Este esențial ca aceste medii să fie echipate cu sisteme de ventilație eficiente și cu senzori de monitorizare a concentrației de CO₂ pentru a preveni accidentele.
CO2 și încălzirea globală
Probabil ai citit deja că dioxidul de carbon și alte gaze cu efect de seră acționează ca o pătură sau un capac, reținând o parte din căldura pe care Pământul ar fi radiat-o altfel în spațiu. Aceasta este explicația simplă.
Pământul transformă lumina solară în energie infraroșie. Gazele cu efect de seră, precum dioxidul de carbon și metanul, absorb energia infraroșie și o reemit parțial înapoi spre Pământ și parțial în spațiu.
Când lumina soarelui ajunge pe Pământ, suprafața absoarbe o parte din energia luminii și o reradiază sub formă de unde infraroșii, pe care noi le percepem ca fiind căldură. (Dacă îți ții mâna deasupra unei pietre închise la culoare într-o zi însorită, poți simți acest fenomen.) Aceste unde infraroșii urcă în atmosferă și, dacă nimic nu le stă în cale, se întorc în spațiu.
Oxigenul și azotul nu interferează cu undele infraroșii din atmosferă. Asta pentru că moleculele sunt „pretențioase” cu privire la gama de lungimi de undă cu care interacționează.
De exemplu, oxigenul și azotul absorb energie doar în lungimi de undă foarte scurte, de aproximativ 200 nanometri sau mai puțin, în timp ce energia infraroșie se propagă în lungimi de undă mai mari și mai lente, între 700 și 1.000.000 de nanometri. Aceste intervale nu se suprapun, așa că, pentru oxigen și azot, undele infraroșii „nu există”; ele permit trecerea liberă a undelor (și a căldurii) prin atmosferă.
Energia de la Soare ajunge pe Pământ mai ales sub formă de lumină vizibilă. Pământul reradiază această energie sub formă de energie infraroșie, cu lungime de undă mai mare și mai lentă. În timp ce oxigenul și azotul nu răspund la undele infraroșii, gazele cu efect de seră o fac.
În cazul CO2 și al altor gaze cu efect de seră, situația e diferită. De exemplu, dioxidul de carbon absoarbe energie în diverse lungimi de undă între 2.000 și 15.000 de nanometri — un interval care se suprapune cu cel al energiei infraroșii.
Pe măsură ce CO2 absoarbe această energie infraroșie, moleculele încep să vibreze și reemit energia în toate direcțiile. Aproximativ jumătate din această energie se întoarce în spațiu, iar cealaltă jumătate se întoarce spre Pământ sub formă de căldură, contribuind la „efectul de seră”.
Prin măsurarea lungimilor de undă ale radiației infraroșii care ajung la suprafață, oamenii de știință știu că dioxidul de carbon, ozonul și metanul contribuie semnificativ la creșterea temperaturilor globale.
Schimbări climatice: dioxidul de carbon din atmosferă
Fiecare an aduce cu sine emisii de dioxid de carbon rezultate din activitățile umane care depășesc capacitatea proceselor naturale de a-l elimina din atmosferă. Astfel, cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă continuă să crească.
În 2024, media globală a concentrației de dioxid de carbon a atins un nou record: 422,7 părți per milion (prescurtat „ppm”). Creșterea față de nivelul din 2023 a fost de 3,75 ppm — cea mai mare creștere anuală înregistrată vreodată.
Concentrația actuală de dioxid de carbon din atmosferă este cu 50% mai mare decât era înainte de Revoluția Industrială. Rata anuală de creștere a dioxidului de carbon din atmosferă în ultimii 60 de ani este de aproximativ 100 de ori mai rapidă decât în perioadele naturale de creștere, cum ar fi cea de la sfârșitul ultimei ere glaciare, acum 11.000 – 17.000 de ani.
Oceanele au absorbit suficient dioxid de carbon încât pH-ul lor a scăzut cu 0,1 unități, ceea ce echivalează cu o creștere de 30% a acidității.
La Mauna Loa, cel mai mare nivel lunar se înregistrează, în mod obișnuit, în luna mai. În mai 2024, concentrația de CO₂ a atins aproape 427 ppm — un nou record.
Nivelurile de dioxid de carbon în 2024
Conform analizei anuale realizate de Laboratorul Global de Monitorizare al NOAA, media globală a concentrației de dioxid de carbon în atmosferă în 2024 a fost de 422,8 ppm, un nou record absolut. Creșterea din 2024 — 3,75 ppm — este cea mai mare creștere anuală înregistrată până acum. La Observatorul Mauna Loa din Hawaii, unde au început măsurătorile moderne în 1958, media anuală pentru 2024 a fost de 424,61 ppm — de asemenea, un nou record.
Anii cu cele mai mari creșteri anuale ale nivelului de CO₂ sunt adesea asociați cu cele mai intense episoade de El Niño — faza caldă a unui fenomen natural din Pacificul tropical — care duc la temperaturi ridicate pe uscat și în oceane și la extinderea suprafețelor afectate de secetă la nivel global. Aceste condiții meteo duc la o reducere a creșterii vegetației (care absoarbe dioxid de carbon), o descompunere accelerată a carbonului din sol și emisii mai mari de dioxid de carbon din incendiile de vegetație. Toate aceste efecte contribuie la creșteri mai rapide decât media ale concentrației de CO₂ în atmosferă.
Chiar dacă episodul El Niño din 2023–2024 s-a diminuat până în aprilie, temperaturile record și seceta generalizată pe tot parcursul anului 2024 — similare cu cele din timpul unui El Niño — sunt probabil factori importanți care au contribuit la creșterea puternică a CO₂ în atmosferă în acest an. Pe lângă alți factori, marile incendii de pădure din Amazon și Canada au contribuit și ele la creșterea globală din 2024.
