От чего образуется: Из-за чего возникает сахарный диабет: симптомы, типы, диагностика, лечение

Содержание

Гранулема зуба: симптомы, методы лечения

Если вы думаете, что стоматологи не устают повторять о важности профилактических осмотров и своевременном лечении кариеса и воспалений десен только ради рекламы своей профессии — вы ошибаетесь. Невнимательность к здоровью собственных зубов, напрасные страхи перед стоматологическим лечением могут привести в итоге к возникновению осложнений, лечение которых будет и сложным, и дорогим. Ярким примером такого осложнения является гранулема зуба — патологическое образование, возникающее в корневой части зуба.

На ранних стадиях своего развития гранулема не выдает себя никакими заметными симптомами, но при росте и воспаления новообразования может появиться сильная боль в зубе, снять которую невозможно таблетками из аптеки. Удалить гранулему и спасти больной зуб можно только в стоматологии и тянуть с обращением к врачу не нужно, потому что невылеченная гранулема может привести к развитию тяжелых осложнений, в числе которых – остеомиелит, общие инфекции организма и даже онкологические заболевания.

В этой статье мы вам расскажем:
  • От чего образуется гранулема зуба;
  • Симптомы гранулемы зуба;
  • Как лечат гранулему зуба.

Также в статье вы найдете информацию по профилактике гранулемы зуба и по ценам на лечение/удаление гранулемы зуба в Москве.

Что такое гранулема зуба, причины появления образования

Гранулема зуба — это патологическое новообразование из пораженных воспалением тканей периодонта, появляющееся в верхней части зубного корня. Внешне гранулема похожа на плотный узелок небольшого размера (до 0,5 см в диаметре). Если не провести срочное лечение гранулемы зуба, то она продолжит развиваться и деформируется в радикулярную кисту — капсулу, которая заполнена не только клетками мертвой ткани, но также гноем и бактериями.

Некоторые люди считают, что киста и гранулема зуба – это одно и тоже. Но это разные заболевания. Киста зуба больше по размеру и дольше не проявляет себя никакими симптомами.

При развитии гранулемы зуб будет сильно болеть.

От чего образуется гранулема зуба? Есть ряд причин, способствующих возникновению патологического образования на верхушке зубного корня:

1. Гранулема под зубом может возникать как осложнение кариеса, пульпита, периодонтита, лечение которых не было проведено вовремя. Важно понимать, что само по себе не проходит ни одно стоматологическое заболевание! Если вы не лечите зубы — они будут продолжать разрушаться, а воспалительный процесс — переходить во внутренние ткани зуба и к его корню!


2. К появлению гранулемы на корне зуба может привести низкое качество лечения зубов. Если при лечении кариеса или другого стоматологического заболевания были допущены ошибки, например — некачественно очищены и обработаны каналы зуба, то в будущем высоки риски возникновения разных осложнений и в том числе — образование на корне зуба гранулемы.


3. Сильные травмы зуба, приводящие к проникновению инфекции к корню.

Это основные причины, которые способны спровоцировать рост и развитие на корнях зуба гранулем. Если вы не хотите столкнуться с таким неприятным заболеванием — никогда не тяните с лечением зубов, пройти которое без боли и стресса можно в нашей стоматологической клинике в Москве — «Firadent».


Стоит узнать и запомнить, что гранулема может появиться и после удаления зуба. Чаще всего это происходит тогда, когда зуб удален неправильно или же после операции пациентом не соблюдались рекомендации врача по гигиене. В открытую лунку, которая остается после извлечения зуба из десны легко попадают бактерии и в результате их активного размножения начинается воспалительный процесс и формируется гранулема.

Какие симптомы указывают на появление гранулемы на корне зуба?

В течение долгого времени гранулема на корне зуба способна развиваться бессимптомно и это крайне затрудняет диагностику заболевания на ранних стадиях развития. Впрочем, некоторые признаки могут присутствовать и при начальных фазах гранулематоза.

В их числе:
  • Появление гиперчувствительности зубов к внешним раздражителям: горячей/холодной, сладкой/кислой пище;
  • Распирающие ощущения в десне рядом с зубом, на корне которого образовалась гранулема;
  • Незначительная ноющая боль, чаще всего возникающая при надкусывании;
  • Изменение цвета эмали больного зуба.

Если вы наблюдаете у себя подобные признаки — самое время обратиться к стоматологу, для диагностики и начала лечения гранулемы! В нашей клинике передовой стоматологии в Москве — «Firadent» применяются современные диагностические методики и инновационное оборудование, помогающие выявлять сложные заболевания зубов на ранних стадиях и проводить эффективное лечение!

Хроническая апикальная гранулема зуба рано или поздно перейдет в острую фазу развития, на которой заболевание приобретает яркие признаки:
  • Острая боль, усиливающаяся во время надкусывания и пережевывания пищи;
  • Ощущения как будто зуб стал больше или растет;
  • Отек десны и щеки.

Если проигнорировать и эти симптомы и не обратиться к врачу для удаления гранулемы зуба — интенсивность болевых ощущений возрастет, увеличатся отек десны и припухлость лица, из десны могут начаться гнойные выделения, может проявиться сильная мигрень, общая слабость, высокая температура. Пытаться перетерпеть подобную симптоматику не нужно – срочно обращайтесь за профессиональной стоматологической помощью!

Как лечат гранулему корня зуба в стоматологии: все современные методы лечения/удаления гранулем

Что делать, если вы отметили у себя симптомы гранулемы? Конечно, обращаться за помощью к стоматологу, потому что в домашних условиях гранулематоз не лечится: не помогут ни антибиотики, ни народные средства. Лечение начнется с диагностики в ходе которой делается рентгенография или радиовизиография. Если у вас гранулема — на снимке, на корне больного зуба будет видно затемнение. Диагностика позволит установить форму гранулемы (апикальную или периапикальную), оценить стадию развития новообразования и выбрать наиболее эффективную методику лечения гранулематоза.

Лечение гранулемы может быть:
  • 1. Консервативным (медикаментозным).
  • 2. Хирургическим, предполагающим удаление гранулемы корня зуба.

Все эти методики, их особенности, мы будем подробно рассматривать ниже.

Консервативное (медикаментозное) лечение гранулемы зуба

Эта методика применяется только для тех случаев, в которых развитие гранулемы не успело зайти далеко. Суть консервативной терапии гранулемы корня зуба будет заключаться в приеме и использовании различных препаратов — антибиотиков, антисептиков, лекарств, обладающих противовоспалительным действием. Все препараты назначаются терапевтом-стоматологом и лечебный процесс проходит под строгим контролем специалиста. Этот вариант лечения гранулемы эффективен при ранней диагностике заболевания и, если вы будете четко следовать указаниям врача — уже через 1-2 недели произойдет рассасывание гранулемы.

В некоторых случаях консервативное лечение гранулемы дополняется терапией каналов зуба.
Работа с каналами зуба при гранулеме корня показана:
  • При постоянных зубных болях, интенсивность которых не спадает от приема обезболивающих препаратов;
  • Отечности десны, распространившаяся на щеку и челюсть;
  • Обработка каналов зуба однозначно показана при выявлении гранулем большого размера — от пяти миллиметров.
Схема лечения гранулемы при необходимости обработки зубных каналов будет выглядеть следующим образом:

1. Область лечения обязательно обезболивается местным анестетиком. Процедура обработки каналов достаточно неприятная и болезненная и анестезия делается как раз для того, чтобы избавить пациента от неприятных ощущений.

2. После того, как анестетик подействует — врач изолирует область лечения коффердамом и вскроет бормашиной зуб, чтобы получить доступ к зубным каналам.

3. Специальным инструментом стоматолог расширит и прочистит внутреннее пространство зубных каналов и затем промоет его антисептическим раствором.

4. После очистки каналов в гранулему, расположенную на корне зуба врач введет лекарство, которое будет способствовать рассасыванию патологического образования.

5. Полости каналов зуба заполняются временным пломбировочным материалом.

На этом первый этап лечения гранулемы заканчивается, стоматолог отпускает пациента домой, назначив ему к приему лекарства, а также время следующего визита в клинику. При повторном визите в кабинет стоматолога – каналы зуба вскрываются, очищаются и в корневую часть зуба вводится лекарство на базе кальция, способствующему ускоренной регенерации твердых тканей зуба. Каналы зуба пломбируются на постоянной основе, коронка зуба реставрируется фотополимерным композитом.

Практика показывает, что лечение гранулемы корня зуба с обработкой каналов дает быстрый положительный эффект, однако нужно знать, что данная методика позволит избавиться навсегда от образования только в том случае, если весь процесс лечения будет проведен точно, без ошибок. В нашей клинике «Firadent» лечение зубов проводится под увеличением области лечения дентальным микроскопом, врач будет видеть мельчайшие особенности анатомии каналов и сумеет провести их обработку с безупречным качеством!


причины и методы борьбы — BWT

Каждый сталкивался с проблемой образования накипи на бытовой технике. Примером могут служить известняковые наросты в электрочайниках, стиральных машинах, водонагревательных приборах, хромированных смесителях, разводы на посуде. Почему образуется накипь, какие существуют методы борьбы с ней?

Накипь – отложения химических элементов в теплообменных аппаратах, в которых происходит нагревание или испарение воды. Накипь формируется из солей жесткости, в большей части кристаллов карбоната кальция, магния, бикарбоната. Образуется накипь в процессе химической реакции по следующей схеме:

  • разлагается бикарбонат магния и кальция;
  • бикарбонаты образуют карбонаты с меньшей степенью растворимости;
  • образовывается осадок;
  • бикарбонаты (осадок) концентрируются на внутренних поверхностях теплообменных аппаратов.

Образование накипи обусловлено степенью жесткости воды, которая формируется в грунтовых водах, известняковых артезианских скважин. Бытуют различные мнения о вредности жесткой воды для здоровья человека, но научно доказано, что она негативно влияет на бытовую технику, вкусовые качества воды, помимо того она увеличивает траты на моющие средства, ухудшает состояние кожи. Раз мы разобрались в вопросе, почему образуется накипь, следует понять степень ее вредности и рассмотреть методы борьбы.

Решения BWT для очистки теплообменников:


Вредна ли накипь?

Жесткая вода является причиной образования накипи, которая формируется в процессе испарения или нагрева воды. Накипь приводит к ряду негативных последствий:

  • Образуется осадок, известняковый нарост сужает проход в трубах, особенно это заметно в местах изгибов, образует засоры, влияет на давление воды в трубопроводах.
  • Образовавшаяся шуба накипи влияет на теплоотдачу нагревательных элементов, тем самым увеличивается потребление электроэнергии. Нарост размером 1 мм приводит к увеличению затрат тепловой энергии на 10%, тогда как осадок в 13 мм способствует 70% потери тепла. Данное обстоятельство влияет на повышенный износ техники, сокращает срок ее службы, преждевременно выводит из строя.
  • Накипь негативно влияет на подвижные элементы вентилей и кранов.
  • Известняковый нарост может стать причиной образования коррозийных процессов, ведущие к поломке оборудования.
  • Частые образования осадков обнаруживаются на душевом шланге, бортиках и внутри ванны, на ободке и горловине унитаза.
  • Негативное воздействие накипи также отражается на уплотнителях и прокладках, снижает их эластичность, способствует разрыву.

Защита от накипи

Если вопросы, почему образуется накипь и как с ней бороться, еще актуальны, то предлагаем вам ознакомиться с методами защиты от известкового нароста. Сегодня применяют две технологии предупреждения образования накипи: химическая и безреагентная обработка.

Химическая обработка подразумевает использование реагентов для умягчения воды, подбор водно-химического режима, постоянный контроль над составом исходной воды. Технология химической обработки требует постоянного вмешательства и контроля, что отражается на стоимости конечного продукта, в данном контексте говориться о питьевой воде.

Безреагентное умягчение воды основано на технологии Hydropath. Принцип ее работы заключается в отталкивании растворенных в воде ионов солей жесткости от внутренних стенок труб оборудования. Технология Hydropath не позволяет избавиться от жесткости воды, она превращает бикарбонаты в микрокристаллы, они выводятся водой из системы. Химический состав воды не подергается изменению, не наносится вред окружающей среде, нет необходимости в постоянном контроле над исходным составом воды и работой системы.

При образовании накипи удалить ее можно двумя способами: механическим и химическим. При механическом удалении накипи существует риск повреждения слоя металла, что может вызвать поломку всего оборудования. При химической очистке применяют кислоты, частицы которой свободно растворяются в воде, удаляют известняковые наросты.

Все выше сказанное отвечает на вопросы, почему образуется накипь и как с ней бороться. Надеемся, что наши советы помогут вам осуществить качественную водоподготовку и сохранить здоровье и бытовую технику от воздействия жесткой воды, которая приводит к образованию накипи.


Как и почему образуются пробки на дорогах – Наука – Коммерсантъ

Моделирование транспортных потоков — хороший пример междисциплинарного исследования. Основные вопросы для исследования звучат довольно просто. Как и почему образуются пробки (заторы)? Как формируется картина загрузки улиц, которую мы видим в «Яндекс. Пробки»? Что такое равновесное распределение водителей по маршрутам (путям)? Как определить, сколько водителей хотят проехать из одного района в другой, то есть как формируются корреспонденции? Как корреспонденции влияют на равновесие?

Для математического ответа на эти и многие другие вопросы привлекаются различные разделы современной теории игр — в частности, популяционные игры загрузки и теории макросистем, рассматривающие эргодические марковские процессы и явление концентрации меры. Ниже на простых примерах мы постараемся ответить на эти вопросы и объяснить основные механизмы формирования равновесных конфигураций в транспортных сетях, привлекая внимание к более естественным, на наш взгляд, подходам, чем те, которые в настоящее время широко используются на практике.

Как образуются пробки

Начнем c первого вопроса: как образуются пробки? Следуя Ю. Е. Нестерову (российский ученый, работающий сейчас в Бельгии, один из самых известных специалистов в мире в области численных методов оптимизации, лауреат премий Данцига и фон Неймана; описываемый далее подход был предложен им совместно с А. Де Пальмой в 2000 году), рассмотрим следующий пример. Пусть есть два района 1 и 2, которые соединены двумя дорогами A и Б. При этом максимальная пропускная способность каждой дороги 2 тыс. автомобилей в час. При потоке меньше максимального время движения по дороге A — 1 час, а по дороге Б — 30 минут. Если же поток равен максимальному, то время проезда может быть любым (зависит от размеров пробки на дороге), но не меньше времени свободного проезда. Чтобы понять, как образуется пробка, будем постепенно увеличивать поток автомобилей из района 1 в район 2, то есть число автомобилей, которое хочет переместиться из района 1 в район 2 за один час. При маленьком потоке обе дороги не будут загружены и водители, стремясь уменьшить свои временные затраты, будут выбирать маршрут, проходящий по дороге Б. С увеличением потока из района 1, когда на дороге Б будет достаточно много водителей, из-за ограничения на пропускную способность на дороге Б начнет скапливаться пробка. Например, если на въезде в район 2 в конце дороги Б имеется светофор, на котором будет происходить рост пробки. Пробка будет расти до тех пор, пока водители не начнут терять в ней 30 минут. Тогда суммарные потери на каждой из двух дорог сравняются и водители, выезжающие из района 1, начнут использовать дорогу А.

Как распределить водителей по дороге

Рассмотрим теперь вопрос равновесного распределения водителей по маршрутам. Для этого предположим, что поток из района 1 в район 2 составляет 3 тыс. машин в час. Поскольку пропускная способность дороги Б составляет 2 тыс. машин в час, то по ней и едет не больше 2 тыс. машин в час. Если по ней будет ехать меньше 2 тыс. машин в час, то водители, выбирающие, проехать ли им по дороге Б за 30 минут или по дороге А за 1 час, выберут дорогу Б, тем самым увеличив поток на дороге Б. Если же по дороге Б едет ровно 2 тыс. автомобилей в час и они тратят на проезд 1 час из-за пробки, а оставшиеся 1 тыс. машин в час едут по свободной дороге А и тоже тратят на проезд 1 час, то система будет находиться в равновесии. Водителям будет невыгодно отклоняться от выбранного маршрута, так как это повлечет увеличение суммарных затрат. Такая ситуация, когда невыгодно отклоняться от выбранной стратегии (в данном случае стратегия — это выбор маршрута для проезда), называется равновесием по Нэшу.

Рассмотренная ситуация является ситуацией, когда эгоистически (рационально) настроенные агенты пользуются общим ресурсом. Без вмешательства регулятора это может приводить к неоптимальности системы в целом. Так, если бы по дороге А проезжала 1001 машина в час, а по дороге Б — 1999, то для водителей, едущих по дороге А, ничего бы не изменилось в смысле затрат. А вот водители, использующие дорогу Б, добирались бы в два раза быстрее. Таким образом, равновесие по Нэшу может быть неэффективно по Парето.

Отметим, что этот пример не только удачно показывает, что такое равновесие в транспортной сети, но и демонстрирует важный факт: понятие «равновесие» вовсе не означает (социальный) оптимум.

Пожалуй, самым известным примером этого наблюдения является игра «дилемма заключенного», неоднократно обыгрываемая в совершенно разных контекстах (политика, биология и т. д.; см., например, Р. Докинз «Эгоистичный ген»). Механизм борьбы с такими «эгоистичными» равновесиями — штрафы. Конкретно в данном примере можно взимать плату за проезд с дороги Б в размере стоимости 30 минут времени водителей.

На основе описанного выше принципа можно сформировать задачу линейного программирования (с числом переменных, равным числу ребер транспортного графа, и аналогичным числом ограничений), решение которой будет давать искомое равновесие в общем случае. Вычислительно получаемая таким образом задача оказывается не такой уж и сложной задачей даже для мегаполисов. Да и в плане данных, все, что требуется знать, это два числа по каждому ребру (участку дороги): пропускная способность и время свободного прохождения дороги (при разрешенной на этом участке скорости). Вся эта информация, как правило, выделяется из графа транспортной сети, полосности дорог и информации о светофорах. Также нужна матрица корреспонденций — информация о том, откуда, сколько и куда людей направляются в единицу времени.

Какие модели используются

В подавляющем большинстве пакетов транспортного моделирования используется модель, предложенная в 1956 году Beckmann, McGuire, Winsten, которую в литературе называют модель BMW, или модель Бекмана (см., например, Гасников А. В. и др.). В основе лежит тот же принцип поиска равновесия Нэша—Вардропа: каждый водитель выбирает для себя маршрут с наименьшими затратами, и равновесная конфигурация определяется таким распределением водителей по маршрутам, при котором никому не выгодно отклоняться от своего маршрута. Поиск равновесия сводится к решению задачи минимизации выпуклой функции, зависящей от затрат агентов на проезд по ребрам транспортной сети. Отличие от модели стабильной динамики состоит в том, что постулируется зависимость затрат времени на проезд по ребру от величины потока автомобилей на этом ребре.

Для определения этой зависимости используется простая физическая модель Танака, отражающая желание водителей, с одной стороны, двигаться как можно быстрее, а с другой стороны — безопасно. Возникает понятие безопасного расстояния между автомобилями как функции от их скорости в потоке. Расстояние в 2 м будет безопасным в пробке при движении со скоростью 5 км/ч, но не будет безопасным при движении со скоростью 100 км/ч. А именно, безопасное расстояние складывается из длины автомобиля, произведения времени реакции водителя на скорость автомобиля (это расстояние водитель пройдет, пока сообразит, что надо, например, затормозить) и слагаемого, пропорционального квадрату скорости. Квадрат скорости объясняется длиной тормозного пути (расстояние, которое проходит машина после торможения), определяемого, в свою очередь, переходом кинетической энергии в тепло за счет работы силы трения. Таким образом, у нас есть зависимость безопасного расстояния от скорости (1). Но безопасное расстояние есть величина обратная к плотности автомобилей (2). А скорость — это величина обратная к времени прохождения данного ребра (участка дороги) (3). В свою очередь, величина потока автомобилей (число автомобилей, проходящих в единицу времени через заданное сечение дороги) может быть вычислена как произведение скорости автомобилей (в потоке) на плотность (4). Таким образом, у нас есть пять величин: безопасное расстояние, плотность, скорость, поток, время и четыре соотношения между этими величинами, из которых можно найти искомую связь между временем прохождения ребра и потоком на ребре.

На практике используют упрощенную версию этой модели, называемую BPR-моделью. В наших исследованиях удалось показать, что эту функцию затрат можно параметризовать с помощью одного параметра так, что при стремлении этого параметра к нулю модель Бекмана переходит в модель стабильной динамики. На наш взгляд, модель стабильной динамики более адекватно отражает реальное поведение водителей, поскольку исходит из более простой входной информации.

***

В первой части мы постулировали, что корреспонденции известны. Но откуда они известны? Можно, конечно, их просто замерять, например, проводя опросы случайных респондентов. Однако по прошествии времени корреспонденции меняются, и хотелось бы знать модель, описывающую эти изменения.

Старые и новые модели

Первые такие модели (гравитационные, энтропийные) стали появляться в 60-е годы прошлого века (А. Дж. Вильсон «Энтропийные методы моделирования сложных систем»). Общая идея, заложенная в такие модели, довольно простая: люди стремятся работать ближе к месту жительства. Матрица корреспонденций зависит от того, сколько в каком районе мест жительства, рабочих мест и матрицы затрат (матрица стоимостей перемещений из одного района в другой). Совсем в вырожденном варианте модель расчета матрицы корреспонденций сводится к решению классической транспортной задачи линейного программирования (Толстой—Канторович—Гавурин) об организации наилучшей доставки товаров (водителей) из пунктов производства (мест жительства) в пункты потребления (рабочие места) с наименьшими суммарными затратами. Здесь, так же как и в части 1, при распределении водителей по путям каждый пользователь сети (в медленном масштабе времени) старается менять что-то в своей жизни так, чтобы ему стало лучше (например, быстрее добираться из дома на работу). И если бы все обладали абсолютно точной информацией о том, где какие есть условия для работы и для жизни, а также обладали бы возможностью часто менять жилье/работу, то мы и правда бы приближались в идеале к необходимости решать транспортную задачу, чтобы найти корреспонденции. 2. Собрав разные мнения по одному и тому же району, житель ориентируется на наиболее критичные мнения (это в разной степени свойственно многим людям; другими словами, многие люди при оценке исходят из наихудших прогнозов, желая, таким образом, обезопасить себя в случае их реализации). За счет наличия шума в собираемых оценках каждый житель уже с ненулевой вероятностью (зависящей от T) может выбрать неоптимальный для себя район для жизни/работы. Все это в действительности приводит к тому, что равновесие в такой модели (теперь оно уже называется стохастическое равновесие Нэша, в литературе по теории игр также можно встретить название квантильное равновесие, равновесие дискретного отклика) следует искать не из решения транспортной задачи линейного программирования, а из решения энтропийно-регуляризованной транспортной задачи с коэффициентом регуляризации при энтропии, равным T (W. Sandholm «Population Games and Evolutionary Dynamics»).

В связи с вышенаписанным интересно заметить, что ряд специалистов в области численных методов оптимизации в числе одних из наиболее значимых достижений в области оптимизации за последние десять лет выделили наблюдение, экспериментально сделанное Марко Кутюри в 2013 году (Peyer G. , Cuturi M. «Computational Optimal Transport»). Наблюдение состоит в том, что транспортные задачи линейного программирования (ЛП) намного эффективнее можно решать не с помощью соответствующих ЛП-солверов, а с помощью энтропийной регуляризации (как раз такой, как описано выше) и последующим применением к возникающей регуляризованной задаче алгоритма Синхорна (в транспортной литературе этот алгоритм использовался для расчета матрицы корреспонденций с 60-х годов прошлого века, и там этот метод получил название «метод балансировки» Брэгмана—Шелейховского; отличие от того, что предложил М. Кутюри, в том, что параметр T Кутюри выбирал сам должным образом (достаточно маленьким), а при расчете матрицы корреспонденций этот параметр отвечает за дисперсию шума в информации жителей города, и определяется этот параметр, как правило, из реальных данных путем калибровки (на него уже модель не строят)).

Неподвижная точка

Итак, выше мы ответили на вопрос о том, как формируется матрица корреспонденций и как эта матрица влияет на равновесное распределение потоков по путям. Казалось бы, тут можно ставить точку! На самом деле, правильно задавать еще и обратный вопрос: как равновесное распределение потоков по путям влияет на матрицу корреспонденций? В действительности тут получается порочный круг! Матрица корреспонденций, с одной стороны, определяет то, как распределяются потоки по путям, но, с другой стороны, чтобы посчитать эту матрицу, требуется знать матрицу затрат, которая формируется, исходя из равновесного распределения потоков по путям. Ведь чтобы знать, какие затраты будут на перемещение из одного района в другой, нужно знать, какая будет загрузка дороги. На практике этот гордиев узел разрубается следующим образом — ищется неподвижная точка. А именно, ищется такая пара (матрица корреспонденций и распределение потоков по путям), при которой выход одной модели дает вход другой, и наоборот. Собственно, современные многостадийные модели равновесного распределения потоков — это последовательная прогонка моделей Бекмана для блока распределения потоков по путям плюс энтропийная модель расчета матрицы корреспонденций, плюс модели расщепления пользователей (по использованию личного и общественного транспорта, по цели поездки и т. д. и т. п.; выше мы про это не писали, потому что идейно это не дает ничего нового относительно уже сказанного, впрочем, при желании посмотреть на простое объяснение модели расщепления передвижений на личном и общественном транспорте на том же самом модельном примере из двух районов можно рекомендовать модель М. Я. Блинкина, изложенную в приложении А книги Гасников А. В., Гасникова Е. В.). Прогонка (последовательные итерации) блоков модели осуществляется до тех пор, пока не будет стабилизации. На практике при должном выборе параметра T такую стабилизацию, как правило, можно наблюдать. Никаких теоретических объяснений для этого в таком варианте пока, насколько нам известно, не было.

***

Итак, в части 2 мы остановились на том, что для поиска равновесия в двухстадийной модели распределения транспортных потоков необходимо последовательно итерировать два блока, пока не будет наблюдаться стабилизация (выход на стационарный режим — неподвижную точку). То, что неподвижная точка существует,— известно, но вот то, что описанная процедура будет сходиться к этой неподвижной точке, пока не было строго обосновано.

В докторской диссертации А. В. Гасникова (руководитель — член-корреспондент РАН профессор А. А. Шананин, научный консультант — профессор Ю. Е. Нестерова) обоснование такой конструкции было дано. Точнее говоря, была предложена альтернативная схема, которая гарантированно сходится к нужной неподвижной точке. Причем сходится быстрее и на практике (во всяком случае, в тех экспериментах, которые удалось провести). Достаточно интересно, на наш взгляд, тут то, как именно эта схема родилась.

Складываем все вместе

Мы не случайно описали в первых двух частях два главных блока (модель распределения потоков по путям и модель расчета матрицы корреспонденций) в едином эволюционном ключе. Собственно, раньше на модель расчета матрицы корреспонденций так не смотрели. И та и другая модель на самом деле формализуются с математической точки зрения как равновесия в популяционных марковских динамиках «наилучших» ответов. В случае моделей Бекмана и стабильной динамики (последнюю модель в таком контексте, естественно, интерпретировать как частный случай модели Бекмана с вырожденными затратами: фиксированными до пропускной способности и бесконечными после) это и правда динамика наилучших действий (реакций) водителей на информацию о распределении водителей по путям с прошлой итерации (вчерашнего дня), а вот в случае динамики по расчету матрицы корреспонденций под «наилучшей» следует понимать так называемую логит-динамику, отражающую отмеченную в части 2 недоинформированность водителей и возможность принять в том числе не наилучшее решение, исходя из того, что было на прошлой итерации. Что тут понимается под равновесием? Динамики стохастические. Со временем они выходят на стационарное распределение (эргодическая теорема), а с ростом числа агентов (водителей) эти стационарные распределения концентрируются (явление концентрации меры, а в более классической терминологии это также можно называть центральной предельной теоремой) около определенных макросостояний. Собственно, отмеченные макросостояния и будут равновесия. А функции, которые необходимо было минимизировать для поиска этих равновесий, с одной стороны, будут функциями, характеризующими концентрацию стационарных мер этих динамик (такие функции называют функционалы Санова), но в то же самое время эти функции будут в среднем монотонно убывать на траекториях этих динамик (специалисты по дифференциальным уравнениям называют такие функции функциями Ляпунова). Таким образом, получается, что те «вариационные принципы», которые лежат в основе описанных выше моделей, имеют вполне естественную природу. С учетом приведенной здесь интерпретации целевых функционалов в описанных моделях интересно заметить, что аналогичным образом в статистической физике смотрят на функционал энтропии термодинамической системы (Больцман, Гибсс).

Собственно, для чего все это мы сейчас привели? Для того чтобы пояснить главную идею, как можно получить эквивалентный способ поиска неподвижной точки в многостадийной транспортной модели, не прибегая к методу простой итерации. А именно, поскольку каждая из описанных моделей-блоков имеет такую эволюционную природу и эти модели «живут» в разном масштабе времени, может быть, можно рассмотреть эти динамики не по отдельности, а вместе (наложенными друг на друга, как в реальной жизни)? Даст ли это что-то?

Ну если мы верим в то, что достаточно неплохо описали реальность, то, наверное, мы вправе надеяться, что это что-то даст. Так оно и есть на самом деле. Оказывается, что в такой уже более сложной динамике с использованием теоремы Тихонова о разделении времен (точнее, стохастического варианта этой теоремы; в литературе также можно встретить близкие концепции, среди которых отметим принцип подчинения Хакена) также можно получить все то, что мы делали выше для каждого из блоков в отдельности. Таким образом, получается целевой функционал (довольно сложной минмакс структуры; мы здесь не будем на этом останавливаться подробно, детали см. в книге Гасников А. В., Гасникова Е. В.), минимизация которого и дает искомое равновесие (неподвижную точку). Но в отличие от предыдущего подхода за счет того, что этот функционал получается выпуклым, можно строго обосновать интересующую нас сходимость к равновесию и изучать вопросы его единственности. Но самое главное тут то, что, сводя задачу поиска равновесия к задаче минимизации выпуклой функции, мы гарантированно можем находить настоящее равновесие с полным теоретическим контролем сложности этой задачи (см., например, Гасников А. В. «Современные численные методы оптимизации. Универсальный метод градиентного спуска»). Отметим также, что в отличие от упомянутого выше сюжета, связанного с энтропийной регуляризацией, в котором «природа» подсказала то, как стоит численно решать задачу, тут имеет место обратная ситуация. «Природа», ну а точнее, наше понимание ее, устроена тут так, что динамика модели расчета матрицы корреспонденций происходит в медленном времени (годы), и под нее подстраивается динамика распределения потоков по путям (дни—недели). Таким образом, можно было бы ожидать, что и на практике следовало бы делать несколько итераций метода, который ищет равновесное распределение потоков по путям (решает соответствующую задачу), а потом одну итерацию по модели расчета матрицы корреспонденций (там решается уже другая задача оптимизации) и т. д. На самом деле, удалось строго доказать, что описанный выше подход полностью доминируется в вычислительном плане обратным подходом, когда на одну итерацию модели равновесного распределения потоков по путям приходятся несколько итераций по модели расчета матрицы корреспонденций.

Практическое применение

Все, что выше описано, было численно проверено на ряде американских городов (данные по которым удалось найти в свободном доступе). Мы думаем, что настал подходящий момент попробовать все это применить в должном объеме к ряду российских городов. Наши исследования на регулярной основе поддерживаются различными научными грантами. В частности, в данный момент мы работаем по гранту РФФИ 18–29–03071 мк (руководитель — профессор Е. А. Нурминский, известный специалист в области транспортного моделирования в России). Однако хотелось бы отметить проблему нехватки данных для моделирования. Надеемся, что данные заметки обратят внимание не только на научные вопросы, связанные с тем, как моделировать и считать, но и на то, где и как брать для этого данные. Ведь чем системнее будут данные, тем надежнее и точнее могут быть расчеты и польза от них.

Александр Гасников, д.ф.-м.н., доцент МФТИ, в.н.с. ИППИ РАН, профессор ВШЭ; Павел Двуреченский, к.ф.-м.н., с.н.с. ИППИ РАН

OneGeology — eXtra — OneGeology Kids

Вулканы

Привет! Меня зовут Вера, и я расскажу вам кое-что о вулканах. Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

 

Вулкан образуется в процессе, когда разогретая расплавленная порода (магма), пепел и газы выходят на поверхность Земли. Эта расплавленная порода и пепел застывают, по мере охлаждения, образуя при этом характерную для вулкана форму, как показано на рисунке.

По мере того, как вулкан извергается, он выбрасывает лаву, которая стекает вниз по склону. Горячий пепел и газы выбрасываются в воздух.

Некоторые вулканы покрываются снегом и льдом. Если они извергаются, то снег и лед смешиваются с вулканическим пеплом и оседают у подножия вулкана. Такой вулканический поток называется лахар (вулканический грязевой поток).


Вулканы формируют особые горные породы, которые называются эффузивными (экструзивными) изверженными . На геологических картах эти породы обозначены светлыми яркими цветами, как здесь, на рисунке.

эффузивными (экструзивными) изверженными

  1. Лава
  2. Вулканическая пробка (масса изверженной породы, застывшая в кратере вулкана)
  3. Песчаник
  4. Аргиллит

На карте OneGeology изображена гора Этна (Сицилия, Италия). Она отмечена крестиком — X. Оранжевым цветом на карте обозначены вулканические горные породы и лава.

Статическая карта



Вулканы отличаются по их активности – действующие, спящие и потухшие. Действующие вулканы могут начать извергаться в любое время; спящими считаются неактивные вулканы, но на которых в настоящее время извержения возможны; на потухших — извержения маловероятны.


Дополнительная информация

Вулканы могут образовывать разные типы лав. Волнистая лава с волнообразной поверхностью, образующая текучий вниз поток, характерный для горячих, жидких и дегазированных лав.

Некоторые вулканы могут быть более взрывными и образовывать горячий лавовый поток с неровной шлаковой поверхностью и малой вязкостью. Этот ее тип называется Аа-лава.

Лава, излившаяся под водой, называется Пиллоу-лава (подушечная или шаровая лава), потому что обычно потоки такой лавы представляют собой скопления округлых тел в виде подушек или шаров.


Поверхность Земли состоит из нескольких тектонических плит, которые непрерывно и очень медленно движутся. В местах, где тектонические плиты сталкиваются, часть земной коры проталкивается глубже в мантию, где она переплавляется и снова выходит на поверхность, образуя вулканы. Длинная полоса действующих вулканов, называемая Тихоокеанским вулканическим огненным кольцом, показана на обоих глобусах.


Там, где тектонические плиты двигаются друг от друга в разные стороны, расщелины в земной коре позволяют расплавленной породе выходить на поверхность и образовывать вулканы. Эта область называется Срединно-Океаническим хребтом и указана на глобусе.


Вулканы также могут образовываться в так называемых мантийных горячих точках – районах продолжительного вулканизма мантийного происхождения. Сверх-горячие мантийные струи (плюмы) расплавленных пород протыкают литосферу, поднимаются к земной поверхности и сопровождаются интенсивной вулканической деятельностью. В результате движения тектонических плит на поверхности Земли появляются гряды вулканов. Классическим примером такой горячей точки стали Гавайские вулканы, которые вы можете увидеть на карте.


Цепь вулканов – Гавайи.

Прими участие

Вы живете около вулкана? Расскажите нам, как это влияет на вашу жизнь с помощью нашей он-лайн формы.

Происхождение нефти, ее состав и основные свойства

Нефтяные месторождения — уникальное хранилище энергии, образованной и накопленной на протяжении миллионов лет в недрах нашей планеты. В этом материале — о том, какой путь проделала нефть, прежде чем там оказаться, из чего она состоит и какими свойствами обладает

Две гипотезы

У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории происхождения нефти. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы.

Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе градиента характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном случае — в зависимости от глубины пласта давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.

60 млн лет может занимать природный процесс образования нефти из органических останков

Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти.

Состав и свойства нефти

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТИ МОГУТ ЗНАЧИТЕЛЬНО РАЗЛИЧАТЬСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.).

От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³.Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

Большинство ученых сегодня объясняют происхождение нефти биогенной теорией. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?

С точки зрения современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Этапы образования нефти

СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

  • осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке;
  • биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
  • протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления;
  • мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФ Н), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C.  При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки;
  • апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180—250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

В ловушке

Помимо чисто научного интереса гипотезы, объясняющие происхождение нефти и газа, имеют еще и политическое звучание. Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образования не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для нефтяников вопрос о том, откуда берется нефть, принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше.

В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах.

Под действием различных факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров.

Типы коллекторов

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЗАПАСОВ НЕФТИ СОДЕРЖИТСЯ В ДВУХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ

Терригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор.

Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др. ) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений.

Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Двигаясь по коллектору, флюид в какой-то момент может упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой.

Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате изгибов пластов осадочного чехла. Однако помимо изгибов внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Антиклиналь
Тектоническая экранированная ловушка
Соляной купол
Стратиграфическая ловушка

Ровесница динозавров

Когда же образовались те структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.

Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами.

Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена(66—23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).

Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молодым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

Смешанные свойства

Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее.

В своей основе нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин.

Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются определять зрелость и другие свойства нефти.

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине.

Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта.

определение образовано The Free Dictionary

n. 1.

а. Форма и структура предмета: форма снежинки.

г. Тело или внешний вид человека или животного; рисунок: В тумане мы видели две фигуры, стоящие на мосту.

с. Модель человеческой фигуры или ее части, используемая для демонстрации одежды.

г. Форма для схватывания бетона.

2.

а. Способ, которым вещь существует, действует или проявляет себя: элемент, обычно находящийся в форме газа.

г. Философия Сущностная или идеальная природа чего-либо, особенно в отличие от материи или материального существа.

3.

а. Вид, тип или разновидность: кошка — это форма млекопитающего.

г. Ботаника Подразделение разновидности, обычно отличающееся одной тривиальной характеристикой, например окраской цветков.

4.

а. Метод аранжировки или способ согласования элементов в словесном или музыкальном сочинении: изложил свои идеи в набросках; трактат в форме диалога.

г. Конкретный тип или пример такой аранжировки: эссе — литературная форма.

5.

а. Процедура, определяемая или регулируемая постановлением или обычаем: дал свое согласие исключительно в форме.

г. Манеры или поведение, регулируемые этикетом, приличием или обычаями: опоздание на свадьбу считается дурным тоном.

с. Фиксированный порядок слов или процедур, используемых в церемонии: «Поскольку у них никогда не было похорон на борту корабля, они начали репетировать формы, чтобы быть готовыми» (Артур Конан Дойл).

г. Документ с бланками для внесения реквизитов или информации: страховые бланки.

6.

а. Выступление согласно признанным критериям: музыкант в отличной форме.

г. Образец поведения или производительности: остался верен своей форме и явился поздно.

с. Пригодность спортсмена или животного в отношении здоровья или дрессировки: собака в отличной форме.

г. Гоночная форма.

7. Класс в британской средней школе или в некоторых американских частных школах: шестой класс.

8.

а. Лингвистическая форма.

г. Внешний вид слов с точки зрения их склонения, произношения или написания.

9.

а. В основном британский Длинное сиденье; скамейка.

г. Логово или место отдыха зайца.

v. сформировано , сформировано , сформировано

v. tr. 1.

а. Придать форму; форма: лепить из глины фигурки.

г. Сделать или вылепить: вылепить фигурки из глины.

с. Развиваться в уме; зачать: ее чтение привело ее к другому мнению.

2.

а. Чтобы расположиться: Протянув руки, чирлидер сформировал букву T. Акробаты образовали пирамиду.

г. Организовать или организовать: Защитники окружающей среды создали свою партию.

с. Создавать, обучать или развивать с помощью инструкций, дисциплины или предписаний: превращал новобранцев в отличных солдат.

3.

а. Иметь; развиваться или приобретать: у него сформировалась привычка ходить на работу пешком.

г. Вступить в (отношения): они подружились.

4. Составлять или составлять, особенно из отдельных элементов: костей, образующих скелет.

5.

а. Произвести (например, время) перегибом: сформировать плюсовершинное.

г. Сделать (слово) по происхождению или составу.

v. внутр.

1. Для придания формы или формы: добавьте достаточно молока, чтобы тесто легко превратилось в шарики.

2. Возникнуть по форме; возникают: днем ​​сформируются облака.

3. Чтобы принять заданную форму, форму или узор: солдаты выстроились в колонну.

[Среднеанглийская форма, от латинского fōrma, возможно ( через этрусский ) от греческого morphē.]

form′a · bil′i · ty n.

форматаб прил.

Синонимы: форма , фигура , форма , контур , профиль
Эти существительные относятся к внешнему контуру вещи. Форма — это очертание и структура вещи в противоположность ее сущности: остроконечная форма пирамиды; брошь в виде влюбленного узла. Рисунок обычно обозначает форму, определяемую ограничивающими или ограничивающими линиями: Куб — это сплошная геометрическая фигура.Форма может означать либо двухмерный контур, либо трехмерное определение, которое указывает как контур, так и объем или массу: бумажных вырезов в форме цветов и звезд; «Он столкнулся с ней, фигура в капюшоне и плаще» (Джозеф Конрад).
Контур относится к контуру и часто к поверхности трехмерной фигуры или тела: — обтекаемый контур гибридного транспортного средства. Профиль обозначает очертание объекта на заднем плане и особенно очертание человеческого лица сбоку: Полиция сфотографировала профиль грабителя.

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений.Самый большой компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (CH 4 ). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар. Мы используем природный газ в качестве топлива, а также для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и за длительные периоды времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовывали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. .Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащей породы. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют условным природным газом .В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называется сланцевым газом или плотным газом , и иногда его называют нетрадиционным природным газом . Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутным природным газом . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана.Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят отверстие для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих строение и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что геологическая формация имеет достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин. Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх через скважины на поверхность.

В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь в скважины и вверх на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на газоперерабатывающие заводы.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что наряду с метаном он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенные газоконденсатные газы называются жидкостями завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухим , потребительским или трубопроводным качеством природным газом. Часть устьевого природного газа достаточно сухая и удовлетворяет стандартам транспортировки по трубопроводам без обработки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добытого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 2 декабря 2021 г.

Петиция для родственников иностранцев | USCIS

Используйте эту форму, если вы являетесь гражданином США или законным постоянным жителем (LPR) и вам необходимо установить свои отношения с правомочным родственником, который желает приехать или остаться в Соединенных Штатах на постоянной основе и получить карту постоянного жителя (также называется грин-картой).

Файл в сети

Отправка формы I-130 — это первый шаг к тому, чтобы помочь родственнику, имеющему право на получение помощи, подать заявление на иммиграцию в США и получить грин-карту.Подача или одобрение этой петиции не дает вашему родственнику никакого иммиграционного статуса или льгот.

Обычно мы одобряем вашу форму I-130, если вы можете установить отношения между вами и вашим родственником, которые дают им право иммигрировать в Соединенные Штаты. Как правило, после того, как мы одобряем петицию, ваш родственник может подать заявление на получение статуса законного постоянного жителя. Если ваш родственник уже находится в США и у него есть виза, он может иметь право на получение грин-карты, заполнив форму I-485, заявку на регистрацию постоянного места жительства или изменив статус

.

Некоторым родственникам необходимо дождаться получения номера визы, прежде чем они смогут подать заявление.Если ваш родственник является ближайшим родственником, иммиграционная виза всегда доступна.

  • Если ваш родственник не имеет права на получение грин-карты в Соединенных Штатах, заполнив форму I-485, или если ваш родственник живет за пределами Соединенных Штатов, он может подать заявление на иммиграционную визу в Государственный департамент США в США. Посольство или консульство в своей стране. Для получения дополнительной информации о неприемлемости посетите нашу страницу категорий права на получение грин-карты.

Как сообщить о предполагаемом мошенничестве в браке : Мы рекомендуем вам сообщать о предполагаемом мошенничестве и злоупотреблении иммиграционными пособиями, включая мошенничество в браке. Для получения дополнительной информации посетите нашу страницу сообщения о мошенничестве.

Помощь жертвам иммиграционных преступлений
Отдел по работе с жертвами иммиграционных преступлений (VOICE) предоставляет различные виды поддержки.

Помощь жертвам жестокого обращения
Если вы подверглись побоям супругом, ребенком или родителем, вы можете иметь право подать петицию от своего имени независимо от вашего гражданина США или обидчика LPR. Для получения дополнительной информации перейдите на страницу «Супруг, дети и родители, пострадавшие от побоев».

Как создаются ракушки? Или любой другой панцирь, например, улитки или черепахи?

Фрэнсис Хорн, биолог, изучающий образование раковин в Университете штата Техас, предлагает такой ответ.

Экзоскелеты улиток и моллюсков, или их панцири в просторечии, отличаются от эндоскелетов черепах несколькими способами. Ракушки — это экзоскелеты моллюсков, таких как улитки, моллюски, устрицы и многих других. Такие оболочки имеют три отдельных слоя и состоят в основном из карбоната кальция с небольшим количеством белка — не более 2 процентов.Эти оболочки, в отличие от типичных структур животных, не состоят из клеток. Ткань мантии, расположенная под оболочкой и в контакте с ней, выделяет белки и минералы внеклеточно, образуя оболочку. Подумайте об укладке стали (протеина) и заливке ее бетоном (минералом). Таким образом, ракушки растут снизу вверх или за счет добавления материала по краям. Поскольку их экзоскелет не сбрасывается, раковины моллюсков должны увеличиваться в размерах, чтобы приспособиться к росту тела. Эта модель роста приводит к появлению трех различных слоев оболочки: наружная белковая надкостница (не кальцинированная), призматический слой (кальцинированный) и внутренний перламутровый слой перламутра (кальцинированный).

Для сравнения, панцири черепахи являются частью так называемого эндоскелета позвоночных животных, или скелета изнутри тела. Поверхностные щитки — это структуры эпидермиса, как и наши ногти, состоящие из прочного белкового кератина. Под этими щитками находятся кожная ткань и кальцинированная оболочка, или панцирь, который на самом деле образуется в результате слияния позвонков и ребер в процессе развития. По весу такая кость состоит примерно на 33% из белка и на 66% из гидроксиапатита, минерала, состоящего в основном из фосфата кальция с небольшим количеством карбоната кальция.Неизвестно, почему экзоскелеты улиток и моллюсков состоят из карбоната кальция, а эндоскелет позвоночных, таких как черепахи, в основном из фосфата кальция. Обе раковины прочные, обеспечивают защиту, прикрепляют мышцы и сопротивляются растворению в воде. Эволюция работает загадочным образом.

В отличие от морских ракушек, панцири черепах содержат живые клетки, кровеносные сосуды и нервы, в том числе большое количество клеток на известковой поверхности панциря и разбросанных по его внутренней части. Костные клетки, которые покрывают поверхность и рассредоточены по всей оболочке, выделяют белок и минерал и более или менее захватывают себя. Кость может постоянно расти и изменяться. И когда кость ломается, клетки активируются, чтобы восстановить повреждение. На самом деле панцирь черепахи растет изнутри, как кости ног у человека. Питательные вещества, такие как белок и кальций, поставляются кровеносными сосудами внутри кости, а не извне костной ткани. С другой стороны, поврежденные ракушки используют секрецию белков и кальция из клеток мантии для ремонта.

Конструкция панциря черепахи и ракушек разделяет некоторые фундаментальные механические свойства.В настоящее время общепринятое понимание того, как образуется оболочка, состоит в том, что белковая матрица костей и ракушек секретируется из клеток. Эти белки имеют тенденцию связывать ионы кальция, направляя и направляя кальцификацию. Связывание ионов кальция с белковой матрицей способствует формированию кристаллов в соответствии с точной иерархической структурой. Точные детали этого механизма остаются неясными как для черепах, так и для морских ракушек, но были выделены многие белки, которые, как известно, играют роль в образовании панциря. Является ли кристалл карбоната кальция кальцитом, как в призматическом слое, или арагонитом, как в перламутре морской ракушки, по-видимому, определяется белком. Секреция различных видов белков в разное время и в разное время в морских ракушках, по-видимому, определяет тип образующихся кристаллов карбоната кальция. С другой стороны, кальцинированные кости или панцири черепах не образуют различных кристаллов.

В то время как черепахи отращивают свои кости, как люди или другие наземные животные, и, таким образом, освобождают для себя больше места, улитки и моллюски должны постепенно увеличивать и расширять свои панцири, добавляя новую органическую матрицу и минерал к внешним краям панциря.Новейшая часть раковины улитки, например, расположена вокруг отверстия, из которого высовывается животное. Внешний край его мантии постоянно добавляет новую оболочку в это отверстие. Сначала образуется некальцинированный слой конхиолина — протеина и хитина, укрепляющего полимера, получаемого естественным путем. Затем идет сильно кальцинированный призматический слой, за которым следует последний жемчужный слой, или перламутр. Переливчатость перламутра возникает, кстати, потому, что пластинки кристаллического арагонита действуют как дифракционная решетка при рассеивании видимого света.К сожалению, у черепах отсутствует этот механизм, который делает их панцири более тусклыми, но их панцири идеально подходят для укрытия в зарослях или мутных водах. Понятно, что не все снаряды одинаковы.

Как образуются снежинки? Научитесь создавать снег

Q: Как образуются снежинки?

A: Снежинка начинает формироваться, когда очень холодная капля воды замерзает на пыльце или пылинке в небе. Это создает кристалл льда. Когда ледяной кристалл падает на землю, водяной пар замерзает на первичном кристалле, создавая новые кристаллы — шесть рукавов снежинки.

Это краткий ответ.

Более подробное объяснение таково:

Кристаллы льда, из которых состоят снежинки, являются симметричными (или узорчатыми), потому что они отражают внутренний порядок молекул воды кристалла, когда они располагаются в заранее определенных пространствах (известное как «кристаллизация»), образуя шестигранную снежинку.

В конечном счете, именно температура, при которой образуется кристалл, и, в меньшей степени, влажность воздуха, определяет основную форму кристалла льда.Таким образом, мы видим длинные игольчатые кристаллы при температуре 23 градуса по Фаренгейту и очень плоские пластинчатые кристаллы при температуре 5 градусов по Фаренгейту.

Сложная форма единственного плеча снежинки определяется атмосферными условиями, в которых весь ледяной кристалл падает. Кристалл может начать расти одним способом, а затем через несколько минут или даже секунд небольшие изменения окружающей температуры или влажности заставят кристалл расти другим способом. Хотя шестигранная форма всегда сохраняется, ледяной кристалл (и его шесть плеч) могут ответвляться в новых направлениях.Поскольку каждая рука находится в одинаковых атмосферных условиях, руки выглядят одинаково.

Q: Итак, почему нет двух одинаковых снежинок?

A: Ну, это потому, что отдельных снежинок, все следуют немного разными путями от неба до земли — и, таким образом, на своем пути сталкиваются с немного разными атмосферными условиями. Поэтому все они имеют тенденцию выглядеть уникально, напоминая все, от призм и игл до знакомого кружевного узора.

Будьте готовы к снежной буре: посетите погоду.gov и введите свой почтовый индекс или свой город и штат, чтобы получить местный зимний прогноз. Вам также стоит ознакомиться с нашей историей «Поумней о метели»: 8 инструментов прогнозирования, которые можно использовать на эту зиму.

Form 5500 Series | Министерство труда США

Министерство труда США, Служба внутренних доходов и Корпорация по гарантиям пенсионных пособий совместно разработали формы серии 5500, чтобы в планах вознаграждений сотрудников можно было использовать формы серии 5500 для удовлетворения требований к годовой отчетности в соответствии с Разделом I и Разделом IV ERISA и Налоговый кодекс.

Форма серии 5500 является важным инструментом соответствия, исследования и раскрытия информации для Министерства труда, документом для раскрытия информации для участников и бенефициаров плана, а также источником информации и данных для использования другими федеральными агентствами, Конгрессом и частным сектором. в оценке вознаграждений сотрудников, налоговых и экономических тенденций и политики. Форма серии 5500 является частью общей системы отчетности и раскрытия информации ERISA, которая предназначена для обеспечения того, чтобы планы вознаграждений работникам осуществлялись и управлялись в соответствии с определенными установленными стандартами, а также чтобы участники и бенефициары, а также регулирующие органы получали доступ к ним или имели к ним доступ. достаточная информация для защиты прав и выгод участников и бенефициаров по планам вознаграждений работникам.

Требования к электронной регистрации

Все годовые отчеты по форме 5500 / отчеты о льготах сотрудников и все краткие формы 5500-SF Годовые отчеты о льготах / льготах для малых сотрудников, а также любые требуемые графики и приложения должны быть заполнены и поданы в электронном виде с использованием стороннего программного обеспечения, одобренного EFAST2, или используя IFILE. Для получения дополнительной информации о заполнении и заполнении форм в электронном виде через EFAST2 см. Часто задаваемые вопросы и публикации EFAST2.

Вы не можете подавать Schedule SSA (Ежегодное заявление о регистрации для участников с отложенным ведением) в EFAST2, даже в случае просроченной или измененной отчетности за плановые годы до 2009 года.Вместо этого форму 8955-SSA «Ежегодные регистрационные заявления для участников с отложенным ведением» следует подавать непосредственно в Налоговую службу. Для получения информации о том, как подать годовое заявление о регистрации для участников с отложенными правами, см. Сообщество пенсионных планов IRS — форма 5500 Corner.

С 1 января 2021 г. вы можете подать форму 5500-EZ в электронном виде через EFAST2; вы больше не можете использовать форму 5500-SF для электронной подачи годовой отчетности по плану «с одним участником» и иностранному плану.Планы с одним участником или зарубежные планы должны подавать форму 5500-EZ. Однако, если вы не подпадаете под действие требований IRS к электронной регистрации, вы можете подать в IRS форму 5500-EZ на бумаге. См. Инструкции по форме 5500-EZ для получения дополнительной информации.

Обзор парниковых газов | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице:

Общие выбросы в США в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2 (без учета земельного сектора). Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Газы, улавливающие тепло в атмосфере, называются парниковыми газами. В этом разделе представлена ​​информация о выбросах и удалении основных парниковых газов в атмосферу и из нее. Для получения дополнительной информации о других факторах воздействия климата, таких как черный углерод, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: воздействие на климат».

6,457 миллионов метрических тонн CO

2 : Что это означает?

Объяснение единиц:

Миллион метрических тонн равен примерно 2. 2 миллиарда фунтов или 1 триллион граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем «короткая» тонна США.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в эквиваленте двуокиси углерода (CO 2 ). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO 2 , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа.ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO 2 на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, использованные в реестре США, которые взяты из Четвертого оценочного отчета МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ).

  • Двуокись углерода (CO 2 ) : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций. (е.г., производство цемента). Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями как часть биологического цикла углерода.
  • Метан (CH 4 ) : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других методов ведения сельского хозяйства, землепользования и разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
  • Закись азота (N 2 O) : Закись азота выделяется во время сельского хозяйства, землепользования, промышленной деятельности, сжигания ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
  • Фторированные газы : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота являются синтетическими мощными парниковыми газами, которые выделяются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителей стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но поскольку они являются мощными парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким ПГП»).

Воздействие каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или изобилие — это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частей на миллиард и даже частей на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».

Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), отражающий, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Выбросы диоксида углерода

Двуокись углерода (CO 2 ) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2019 году на CO 2 приходилось около 80 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Углекислый газ естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл — как путем добавления в атмосферу большего количества CO 2 , так и путем воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO 2 из атмосферы. Хотя выбросы CO 2 происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции. 2

Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и сток парниковых газов: 1990–2019 гг. (Без земельного сектора).

Изображение большего размера для сохранения или печати

Основная деятельность человека, в результате которой выделяется CO 2 , — это сжигание ископаемого топлива (уголь, природный газ и нефть) для производства энергии и транспорта, хотя некоторые промышленные процессы и изменения в землепользовании также выделяют CO 2 . Основные источники выбросов CO 2 в США описаны ниже.
  • Транспорт . Сжигание ископаемого топлива, такого как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и грузов было крупнейшим источником выбросов CO 2 в 2019 году, что составляет около 35 процентов от общего количества U. S. CO 2 выбросов и 28 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и легковые автомобили, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожный транспорт.
  • Электроэнергия . Электричество является важным источником энергии в Соединенных Штатах и ​​используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2019 году сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO 2 в стране, что составляет около 31 процента от общего количества U.S. CO 2 выбросов и 24 процента от общих выбросов парниковых газов в США. Типы ископаемого топлива, используемого для выработки электроэнергии, выделяют разное количество CO 2 . Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO 2 , чем природного газа или нефти.
  • Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO 2 в результате потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO 2 в результате химических реакций, не связанных с сжиганием, и примеры включают производство минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 16 процентов от общих выбросов CO 2 в США и 13 процентов от общих выбросов парниковых газов в США в 2019 году. Многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO 2 от электричества. поколение.

Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью суши, поскольку он продуцируется и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO 2 в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию, без антропогенного воздействия. С начала промышленной революции около 1750 года деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO 2 и другие улавливающие тепло газы.

В Соединенных Штатах с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO 2 , что означает, что больше CO 2 удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2019 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Чтобы узнать больше о роли CO 2 в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы углекислого газа в США увеличились примерно на 3 процента в период с 1990 по 2019 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. На изменения выбросов CO 2 в результате сжигания ископаемого топлива влияют многие долгосрочные и краткосрочные факторы, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергоносители, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2019 год увеличение выбросов CO 2 соответствовало увеличению использования энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов углекислого газа

Самый эффективный способ сократить выбросы CO 2 — это снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии сокращения выбросов CO 2 от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.

EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.

Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода
Стратегия Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность

Улучшение теплоизоляции зданий, использование более экономичных транспортных средств и использование более эффективных электроприборов — все это способы сократить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO 2 .

Энергосбережение

Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии. Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает потребление бензина. Оба способа сократить выбросы CO 2 за счет экономии энергии.

Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.

Переключение топлива

Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.

Улавливание и связывание углерода (CCS)

Улавливание и связывание углекислого газа — это набор технологий, которые потенциально могут значительно снизить выбросы CO 2 от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO 2 .Например, улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции до того, как он попадет в атмосферу, транспортировка CO 2 по трубопроводу и закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится.

Узнайте больше о CCS.

Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами

Узнайте больше о землепользовании, изменениях в землепользовании и лесном хозяйстве.

1 Атмосферный CO 2 является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса, посредством которого углерод переносится в океанические отложения.

2 МГЭИК (2013).Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.

Выбросы метана

В 2019 году метан (CH 4 ) составлял около 10 процентов всего U.S. Выбросы парниковых газов в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из естественных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить из атмосферы CH 4 . Время жизни метана в атмосфере намного меньше, чем у углекислого газа (CO 2 ), но CH 4 более эффективно улавливает радиацию, чем CO 2 .Фунт за фунтом, сравнительное влияние CH 4 в 25 раз больше, чем CO 2 за 100-летний период. 1

В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH 4 приходится на деятельность человека. 2, 3 Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства, землепользования и обращения с отходами, описанных ниже.

  • Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH 4 как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH 4 . Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, выбросы считаются связанными с деятельностью человека. Если объединить выбросы домашнего скота и навоза, сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» «Сельское хозяйство». Хотя это не показано и менее значимо, выбросы CH 4 также происходят в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (например,г. лесные и пастбищные пожары, разложение органических веществ на прибрежных заболоченных территориях и т. д.).
  • Энергетика и промышленность . Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах. Метан — это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти.Добыча угля также является источником выбросов CH 4 . Для получения дополнительной информации см. Раздел «Реестр выбросов и стоков парниковых газов США» , посвященный системам природного газа и нефтяным системам.
  • Домашние и деловые отходы . Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH 4 в США. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод, при компостировании и анаэробном сбраживании. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов и сточных вод США. . Отходы».

Метан также выделяется из ряда природных источников. Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH 4 от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Чтобы узнать больше о роли CH 4 в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы метана в Соединенных Штатах снизились на 15 процентов в период с 1990 по 2019 год. В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990-2019 . В этих оценках используется потенциал глобального потепления для метана, равный 25, на основе требований к отчетности в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов метана

Есть несколько способов уменьшить выбросы CH 4 . Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH 4 в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Глобальную инициативу по метану, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Примеры возможностей сокращения выбросов метана
Источник выбросов Как снизить выбросы
Промышленность

Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH 4 . Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метаном из угольных пластов.

Сельское хозяйство

Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.

Домашние и деловые отходы

Поскольку выбросы CH 4 из свалочного газа являются основным источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH 4 на свалках, являются эффективной стратегией сокращения.Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.

Список литературы

1 МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета.Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
2 IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
3 Глобальный углеродный проект (2019).

Выбросы оксида азота

В 2019 году на закись азота (N 2 O) приходилось около 7 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, удаление сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N 2 O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть круговорота азота Земли и имеет множество естественных источников. Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций.Воздействие 1 фунта N 2 O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта углекислого газа. 1

Примечание. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг. (Без учета земельного сектора).

Изображение большего размера для сохранения или печати

В глобальном масштабе около 40 процентов общих выбросов N 2 O приходится на деятельность человека. 2 Закись азота выбрасывается в результате сельского хозяйства, землепользования, транспорта, промышленности и других видов деятельности, описанных ниже.
  • Сельское хозяйство . Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы земледелия, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков. Обработка сельскохозяйственных земель является крупнейшим источником выбросов N 2 O в Соединенных Штатах, составляя около 75 процентов от общих выбросов N 2 O в США в 2019 году. Хотя это не показано и менее значимо, выбросы N 2 O также возникают в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (например,г. лесные пожары и пожары на пастбищах, внесение синтетических азотных удобрений в городские почвы (например, газоны, поля для гольфа) и лесные угодья и т. д.).
  • Сжигание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N 2 O, выделяемое при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
  • Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химикатов, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
  • Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.

Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, среди растений, животных и микроорганизмов, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, в том числе N 2 O. Естественные выбросы N 2 O происходят в основном от бактерий, разлагающих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.

Чтобы узнать больше об источниках N 2 O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы закиси азота в США в период с 1990 по 2019 год оставались относительно неизменными.Выбросы закиси азота в результате мобильного сжигания снизились на 60 процентов с 1990 по 2019 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота от сельскохозяйственных почв в этот период варьировались и в 2019 году были примерно на 9 процентов выше, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов оксида азота

Существует несколько способов уменьшить выбросы N 2 O, которые обсуждаются ниже.

Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство

На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N 2 O в Соединенных Штатах. Выбросы можно снизить за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного внесения этих удобрений, 3 , а также за счет изменения практики использования навоза на ферме.

Сгорание топлива
  • Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы.
  • Кроме того, внедрение технологий борьбы с загрязнением (например, каталитических нейтрализаторов для уменьшения количества загрязняющих веществ в выхлопных газах легковых автомобилей) также может снизить выбросы N 2 O.

Промышленность

Список литературы

1 IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
2 IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. Ф., Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
3 EPA (2005). Потенциал смягчения воздействия парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США . Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Выбросы фторированных газов

В отличие от многих других парниковых газов, фторсодержащие газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека.Они выделяются в результате использования в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например, в качестве хладагентов) и в результате различных промышленных процессов, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере — в некоторых случаях — тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом, фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным типом парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека.

Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC), гексафторид серы (SF 6 ) и трифторид азота (NF 3 ). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторсодержащих газов.

  • Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, вспенивающих агентов, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха как в транспортных средствах, так и в зданиях. Эти химические вещества были разработаны для замены хлорфторуглеродов (CFC) и гидрохлорфторуглеродов (HCFC), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ — это мощные парниковые газы с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подмножество ГФУ и характеризуются коротким временем жизни в атмосфере и более низкими ПГП. ГФО в настоящее время вводятся в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и пенообразователей.Закон об инновациях и производстве в США (AIM) 2020 года предписывает EPA решать проблемы ГФУ, предоставляя новые полномочия в трех основных областях: поэтапное сокращение производства и потребления перечисленных ГФУ в Соединенных Штатах на 85 процентов в течение следующих 15 лет, управление этими ГФУ и их заменители, а также способствуют переходу к технологиям следующего поколения, которые не зависят от ГФУ.
  • Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт производства алюминия и используются в производстве полупроводников.ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
  • Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF 6 составляет 22 800, что делает его самым сильным парниковым газом, который оценила Межправительственная группа экспертов по изменению климата.

Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».

Выбросы и тенденции

В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 86 процентов в период с 1990 по 2019 год. Это увеличение было вызвано увеличением на 275 процентов выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года, поскольку они широко использовались в качестве заменителей. для озоноразрушающих веществ.Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF 6 ) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF 6 ).

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов фторированных газов

Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций. Однако существует ряд способов уменьшить выбросы фторированных газов, описанных ниже.

Примеры возможностей восстановления фторированных газов
Источник выбросов Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях

Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.

Промышленность

Промышленные пользователи фторсодержащих газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными. EPA имеет опыт работы с этими газами в следующих секторах:

Передача и распределение электроэнергии

Гексафторид серы — это чрезвычайно мощный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства по сокращению выбросов SF 6 для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.

Транспорт

Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах. Утечку можно уменьшить за счет более совершенных компонентов системы и за счет использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA для легковых и тяжелых транспортных средств стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.

Список литературы

1 IPCC (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.