Уколы с углекислым газом для суставов


как действуют газовые уколы CO2, показания и противопоказания, эффект, плюсы и минусы, подготовка и как проходит процедура, уход

  1. Как действует
  2. Показания
  3. Противопоказания
  4. Эффект
  5. Плюсы и минусы
  6. Подготовка к процедуре
  7. Как проходит процедура
  8. Уход после процедуры

Карбокситерапия - это метод лечения спины и суставов, который заключается в осуществлении уколов с углекислым газом в суставы и мышцы. Уже после первого сеанса у пациент улучшается состояние, снижается боль, уходит спазм и активируется иммунная защита.

Как действует карбокситерапия

Боль в суставах и мышцах провоцируют протекающие в них дегенеративные и дистрофические процессы, сопровождающиеся снижением количества питательных веществ и кислородным голоданием. Отсутствие кислорода приводит к тому, что мышцы сжимаются, появляется спазмы и происходит защемление нерва, что вызывает боль.

Введение углекислого газа на мышцы спины и суставы, которые беспокоят пациента, еще больше усиливают недостаток кислорода, что вводит мышцы в стрессовую ситуацию. Организм реагирует на стресс и направляет в проблемные области питательные вещества и кислород через кровоток. После введения CO2 уровень кислорода в мышцах и суставах повышается в несколько раз.

Карбокситерапия активизирует восстановительные процессы в организме человека.

Показания

Карбокситерапия может помочь в следующих случаях:

  • ревматизм суставов;
  • протрузии;
  • межпозвоночные грыжи;
  • остеохондроз;
  • артриты;
  • артрозы;
  • хронический болевой синдром суставах и спине;
  • спортивные и другие травмы;
  • посттравматические состояния;
  • прочие заболевания мышц и суставов.

Противопоказания

Карбокситерапия не следует применять в следующих случаях:

  • порок сердца;
  • инфаркт миокарда;
  • сердечная недостаточность;
  • ишемическая болезнь сердца;
  • нарушения функций кроветворения и дыхания;
  • тромбоз вен;
  • беременность;
  • период лактаци;
  • эпилепсия;
  • печеночная и почечная недостаточность;
  • психоневрологические нарушения;
  • дерматологических заболеваний в зоне инъекций;
  • гноение и омертвение тканей;
  • злокачественные новообразования;
  • несовместимость принимаемых лекарственных препаратов.

Эффект карбокситерапии

  • исчезает боль;
  • пропадает спазм;
  • улучшается лимфоток и кровообращение;
  • устраняется зажим нервных окончаний;
  • исчезает ощущение скованности;
  • проходит отек;
  • начинается процесс регенерации;
  • ускоряется обмен веществ;
  • усиливается иммунитет;
  • выводятся шлаки и токсины;
  • стимулируется выработка коллагена, улучшающего здоровье суставов;
  • суставы становятся крепче и подвижней;
  • пропадают боли в суставах от изменения погоды;
  • укрепляется общее состояние пациента;
  • улучшается настроение и появляется прилив жизненных сил.

Плюсы и минусы карбокситерапии

Достоинства:

  • процедура вызывает минимальный дискомфорт;
  • отсутствует реабилитационный период;
  • активизировав восстановительные процессы, углекислый газ выводится из организма через легкие и почки через несколько минут;
  • безопасность;
  • отсутствие ограничений по возрасту;
  • эффект после первой процедуры;
  • не вызывает осложнений при отсутствии противопоказаний.

Недостатки:

  • Процедура не устраняет проблему полностью, она эффективна только при комплексном лечении, совместно с другими оздоровительными и лечебными мероприятиями.

Подготовка к процедуре

  1. Изучить все противопоказания, представленные выше и убедиться, что у вас их нет.
  2. Вспомнить историю ваших заболеваний.
  3. Записаться на прием к специалисту, рассказать о хронических болезнях, что беспокоит и еще раз убедится от врача, в том, что процедура вам показана.
  4. Получить услугу.

Как проходит процедура

В нашей клинике процедуру карбокситерапии делает квалифицированный врач с большим опытом работы. Именно специалисты нашей клиники первыми в Туле начали применять этот метод.

  1. Врач убеждается в том, что нет противопоказаний, изучая историю болезней пациента. Назначает курс лечения.
  2. Определяет проблемные места, уточняет какие беспокоят суставы и где болит спина.
  3. Подготавливает инструмент и препараты.
  4. Дезинфицирует поверхность кожи для безопасного введения CO2.
  5. Врач набирает набирают в специальный аппарат для введения инъекций небольшое количество смеси с углекислым газом, надевают одноразовую стерильную насадку с тонкой иглой.
  6. Врач делает небольшие газовые уколы в проблемные места. В первые 2-3 минуты может ощущаться небольшое жжение, после чего организм привыкает и пациент не ощущает дискомфорта.
  7. Пациент немного отдыхает и может далее заниматься своими делами.

Уход после процедуры

Какой-то особый уход после карбокситерапии не требуется. После процедуры рекомендуется отдохнуть 10-15 минут, а затем можно заниматься привычными делами. В некоторых случаях врач может порекомендовать небольшую физическую активностью - сделать упражнения или прогуляться.

Как правило, для достижения заметного длительного эффекта от карбокситерапии врач назначает курс, состоящий из нескольких процедур. Поэтому пациенту через указанное время необходимо снова прийти к врачу для проведения новых процедур.

Если у вас болит спина или суставы, запишитесь на прием к нашему специалисту на процедуру карбокситерапии по телефону +7 (4872) 49-57-57 или через форму на сайте.

Карбокситерапия для суставов - методы, показания, рекомендации

Карбокситерапия для суставов активно применяется в клиниках и оздоровительных центрах Европы наравне с лечением минеральными водами. В основе процедуры заложено воздействие активных молекул углекислого газа на позвоночник и суставы. При введении определенного объема СО2 увеличивается их подвижность и частично или полностью снимается болевой синдром, вызываемый рядом дегенеративных заболеваний хрящевой и костной ткани.

Газовые уколы, обладающие бактерицидным и противовоспалительным действием, выполняются сертифицированным врачом-косметологом с применением диффузионного пистолета, оснащенного стерильной иглой и тонкими насадками, делающими лечение суставов углекислым газом практически безболезненным.

Для кого подходит?

Карбокситерапия – это методика профилактики и лечения заболеваний, поражающих опорно-двигательную систему, которая подходит любому пациенту, не имеющему противопоказаний:

  • болезни сердца;
  • кожные высыпания;
  • хронические заболевания печени;
  • проблемы с дыхательной системой;
  • онкология;
  • беременность и последующая лактация.

Показания к проведению процедуры

Карбокситерапия используется для лечения суставов. Она направлена на устранение проблем опорно-двигательной системы, среди которых:

  • артриты и артрозы;
  • воспаление и дистрофические изменения в связках;
  • ревматизм;
  • дегенеративные разрушения межпозвонковых дисков, среди которых остеохондроз, а также протрузии или грыжи;
  • вестибулярные нарушения;
  • регулярные болевые симптомы в области спины и суставов.

Газовые инъекции иногда применяются для лечения заболеваний в неврологии (мигрени), флебологии (варикоз) и урологии или гинекологии (снятие воспаления органов, расположенных в области малого таза). Процедура помогает восстановиться после избыточных нагрузок и травм в спорте.

Побочные реакции и возможные осложнения

Карбокситерапия для лечения суставов абсолютно безопасна – аллергические реакции или возможные осложнения практически исключены! Дело в том, что углекислый газ и так участвует во многих биологических и химических процессах организма. Его избыток после процедуры выводится через почки и лёгкие буквально за 10-20 минут. Сеанс карбокситерапии часто назначают пациентам, которым запрещено стандартное медикаментозное лечение. То, что отсутствуют противопоказания, отзывы клиентов, прошедших процедуру, полностью подтверждают!

Как действует?

Боль в суставах возникает из-за нехватки в тканях и клетках тела кислорода (ишемия). К этому приводит гиподинамия, сидячая работа, нарушения микроциркуляции крови или лимфы. При кислородном голодании мышцы «забиваются» и происходит уплотнение тканей, что вызывает болевой синдром.

Процедура карбокситерапии усиливает кислородное голодание клеток, что моментально приводит к значительному расширению капилляров и усилению притока крови к проблемной зоне. Она приносит с собой дополнительный кислород и насыщает ним клетки тела. После карбокситерапии его концентрация в прилегающих тканях возрастает примерно в 3 раза. Это активизирует организм, и он начинает восстанавливаться:

  • снимается воспаление суставов;
  • снижается вегетативная напряженность;
  • приходит в норму обмен веществ, что способствует выведению шлаков и токсинов;
  • оптимизируется микроциркуляция капиллярной крови и лимфообмен;
  • исчезает болевой синдром;
  • снимается мышечная напряженность, проходит отёчность и спазмы.

Введение инъекциями под кожу углекислого газа производится непосредственно в проблемные области суставов и позвоночника, например, в прилегающие спазмированные мышцы, а также в рефлекторные точки.

Видео процедуры карбокситерапии аппаратом INDAP INSUF:

Проведение процедуры карбокситерапии на локтевом суставе

Процедура карбокситерапии на коленном суставе

Периодичность проведения процедуры

В среднем курс составляет 5-12 инъекций, но его длительность определяется индивидуально. Например, карбокситерапия при остеохондрозе проводится 1-3 раза в неделю на протяжении месяца, в зависимости от выраженности болевого синдрома.

Купить или арендовать на время (Москва и Московская область) аппарат для лечения болезней, используя метод карбокситерапии, вы сможете, обратившись в ООО «ЛангерТех Компании» (PhysioMedica). Мы предлагаем своим клиентам оборудование INDAP Insuf, а также проводим обучение медицинского персонала правильной методике подкожного введения углекислого газа.

Аппарат для карбокситерапии суставов

Отзывы клиентов, опробовавших газовые уколы

Елена, 31 год

Очень помог курс карбоксигенотерапии. Газовые уколы поставили меня на ноги буквально за 5 дней, а для этого не могла без посторонней помощи даже встать с кровати из-за болей в спине.

Артем Сергеевич, 54 года

Процедуру карбокситерапии мне посоветовал доктор после постановки диагноза остеохондроз. Весь курс лечения занял 35 дней, но боли в шее прошли уже с первого сеанса.

Анна, 34 года

Последние несколько лет у меня «на погоду» всегда болели суставы. Мой косметолог рекомендовала попробовать газовые уколы, за что я ей очень благодарна. 5 сеансов и больше никаких болей!

отзывы о уколах углекислым газом

Карбокситерапия – новый метод лечения, часто применяемый при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Он представляет собой лечение уколами углекислого газа. Карбокситерапия нередко используется при остеохондрозе, т. к. она является действенным методом избавления от болей и значительно улучшает общее самочувствие пациента, положительно влияет на течение болезни.

Суть метода и принцип действия

Метод основан на использовании инъекций стерилизованного углекислого газа, полностью очищенного от посторонних примесей. Его высокое качество подтверждено специальными сертификатами, следовательно, бояться такого вмешательства в организм не стоит. При проведении карбокситерапии углекислый газ вводится через специальный медицинский инструмент, по внешнему виду напоминающий пистолет. С его помощью легко контролируется поток газа, его количество, необходимое для введения, а также глубина проникновения иглы. Все эти параметры варьируются в зависимости от участка тела и индивидуальных особенностей пациента.

Метод основан на использовании инъекций стерилизованного углекислого газа.

Карбокситерапия при остеохондрозе действует следующим образом:

  • Введение углекислого газа под кожу вызывает гипоксию тканей.
  • Внезапно возникший недостаток кислорода дает сигнал организму о нехватке питательных веществ, что является стимулом для ускорения обменных процессов.
  • В результате в месте введения газа значительно увеличивается приток крови, наблюдаются расширение капилляров, активное ускорение обмена веществ.

Все эти процессы естественным путем устраняют неприятные болевые ощущения от остеохондроза, повышают тонус организма, запускают регенерацию тканей позвоночника.  Организм выводит углекислый газ за несколько минут через почки и легкие, эффект от укола сохранятся на большой промежуток времени.

Кому рекомендуется использовать

Карбокситерапия – универсальная процедура, которую возможно использовать не только при тяжелых формах заболевания остеохондрозом, но и в качестве профилактики. Регулярное ее применение значительно улучшает самочувствие пациента, страдающего остеохондрозом, избавляет от болевого синдрома. Для лечения остеохондроза необходимо пройти курс от 3 до 12 сеансов, каждый из которых включает в себя несколько уколов углекислым газом. Промежуток между сеансами должен составлять от 20 до 30 дней. Все эти параметры определяются лечащим врачом, проводить карбокситерапию без показаний специалиста запрещено.

Многие пациенты отмечают, что проведения курса лечения карбокситерапией при остеохондрозе раз в год достаточно для значительного облегчения состояния. В комплексе с данной процедурой можно использовать другие методы лечения заболевания: физиотерапию, медикаментозное лечение, лазеротерапию, магнитотерапию и т. д. Наилучший эффект отмечается при ежегодном прохождении санаторно-курортного лечения остеохондроза, в курс которого включена карбокситерапия.

Карбокситерапия активно используется в косметологии: с помощью инъекций углекислого газа выравнивается цвет кожи, улучшается ее состояние, исчезает дряблость.

Карбокситерапия способствует значительному улучшению подвижности суставов, снимает отечность, воспаления, расслабляет мышцы, устраняет болевые ощущения. Все указанные эффекты от уколов ощущаются многими пациентами уже после первой процедуры. При продолжении лечения карбокситерапией отмечается возникновение регенеративного процесса, происходит избавление от шлаков, токсинов и прочих отложений в области суставов.

Газовые уколы, применяемые для спины и суставов, назначаются не только при остеохондрозе, но и при других заболеваниях суставов. Карбокситерапия может быть показана при артрозе, артрите и других дистрофических изменениях опорно-двигательного аппарата. Кроме того, карбокситерапия активно используется в косметологии: с помощью инъекций углекислого газа выравнивается цвет кожи, улучшается ее состояние, исчезает дряблость. Данная процедура эффективна при борьбе с целлюлитом, растяжками и некоторыми другими дефектами кожи.

Как проходит процедура

Карбокситерапия проводится в медицинском кабинете. Первоначально определяются места введения углекислого газа. Это зависит от вида и локализации остеохондроза. В зависимости от степени тяжести заболевания врач определяет количество углекислого газа, необходимое для укола. После этого пациент укладывается на кушетку, врач обеззараживает участки кожи. Медицинский пистолет наполняется нужным количеством вещества, затем готовится к работе.

Уколы при карбокситерапии практически безболезненны, так как делаются очень тонкой иглой.

Уколы при карбокситерапии ставятся очень тонкой иглой, благодаря чему сам укол практически безболезнен. Инъекции ставятся подряд, без временного промежутка, обкалываются участки вблизи позвоночника, пораженного остеохондрозом. В области уколов может появиться легкое жжение, которое проходит в течение минуты. Если в результате проведения процедуры задеты капилляры и появилось небольшое количество крови, ранка заклеивается пластырем. Спустя некоторое время в местах воздействия газом могут появиться припухлость и кровоподтеки – это считается нормой.

Сразу после газовых уколов при остеохондрозе рекомендуется сделать разминку или прогуляться. Так циркуляция крови дополнительно увеличивается, а эффект от процедуры возрастает. Реабилитация после карбокситерапии не требуется: достаточно не мочить пораженные участки кожи первые 10 часов, избегать сильной физической нагрузки до исчезновения отечности.

Побочные действия и противопоказания

Карбокситерапия при остеохондрозе имеет мало противопоказаний:

  • Заболевания кожи – дерматиты, воспаления, повреждение кожных покровов и т. п.
  • Беременность, грудное вскармливание.
  • Болезни печени и почек.
  • Тромбофлебит.
  • Нарушение артериального давления.
  • Заболевания сердечно-сосудистой системы.
  • Психические расстройства.
  • Эпилепсия.
  • Инфекционные заболевания.

Серьезные побочные эффекты возникают крайне редко. Чаще всего отмечаются появление жжения сразу после введения газового укола, возникновение припухлости, покраснения, гематомы. В течение нескольких часов после процедуры пациент может ощущать чувство тяжести в местах инъекций, в течение получаса – похрустывание.

Сила проявления побочных эффектов зависит от болевого порога пациента и прочих индивидуальных особенностей организма. Некоторые пациенты чувствуют дрожь, приступы жара, покалывание – это обусловлено действием газа и резким усилением местного кровообращения.

Заключение

Процедура карбокситерапии при остеохондрозе – достаточно действенный метод лечения, имеющий минимальное количество противопоказаний за счет безопасности используемого сырья. Регулярное ее применение способствует не только улучшению общего состояния пациента, но и восстановлению тканей суставов, т. е. выздоровлению. Универсальность карбокситерапии позволяет применять ее для пациентов любого возраста и пола, а отсутствие процесса реабилитации является значительным достоинством для людей, ведущих активный образ жизни.

Подземные инъекции превращают углекислый газ в камень | Наука

Исследователи, работающие в Исландии, говорят, что они открыли новый способ улавливать углекислый газ, вызывающий парниковый эффект (CO 2 ), глубоко под землей: превращая его в горную породу. Результаты, опубликованные на этой неделе в журнале Science , показывают, что введение CO 2 в вулканические породы запускает реакцию, которая быстро формирует новые карбонатные минералы, потенциально блокируя газ навсегда.Чтобы технология стала коммерчески жизнеспособной, она должна преодолеть некоторые препятствия. Но ученые говорят, что проект, получивший название CarbFix, дает луч надежды на осажденные усилия по борьбе с изменением климата путем улавливания и хранения CO 2 от электростанций. «Это большой шаг вперед», - говорит Салли Бенсон из Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния, геолог, не связанный с проектом.

Десятки пилотных проектов по всему миру пытались протестировать улавливание и хранение углерода (CCS) как способ сокращения выбросов CO 2 электростанциями.Очень немногие из них были расширены из-за непомерно высоких затрат, оцениваемых в 50–100 долларов за тонну секвестрированного CO 2 .

CCS также сталкивается с техническими трудностями, и одна из самых больших - это место для хранения уловленного газа. Большинство исследователей отдают предпочтение образованиям из осадочных пород, часто из песчаника, содержащего соленые грунтовые воды или истощенных нефтяных скважин, потому что промышленность имеет большой опыт работы с ними. Но ученые опасаются, что трещины в слоях горных пород, покрывающие водоносные горизонты, могут позволить CO 2 просочиться обратно в атмосферу.

Итак, в 2006 году исландские, американские и французские ученые предложили другой подход: введение CO 2 в подземные слои базальта, темной вулканической породы, лежащей в основе океанов Земли и появляющейся в некоторых частях континентов. Они знали, что в отличие от песчаника, базальт содержит металлы, которые реагируют с CO 2 , образуя карбонатные минералы, такие как кальцит, - процесс, известный как карбонизация. Но они думали, что процесс может занять много лет. Чтобы выяснить это, они запустили эксперимент CarbFix в 25 км к востоку от Рейкьявика, намереваясь дозировать обильный подземный базальт Исландии с CO 2 , который пузырится из охлаждающей подземной магмы и собирается на близлежащей геотермальной электростанции.

В 2012 году исследователи закачали 220 тонн CO 2 , приправленного тяжелым углеродом для мониторинга, в слои базальта на глубине от 400 до 800 метров под поверхностью. Они также добавили дополнительную воду, которая, вступив в реакцию с газом, образовала ключевой двигатель минеральных реакций - угольную кислоту. Затем они контролировали pH, геохимию и другие характеристики недр, взяв пробы из близлежащих скважин.

То, что произошло потом, поразило команду. Примерно через полтора года насос в контрольном колодце продолжал выходить из строя.Разочарованные, инженеры подняли насос и обнаружили, что он был покрыт бело-зеленой шкалой. Тесты определили его как кальцит, содержащий тяжелый углеродный индикатор, который обозначил его как продукт карбонизации.

Измерения растворенного углерода в подземных водах показали, что более 95% закачанного углерода уже преобразовано в кальцит и другие минералы. «Было большим сюрпризом, что карбонизация произошла так быстро, - говорит Юрг Маттер, геолог CarbFix из Саутгемптонского университета в Великобритании.Лабораторные испытания, проведенные командой Маттера и другими, наряду с компьютерным моделированием, ранее предполагали, что карбонизация базальта займет не менее десяти лет. (Водоносные горизонты песчаника настолько инертны, что считается, что карбонизация занимает столетия на обычных участках CCS.)

Быстрая карбонизация «означает, что этот метод может быть эффективным способом хранения CO 2 под землей - постоянно и без риска утечки», - говорит Маттер. Неопубликованные данные аналогичного проекта в базальте у реки Колумбия недалеко от Валлулы, штат Вашингтон, указывают на аналогичный вывод.И нет недостатка в базальтовых формациях на суше или в море, которые могли бы сделать CCS возможными для электростанций, «не вблизи осадочных пород или истощенных нефтяных скважин», - добавляет Маттер.

Требуются более масштабные полевые испытания, говорит геолог Питер Келемен из Колумбийского университета, чтобы подтвердить, что такая высокая фракция закачанного углерода была минерализована. (Columbia является партнером CarbFix, но Келемен не участвует в этом проекте.) Масштабные демонстрации также могут гарантировать, что скорость реакции не станет недостатком, говорит Бенсон из Стэнфорда.Она опасается, что если карбонизация приводит к образованию минералов, которые быстро закупоривают поры в базальте, они могут улавливать CO 2 рядом с местом нагнетания, вместо того, чтобы позволить ему распространиться по породе.

Но даже собственные ученые CarbFix признают, что самое большое препятствие для CCS в базальте - финансовое: у энергетических компаний нет особых стимулов для этого. «Без цены на выбросы углерода нет экономического обоснования», - признает Маттер, который надеется, что политики создадут такой стимул. В противном случае проекты из базальта могут постигнуть та же участь, что и десятки традиционных проектов CCS по всему миру, которые не были коммерциализированы.Между тем, говорит Бенсон, успех в Исландии можно только приветствовать. «Мы все могли бы использовать некоторые положительные новости в этой области», - говорит она.

.

Двуокись углерода как антиоксидант - Системы функциональных характеристик (FPS)

См. Также:
Защитите митохондрии
Основы двуокиси углерода
Сравнение: двуокись углерода против молочной кислоты
Сравнение: окислительный метаболизм против. Гликолитический метаболизм
Промоторы эффективного против неэффективного метаболизма углекислого газа улучшают метаболизм на высоте
. Диоксид
Низкий уровень CO2 при гипотиреозе
Защитная высота
Парадокс лактата: высокая высота и упражнения
Защитный углекислый газ, упражнения и производительность
Синергетическое влияние креатина и пищевой соды на работоспособность
Ray Peat, PhD по двуокиси углерода, долголетию и регенерации
Высота повышает уровни T3
Митохондрии и смертность
Высота и смертность
Лактат vs.CO2 в ранах, болезнях и старении; Другой подход к раку

Цитаты Рэя Пита, доктора философии:
«Подавление митохондриального дыхания увеличивает производство токсичных свободных радикалов, а снижение содержания углекислого газа делает белки более восприимчивыми к атаке свободных радикалов».

«Присутствие углекислого газа является показателем правильного дыхания митохондрий».

«В каждом типе ткани именно неспособность окислить глюкозу вызывает окислительный стресс и повреждение клеток.”

Physiol Res. 2002; 51 (4): 335-9.
Роль диоксида углерода в свободнорадикальных реакциях организма.
Весела А., Вильгельм Дж.
Двуокись углерода взаимодействует как с химически активными формами азота, так и с активными формами кислорода. В присутствии супероксида NO реагирует с образованием пероксинитрита, который реагирует с CO2 с образованием нитрозопероксикарбоната. Это соединение перестраивается в нитрокарбонат, который склонен к дальнейшим реакциям. В водной среде наиболее вероятной реакцией является гидролиз с образованием карбоната и нитрата.Таким образом, чистым эффектом CO2 является удаление пероксинитрита и предотвращение нитрования и окислительного повреждения. Однако в неполярной среде мембран нитрокарбонат претерпевает другие реакции, приводящие к нитрованию белков и окислительному повреждению. Когда NO реагирует с кислородом в отсутствие супероксида, образуются нитрующие частицы N2O3. CO2 взаимодействует с N2O3 с образованием нитрозильного соединения, которое при физиологическом pH гидролизуется до азотистой и угольной кислоты. Таким образом, CO2 также предотвращает реакции нитрования.CO2 защищает супероксиддисмутазу от окислительного повреждения, вызванного перекисью водорода. Однако в этой реакции образуются карбонатные радикалы, которые могут распространять окислительное повреждение. I т было обнаружено, что гиперкапния in vivo защищает от повреждающего действия ишемии или гипоксии. Было предложено несколько механизмов для объяснения защитной роли CO2 in vivo. Наиболее важным, по-видимому, является стабилизация комплекса железо-трансферрин, который предотвращает участие ионов железа в инициации свободнорадикальных реакций.

Физиол Ж Им И М Сеченова. 1995 Февраль; 81 (2): 47-52.
[Неизвестная физиологическая роль диоксида углерода].
[Статья на русском языке]
Баев В.И., Васильева И.В., Львов С.Н., Шугалей И.В.
У крыс, адаптированных к гипоксии, показано постепенное повышение СО и снижение моносиалоганглиозидов, а также недостаточное накопление продуктов перекисного окисления липидов. Полученные данные свидетельствуют о том, что углекислый газ является естественным элементом системы антиоксидантной защиты организма.

Вопр Мед Хим. 1996 июль-сентябрь; 42 (3): 193-202.
[Способность углекислого газа ингибировать образование супероксидного анион-радикала в клетках и его биомедицинская роль].
[Статья на русском языке]
Коган А.Х., Грачев С.В., Елисеева С.В., Болевич С.
Исследование выполнено на фагоцитах крови и альвеолярных макрофагах 96 человек, клетках внутренних органов и тканевых фагоцитах (печени, головного мозга, миокарда, легкие, почки, желудок, скелетные мышцы), а также на митохондриях печени 186 нелинейных белых мышей. Генерация активных форм кислорода (AOF) оценивалась различными методами, при этом CO2 напрямую воздействовал на клетки и биоптаты и косвенно на весь организм. Результаты показывают, что CO2 с напряжением, близким к напряжению крови (37,0 мм рт. Ст.), И при более высоком напряжении (60 и 146 мм рт. Ст.) Является мощным ингибитором образования AOF клетками человека и животных, а также митохондриями печени мышей. . Полученные данные позволяют объяснить с точки зрения роли АОФ ряд физиологических и патофизиологических (медицинских) эффектов СО2.

Изв. Акад. Наук сер. Биол. 1997 март-апрель; (2): 204-17.
[Углекислый газ - универсальный ингибитор генерации клетками активных форм кислорода (разгадка одной загадки эволюции)].
[Статья на русском языке]
Коган А.Х., Грачев С.В., Елисеева С.В., Болевич С.
Исследования проведены на фагоцитах крови и альвеолярных макрофагах 96 человек, на клетках внутренних органов и тканевых фагоцитах (печень, мозг, миокард). , легкие, почки, желудок и скелетные мышцы) и митохондрии печени 186 случайно выведенных белых мышей.Генерацию активных форм кислорода определяли разными методами после прямого воздействия СО2 на клетки и биопсии и косвенного воздействия СО2 на целостный организм. Полученные результаты позволяют предположить, что CO2 при напряжении, близком к наблюдаемому в крови (37,0 мм рт. Ст.), И высоком напряжении (60 или 146 мм рт. Ст.), Является мощным ингибитором генерации активных форм кислорода клетками и митохондриями человека и тканей. Механизм действия СО2, по-видимому, частично реализуется за счет ингибирования активности НАДФН-оксидазы.Полученные результаты важны для расшифровки парадокса эволюции, сохранения жизни при появлении кислорода в атмосфере и смене анаэробиоза аэробиозом, а также для выяснения ряда других проблем биологии и медицины, а также для анализа глобальной биоэкологической проблемы, такой как как никогда возрастает содержание СО2 в атмосфере.

Патол Физиол Эксп Тер. 1995 июль-сентябрь; (3): 34-40.
[Сравнительное исследование влияния углекислого газа на выработку лейкоцитами активных форм кислорода при здоровье и бронхиальной астме].
[Статья на русском языке]
Коган АХ, Болевич С, Даниляк И.Г.
Исследование проводилось с использованием лейкоцитов, выделенных от 74 практически здоровых доноров и 60 пациентов с бронхиальной астмой. Образование активных форм кислорода определяли люминоло- и люцигенин-зависимыми хемилюминесцентными методами и NTC-реакцией. Полученные данные позволяют предположить, что при напряжении, близком к напряжению крови 37,5 мм рт. Ст. И высоком напряжении 146 мм рт. Ст., Это мощный естественный ингибитор лейкоцитарной генерации активных форм кислорода.При обострении у большинства (70%) больных бронхиальной астмой угнетающее действие углекислого газа на лейкоцитарную генерацию активных форм кислорода снижалось, что потенцирует свободнорадикальный механизм развития бронхиальной астмы. Можно считать, что описанное в литературе использование углекислого газа для лечения бронхиальной астмы оправдано только для меньшей доли пациентов, которые сохранили высокую чувствительность к ингибирующему действию углекислого газа на образование активных форм кислорода.

Vojnosanit Pregl. 1996 июль-август; 53 (4): 261-74.
[Углекислый газ подавляет образование активных форм кислорода в клетках человека и животных и значение этого явления в биологии и медицине].
[Статья на сербском]
Болевич С., Коган А.Х., Грачев С.В., Елисеева С.В., Даниляк И.Г.
Влияние углекислого газа (СО2) на образование активных форм кислорода (АОФ) в мононуклеарных клетках человека (фагоциты крови и альвеолярные макрофаги) и клетках животных (тканевые фагоциты, паренхиматозные и интерстициальные клетки печени, почек, легких, головного мозга и желудка) исследованы.Генерацию АОФ исследовали методами хемилюминесценции (ХЛ) с использованием реакции люминола, люцигенина и NBT (нитросинего тетразолия). Установлено, что СО2 в концентрациях, близких к концентрациям в крови (5,1%, pCO2 37,5 мм рт. Ст.), И при высоких концентрациях (8,2%, pCO2 60 мм рт. Ст .; 20%, pCO2 146 мм рт. Ст.) Проявляет выраженный ингибирующий эффект на генерацию AOF во всех случаях. исследуемых клеток (обычно уменьшая ее в 2–4 раза). Эти результаты были получены не только после прямого контакта изолированных клеток с СО2, но и после воздействия СО2 на все тело.Кроме того, установлено, что газовая смесь венозной крови (СО2 - 45 мм рт. Ст., + O2 - 39 мм рт. Ст., + N2 - 646 мм рт. Ст.) Подавляет генерацию АОФ в указанных клетках сильнее, чем газовая смесь артериальной крови (СО2 - 40 мм рт. Ст., + O2 - 95 мм рт. Ст., + N2 - 595 мм рт. Ст.). Механизм действия углекислого газа был разработан частично за счет ингибирования генерации OAF в митохондриях и за счет замедления окислительной активности NADPH. Наконец, было установлено, что CO2 приводит к лучшей координации окисления и фосфорилирования и увеличивает скорость фосфорилирования в митохондриях печени.Результаты ясно подтвердили общее свойство CO2 значительно ингибировать генерацию AOF во всех типах клеток. Это способствует новому объяснению известного эволюционного парадокса: сохранение жизни и организмов на Земле, когда кислород, оказывающий токсическое воздействие на клетки через AOF, присутствует в атмосфере. Результаты также могут быть использованы для нового объяснения сосудорасширяющего действия СО2 и благоприятного влияния гиперкапнотерапии на течение некоторых форм бронхиальной астмы.Результаты, вероятно, важны для анализа такой важной биоэкологической проблемы, как увеличение концентрации СО2 в атмосфере и его влияние на людей и животных.

==================================
Влияние на здоровье по сравнению с болезнями:

J Pharmacol Exp Ther. 2012 сентябрь; 342 (3): 608-18. DOI: 10.1124 / jpet.112.192120. Epub 2012 13 июня.
Окислительная защита или окислительный стресс?
Naviaux RK.
В этом обзоре я сообщаю доказательства того, что основная область биологии окислительного повреждения быстро движется в неправильном направлении более 50 лет.Активные формы кислорода (АФК) и хронические окислительные изменения липидов и белков мембран, обнаруживаемые при многих хронических заболеваниях, не являются результатом случайного повреждения. Вместо этого эти изменения

.

Двуокись углерода

Что такое двуокись углерода и как она обнаруживается?

Джозеф Блэк, шотландский химик и врач, впервые обнаружил углекислый газ в 1750-х годах. При комнатной температуре (20-25 o C) углекислый газ представляет собой бесцветный газ без запаха, слабокислый и негорючий.
Углекислый газ - это молекула с молекулярной формулой CO 2 . Линейная молекула состоит из атома углерода, который дважды связан с двумя атомами кислорода, O = C = O.
Хотя диоксид углерода в основном находится в газообразной форме, он также имеет твердую и жидкую формы. Он может быть твердым только при температуре ниже -78 o C. Жидкая двуокись углерода существует в основном при растворении двуокиси углерода в воде. Углекислый газ растворяется в воде только при поддержании давления. После падения давления газ CO2 попытается уйти в воздух. Это событие характеризуется образованием пузырьков CO2 в воде.

CO 2 -молекула

[../_adsense/adlink hori uk general.htm]

Свойства двуокиси углерода

Углекислый газ имеет несколько физических и химических свойств.
Здесь мы суммируем их в таблице.

Свойство

Значение

Молекулярный вес

44,01

Удельный вес

1.53 при 21 o C

Критическая плотность

468 кг / м 3

Концентрация в воздухе

370,3 * 10 7 ppm

Стабильность

Высокая

Жидкость

Давление <415.8 кПа

Твердое вещество

Температура <-78 o C

Константа Генри для растворимости

298,15 моль / кг * бар

Растворимость в воде

0,9 об. / Об. При 20 o C

Где на Земле мы находим диоксид углерода?

Углекислый газ можно найти в основном в воздухе, но также и в воде как часть углеродного цикла.Мы можем показать вам, как работает углеродный цикл, с помощью объяснения и схематического изображения. -> Перейти к углеродному циклу.

Применение двуокиси углерода людьми

Люди используют двуокись углерода по-разному. Самый известный пример - его использование в безалкогольных напитках и пиве для придания им газообразности. Двуокись углерода, выделяемая разрыхлителем или дрожжами, поднимает тесто для торта.
В некоторых огнетушителях используется углекислый газ, потому что он плотнее воздуха. Углекислый газ может покрыть огонь из-за своей тяжести.Это предотвращает попадание кислорода в огонь, и в результате горящий материал лишается кислорода, необходимого для продолжения горения.
Двуокись углерода также используется в технологии, называемой сверхкритической жидкостной экстракцией, которая используется для удаления кофеина из кофе. Твердая форма углекислого газа, широко известная как сухой лед, используется в театрах для создания сценических туманов и создания пузырей вроде «волшебных зелий».

Роль двуокиси углерода в экологических процессах

Двуокись углерода - один из наиболее распространенных газов в атмосфере.Углекислый газ играет важную роль в жизненно важных процессах растений и животных, таких как фотосинтез и дыхание. Эти процессы будут кратко объяснены здесь.

Зеленые растения превращают углекислый газ и воду в пищевые соединения, такие как глюкоза и кислород. Этот процесс называется фотосинтезом.

Реакция фотосинтеза следующая:
6 CO 2 + 6 H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Растения и животные, в свою очередь, преобразовывают пищевые соединения, объединяя их с кислородом, чтобы высвободить энергию для роста и другой жизнедеятельности.Это процесс дыхания, обратный фотосинтезу.

Реакция дыхания следующая:
C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 -> 6 CO 2 + 6 H 2 O

Фотосинтез и дыхание важную роль в углеродном цикле и находятся в равновесии друг с другом.
Фотосинтез преобладает в более теплое время года, а дыхание - в более холодное время года. Однако оба процесса происходят круглый год.Таким образом, в целом содержание углекислого газа в атмосфере уменьшается в течение вегетационного периода и увеличивается в остальное время года.
Поскольку сезоны в северном и южном полушариях противоположны, углекислый газ в атмосфере увеличивается на севере и уменьшается на юге, и наоборот. Цикл более отчетливо присутствует в северном полушарии; потому что здесь относительно больше суши и наземной растительности. Океаны доминируют в южном полушарии.

Влияние двуокиси углерода на щелочность

Двуокись углерода может изменять pH воды.Вот как это работает:

Двуокись углерода слегка растворяется в воде с образованием слабой кислоты, называемой угольной кислотой, H 2 CO 3 , в соответствии со следующей реакцией:
CO 2 + H 2 O - -> H 2 CO 3

После этого углекислота слабо и обратимо реагирует в воде с образованием катиона гидроксония H 3 O + и бикарбонат-иона HCO 3 - согласно следующему реакция:
H 2 CO 3 + H 2 O -> HCO 3 - + H 3 O +

Это химическое поведение объясняет, почему вода, которая обычно имеет нейтральный pH 7 имеет кислый pH приблизительно 5.5 при контакте с воздухом.

Выбросы углекислого газа людьми

В результате деятельности человека количество CO 2 , выбрасываемое в атмосферу, за последние 150 лет значительно увеличилось. В результате он превысил количество, поглощенное биомассой, океанами и другими стоками.
Концентрация углекислого газа в атмосфере выросла с 280 ppm в 1850 году до 364 ppm в 1998 году, в основном из-за деятельности человека во время и после промышленной революции, которая началась в 1850 году.
Люди увеличивают количество углекислого газа в воздухе за счет сжигания ископаемого топлива, производства цемента, расчистки земель и сжигания лесов. Около 22% нынешних концентраций CO 2 в атмосфере существует из-за этой деятельности человека, учитывая, что естественные количества диоксида углерода не меняются. Мы более подробно рассмотрим эти эффекты в следующем абзаце.

Экологические проблемы - парниковый эффект

Тропосфера - это нижняя часть атмосферы толщиной около 10-15 километров.В тропосфере есть газы, называемые парниковыми газами. Когда солнечный свет достигает Земли, часть его превращается в тепло. Парниковые газы поглощают часть тепла и удерживают его у поверхности земли, так что земля нагревается. Этот процесс, широко известный как парниковый эффект, был открыт много лет назад и позднее подтвержден лабораторными экспериментами и атмосферными измерениями.
Жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, существует только благодаря этому естественному парниковому эффекту, потому что этот процесс регулирует температуру земли.Когда не было бы парникового эффекта, вся земля была бы покрыта льдом.
Количество тепла, удерживаемого в тропосфере, определяет температуру на Земле. Количество тепла в тропосфере зависит от концентрации парниковых газов в атмосфере и времени, в течение которого эти газы остаются в атмосфере. Наиболее важными парниковыми газами являются диоксид углерода, CFC (хлор-фторуглероды), оксиды азота и метан.

С начала промышленной революции в 1850 году человеческие процессы стали причиной выбросов парниковых газов, таких как CFC и диоксид углерода.Это вызвало экологическую проблему: количество парниковых газов выросло настолько сильно, что климат Земли меняется из-за повышения температуры. Это неестественное дополнение к парниковому эффекту известно как глобальное потепление. Предполагается, что глобальное потепление может вызвать усиление штормовой активности, таяние ледяных шапок на полюсах, что вызовет затопление обитаемых континентов, и другие экологические проблемы.

Вместе с водородом диоксид углерода является основным парниковым газом.Однако водород не выделяется во время промышленных процессов. Люди не вносят вклад в количество водорода в воздухе, оно изменяется естественным образом только в течение гидрологического цикла, и в результате не является причиной глобального потепления.
Увеличение выбросов углекислого газа вызывает около 50-60% глобального потепления. Выбросы углекислого газа выросли с 280 ppm в 1850 году до 364 ppm в 1990-х годах.

В предыдущем абзаце упоминались различные виды деятельности человека, которые способствуют выбросу углекислого газа.Из этих видов деятельности сжигание ископаемого топлива для производства энергии вызывает около 70-75% выбросов диоксида углерода, являясь основным источником выбросов диоксида углерода. Остальные 20-25% выбросов вызваны расчисткой и сжиганием земель, а также выбросами выхлопных газов автомобилей.
Большая часть выбросов углекислого газа происходит в результате промышленных процессов в развитых странах, таких как США и Европа. Однако выбросы углекислого газа в развивающихся странах растут.Ожидается, что в этом столетии выбросы углекислого газа увеличатся вдвое, и, как ожидается, они будут продолжать расти и вызывать проблемы после этого.
Углекислый газ остается в тропосфере от пятидесяти до двухсот лет.

Первым, кто предсказал, что выбросы углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива и других процессов горения вызовут глобальное потепление, был Сванте Аррениус, опубликовавший статью «О влиянии углекислоты в воздухе на температуру земли. »в 1896 году.
В начале 1930 года было подтверждено, что содержание двуокиси углерода в атмосфере действительно увеличивается. В конце 1950-х годов, когда были разработаны высокоточные методы измерения, было найдено еще больше подтверждений. К 1990-м годам теория глобального потепления получила широкое признание, хотя и не всеми. Вопрос о том, действительно ли глобальное потепление вызвано увеличением содержания углекислого газа в атмосфере, все еще обсуждается.

Рост концентрации углекислого газа в воздухе за последние десятилетия

Киотский договор

Мировые лидеры собрались в Киото, Япония, в декабре 1997 г., чтобы обсудить заключение мирового договора, ограничивающего выбросы парниковых газов, в основном из углекислый газ, который, как считается, вызывает глобальное потепление.К сожалению, хотя Киотские договоры какое-то время работали, Америка теперь пытается уклониться от них.

Углекислый газ и здоровье

Углекислый газ необходим для внутреннего дыхания в организме человека. Внутреннее дыхание - это процесс, при котором кислород транспортируется к тканям тела, а углекислый газ уносится от них.
Углекислый газ является гарантом pH крови, необходимого для выживания.
Буферная система, в которой диоксид углерода играет важную роль, называется карбонатным буфером.Он состоит из ионов бикарбоната и растворенного углекислого газа с угольной кислотой. Угольная кислота может нейтрализовать ионы гидроксида, которые при добавлении увеличивают pH крови. Ион бикарбоната может нейтрализовать ионы водорода, что может вызвать снижение pH крови при добавлении. Как увеличение, так и уменьшение pH опасно для жизни.

Известно, что углекислый газ не только является важным буфером в организме человека, но и оказывает воздействие на здоровье, когда его концентрации превышают определенный предел.

Углекислый газ представляет собой основную опасность для здоровья:
- Удушье . Вызвано выбросом углекислого газа в замкнутом или непроветриваемом помещении. Это может снизить концентрацию кислорода до уровня, непосредственно опасного для здоровья человека.
- Обморожение . Температура твердого углекислого газа всегда ниже -78 o C при обычном атмосферном давлении, независимо от температуры воздуха. Работа с этим материалом более одной-двух секунд без надлежащей защиты может вызвать серьезные волдыри и другие нежелательные эффекты.Газообразный диоксид углерода, выделяющийся из стального баллона, такого как огнетушитель, вызывает аналогичные эффекты.
- Повреждение почек или кома . Это вызвано нарушением химического равновесия карбонатного буфера. Когда концентрация углекислого газа увеличивается или уменьшается, вызывая нарушение равновесия, может возникнуть ситуация, угрожающая жизни.
[../_adsense/eng_hor.htm]

Ресурсы:

http://www.oism.org/pproject/s33p36.htm
http://cdiac.ornl.gov/pns/faq.html
http://www.ilpi.com/msds/ref/carbondioxide.html
Жизнь в окружающей среде, книга Дж. Тайлера Миллера

.

Оксиды углерода, кремния, германия, олова и свинца

Оксиды элементов в верхней части группы 4 являются кислыми, но кислотность оксидов падает по мере того, как вы спускаетесь по группе. Ближе к нижней части группы оксиды становятся более основными, хотя и никогда полностью не теряют своих кислотных свойств.

Оксид, который может проявлять как кислотные, так и основные свойства, называется амфотерным .

Таким образом, наблюдается тенденция от кислых оксидов в верхней части группы к амфотерным в нижней части.

 

Оксиды углерода и кремния

Окись углерода

Окись углерода обычно рассматривается как нейтральный оксид, но на самом деле он очень и очень слабокислый. Он не реагирует с водой, но будет реагировать с горячим концентрированным раствором гидроксида натрия с образованием раствора метаноата натрия.

Тот факт, что окись углерода взаимодействует с основным гидроксид-ионом, показывает, что он должен быть кислым.

 

Диоксиды углерода и кремния

Оба они слабокислые.

С водой

Диоксид кремния не реагирует с водой из-за сложности разрушения гигантской ковалентной структуры.

Двуокись углерода в некоторой степени реагирует с водой с образованием ионов водорода (строго говоря, ионов гидроксония) и ионов гидрокарбоната.

Всего эта реакция:

Раствор диоксида углерода в воде иногда называют угольной кислотой, но на самом деле только около 0.Фактически прореагировал 1% углекислого газа. Положение равновесия находится намного левее.

С основаниями

Двуокись углерода реагирует с раствором гидроксида натрия на холоде с образованием карбоната натрия или раствора гидрокарбоната натрия - в зависимости от пропорций реакции.

Диоксид кремния также реагирует с раствором гидроксида натрия, но только если он горячий и концентрированный. Образуется раствор силиката натрия.

Вы также можете быть знакомы с одной из реакций, происходящих при извлечении железа в доменной печи - в которой оксид кальция (из известняка, который является одним из сырьевых материалов) реагирует с диоксидом кремния с образованием жидкого шлака, силиката кальция. Это также пример реакции кислого диоксида кремния с основанием.

 

Оксиды германия, олова и свинца

Окиси

Все эти оксиды амфотерные - они проявляют как основные, так и кислотные свойства.

Основная природа оксидов

Все эти оксиды реагируют с кислотами с образованием солей.

Например, все они реагируют с концентрированной соляной кислотой. Кратко это можно представить как:

. . . где X может быть Ge и Sn, но, к сожалению, требует небольшой модификации для свинца.

Хлорид свинца (II) практически нерастворим в воде, и вместо получения раствора он образует нерастворимый слой над оксидом свинца (II), если вы будете использовать разбавленную соляную кислоту , что остановит реакцию.

Однако в этом примере мы говорим об использовании концентрированной соляной кислоты .

Большой избыток хлорид-ионов в концентрированной кислоте реагирует с хлоридом свинца (II) с образованием растворимых комплексов, таких как PbCl 4 2- . Эти ионные комплексы растворимы в воде, и проблема исчезает.

К сожалению, это означает, что вам нужно больше помнить!

.

Улавливание ферментативного диоксида углерода

В последнее десятилетие улавливание антропного диоксида углерода и его хранение или преобразование стали одной из основных задач, которые необходимо решить, чтобы контролировать рост температуры атмосферы на нашей планете. Одна возможность основывается на использовании ферментов карбоангидразы, которые, как давно известно, ускоряют гидратацию нейтральных водных молекул CO 2 до ионных бикарбонатов. В этой статье кратко излагается принцип, лежащий в основе использования этих ферментов.Приведены их основные характеристики, включая их структуру и кинетику катализа. Следующий специальный раздел посвящен основным типам разрабатываемых реакторов улавливания CO 2 , которые, возможно, будут использовать эти ферменты в промышленности. Наконец, возможное применение углекислых ангидразов для непосредственного хранения уловленного CO 2 в качестве инертных твердых карбонатов заслуживает обзора, представленного в заключительном разделе.

1. Введение

Одна из основных проблем, с которыми сегодня сталкивается наш мир, связана с улавливанием антропного углекислого газа, выброшенного в атмосферу в результате деятельности человека.Этот газ считается одним из основных атмосферных компонентов, ответственных за парниковый эффект и повышение температуры земной атмосферы [1, 2] с множеством нежелательных последствий, включая развитие инфекционных заболеваний [3]. Согласно отчету Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) об эволюции климата Земли, датированному 2007 годом, выброс этого газа в атмосферу увеличился на 80% с 1970 по 2004 год, и на его долю пришлось 76,7% « Газы, вызывающие парниковый эффект »в 2004 г. [4].Международное соглашение под названием «Киотский протокол», учрежденное Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата, было первоначально подписано в 1997 году 37 странами с целью сокращения выбросов парниковых газов (ПГ) [5]. Это соглашение вступило в силу в 2005 году, и количество стран, ратифицировавших конвенцию, увеличилось до 191 в 2011 году. Целью было сокращение выбросов CO 2 на величину, зависящую от страны, по сравнению с установленной базой (8% в Европе). , 7% в США) за пятилетний период 2008–2012 гг.

Несколько методов разрабатываются или изучаются для этой цели [6, 7], и за прогрессом следит Международное энергетическое агентство (МЭА) Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) [8]. Общий обзор был также опубликован в главе книги Мурадова [9]. Среди них одна группа технологий предлагает использовать ферменты типа карбоангидразы. Специфичность этих ферментов состоит в том, чтобы катализировать обратимое превращение нейтральных водных молекул CO 2 , обозначенных в данной статье CO 2 (водный), в ионные частицы H + и.Очень немногие обзоры конкретно касались этих ферментных проектов. Насколько нам известно, это недавняя публикация Shekh et al. [10] и библиографию недавнего доктора философии. диссертация Фавра [11]. Тем не менее, количество опубликованных новых исследовательских статей также значительно увеличилось за тот же промежуток времени, и цель настоящей статьи - представить современный синтез в этой области.

2. Место ферментных технологий среди основных CO 2 Улавливание и хранение (CCS) Методы

Три основных шага рассматриваются для решения проблемы антропного CO 2 : улавливание этого газа из атмосферу, его транспортировку к местам хранения и его хранение в различных формах.Эти 3 этапа часто объединяются под сокращением «CCS», что означает «Улавливание и хранение CO 2 ». Ферменты связаны с первым этапом, то есть улавливанием CO 2 , а также, в некоторой степени, с третьим этапом преобразования захваченного CO 2 в карбонаты для безопасного хранения или, возможно, в более ценные продукты.

Основные методы, разработанные для улавливания CO 2 из промышленных паров, можно разделить на методы «дожигания», «кислородного сжигания» или «предварительного сжигания» [12].Методы ферментативного улавливания могут быть отнесены к первой группе методов, в которой CO 2 удаляется из промышленных паров, образующихся при сжигании углеводородов. В этой группе фактически конкурируют различные методы улавливания и хранения CO 2 , и они были рассмотрены в отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) за 2005 год [13]. Они включают очистку амином, мембранное разделение, влажную и сухую карбонизацию минералов, хранение под давлением и адсорбцию на твердых веществах или в жидкостях.

Обычно промышленные дымы содержат от 10% до 20% CO 2 , смешанные с азотом в качестве основного компонента, плюс несколько меньших процентов паров O 2 и H 2 O и множества других загрязнителей, в частности соединения серы. Наиболее изученные процессы основаны на реакции обратимой карбонизации с аминами. Например, при использовании водного раствора моноэтиламина (MEA) образуется некоторое количество карбамата аммония, частично гидролизованного до карбоната [14].Для извлечения CO 2 из карбамата затем необходимо повысить температуру, чтобы сместить равновесие карбонизации в сторону выделения CO 2 . В ферментных методах амины заменяют водным раствором фермента семейства карбоангидразы. Как упоминалось ранее, последние белки могут катализировать обратимое превращение нейтральных частиц CO 2 (водн.) В ионные при условии, что могут быть выполнены соответствующие условия, как подробно описано в настоящей статье.

Для сравнения, в методах «кислородного сжигания» сжигание углеводорода достигается в чистом O 2 или в смеси O 2 , H 2 паров O и CO 2 . Следовательно, пары в основном состоят из паров H 2 O и CO 2 , из которых CO 2 можно просто отделить, если H 2 O конденсируется в жидкое состояние путем охлаждения [13]. Наконец, в методах «предварительного сжигания» используемое топливо сначала преобразуется в смесь CO 2 и H 2 , часто называемую «синтез-газом» [15].

В большинстве случаев рекуперированный CO 2 затем может быть сжат до жидкого CO 2 при умеренном давлении (например, 2 МПа при −20 ° C) для перевозки на кораблях или поездах. Его также можно транспортировать по трубопроводу, обычно при доведении до сверхкритического флюидного состояния (температура> 31 ° C, давление> 7,4 МПа) [15].

Основные методы хранения, которые сейчас проходят испытания, заключаются в закачке захваченного CO 2 на большую геологическую глубину, по крайней мере, 800 м, где он, надеюсь, может оставаться как можно дольше [13, 15, 16].Основные геологические участки, рассматриваемые для такого хранения, включают истощенные нефтяные месторождения, неэксплуатируемые угольные пласты, где CO 2 может вступать в реакцию с углем с образованием некоторого количества метана, и глубокие подземные соляные соли, которые фактически равномерно распределены и присутствуют в большом количестве на Земле, чтобы они могли предлагают объем хранения порядка 10 раз по сравнению с другими геологическими объектами [13, 15–17]. Также рассматривается возможность закачки CO 2 в океан на глубину более 1000 м, где могут образовываться плотные твердые гидраты CO 2 [13].Ряд фундаментальных исследований также касался адсорбции CO 2 твердыми веществами, в основном основными твердыми веществами. Ферменты карбоангидразы относятся к способу хранения CO 2 в виде твердых карбонатов. Такое хранение часто считается менее важным, поскольку для его экономической применимости потребуются обильные и дешевые источники основных катионов (Ca 2+ , Mg 2+ , Na + и т. Д.). Тем не менее, в ряде основных научных публикаций рассматривается использование карбоангидразы для этой цели, и они рассматриваются в последнем разделе этой статьи.

CO 2 также можно использовать в качестве субстрата для синтеза ценных химикатов, как описано Сакакурой и др. [18]. В частности, в сочетании с дегидрогеназой, ферменты CA могут быть использованы для преобразования захваченного CO 2 в метанол с помощью полностью ферментативного процесса [19]. Кроме того, развиваются и другие биологические методы, такие как использование морских водорослей для фотокаталитического преобразования CO 2 в биотопливо [20–24]. Однако эти темы выходят за рамки данной статьи.

3. Физическая химия CO 2 Улавливание в водной среде

Общий механизм захвата CO 2 в водной среде и его отделения от других газов можно разложить на 5 следующих этапах [25] (1) Растворение молекул газа CO 2 в воде на стороне захвата CO 2 , на границе газ / водная среда, в соответствии с равновесием Генри [26–28]. В результате нейтральные водные молекулы CO 2 (водн.) Вводятся в водную пленку в прямом контакте с газом.(2) Обратимое превращение путем депротонирования нейтральных форм CO 2 (водн.), Обычно называемое гидратацией, с образованием анионных бикарбонатных форм в соответствии с химическим равновесием, которое зависит от pH. (3) Транспорт как нейтральных, так и анионных водных CO 2 частиц, от стороны захвата CO 2 к стороне выброса CO 2 , путем молекулярной диффузии внутри водной среды и / или принудительной циркуляции жидкости. (4) Обратное преобразование анионных частиц в нейтральные CO 2 (водн.) Единиц, в соответствии с тем же химическим равновесием, что и на этапе 2.(5) Испарение CO 2 (водн.) В газе для высвобождения CO 2 газообразных компонентов на стороне выброса CO 2 в соответствии с тем же равновесием Генри, что и на этапе 1.

Что касается этапов 1 и 5, химическое равновесие Генри может быть записано как

Константа равновесия (1) известна как константа Генри, и она обычно записывается как в (2), известная как закон Генри:

В соответствии с этим законом молярная доля N (CO 2 (водн.)) Разновидностей CO 2 (водн.) В водной пленке, находящейся в равновесии с газовой фазой, с которой она находится в прямом контакте, равна пропорционально парциальному давлению P (CO 2 (г)) в этом газе.Это уравнение равновесия касается как стороны захвата, так и стороны выпуска. После преобразования молярной доли N (CO 2 (водн.)) В молярную концентрацию [CO 2 (водн.)] В воде, (2) может быть преобразовано в

.

Смотрите также