人为控制碳循环的方法技术

人为控制碳循环的方法，通过人为干预，控制大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中碳元素的转化速度，其途径是：（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO2向生物圈中转化、利用，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度与数量；（2）通过驯化养殖水生生物（包括藻类和某些细菌），增加大气圈中CO2向水圈转移的速度与溶解量，提高水圈中碳酸钙的沉积量；（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO2向岩石圈中转化。控制大气圈中CO2浓度，调节温室效应，解除温室效应带来的气候灾害。将大气圈中CO2维持在地球生命活动的最适浓度。

Method of artificially controlling carbon cycling

Method of artificial control of the carbon cycle, through human intervention, conversion speed control of carbon atmosphere, biosphere, hydrosphere and lithosphere, the way is: (1) by planting fast-growing grass sequestration, accelerate the atmospheric CO2 transformation into the biosphere through plant utilization, storage, control the speed and quantity of carbon emission in the biosphere; (2) through the domestication of aquatic organisms (including algae and some bacteria), and increase the amount of dissolved speed in the atmosphere of CO2 to hydrosphere transfer, improve deposition of calcium carbonate in hydrosphere; (3) by increasing the carbon in the soil, promote the formation of carbonate, accelerate the atmospheric CO2 to transform in the lithosphere. Control the concentration of CO2 in the atmosphere, regulate the greenhouse effect, and relieve the climate disaster caused by the greenhouse effect. Maintain the optimum concentration of CO2 in the atmosphere in the life of the earth.

【技术实现步骤摘要】
人为控制碳循环的方法
本专利技术涉及碳源、碳汇、碳循环，属环保领域。
技术介绍
大气中的CO2被陆地和海洋中的植物吸收，通过地质变化、生物及人类活动，又以CO2的形式返回大气中，造成碳在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中循环。人类活动对碳循环影响最大，使生物圈的碳汇功能减弱，岩石圈成为碳源，导致“温室效应”加剧，对人类的生存与发展带来了严重影响。世界各国都在积极应对气候变暖，减少CO2排放量。如果人为控制大气圈中的CO2向生物圈、水圈和岩石圈的转化速度，减缓生物圈、水圈和岩石圈中的CO2向大气圈中释放，碳循环得到调控，CO2在大气中造成的“温室效应”危害将得到控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种人为控制碳循环的方法，通过人为干预大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中的碳转化速度，控制大气圈中CO2浓度，调节温室效应，解除全球升温带来的气候灾害。在自然界，陆地生态系统和海洋生态系统中的植物通过光合作用，将大气圈中的CO2转化为有机碳，通过食物链或人类活动，一部分碳又回到大气圈中，另一部分则进入水圈、岩石圈被固定下来。大气圈中的CO2由于风和波浪的促进作用，在气和水的界面进行交换进入水圈。通过水圈中的生态系统，一部分动、植物残体在被分解之前被掩埋成为有机沉积物，进入岩石圈。当水圈中CO2浓度升高时，其中一部分CO2溢出水面进入大气圈中。当大气圈中的CO2变成碳酸后，可转化为重碳酸盐，碳酸盐沉积下来形成石灰岩、白云石和碳质页岩。岩石风化或火山喷发，将其中一部分有机碳和碳酸盐中的碳转移到大气圈中。亿万年来，碳在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中处于动态平衡。工业革命以来，人类大量使用化石燃料，打破了碳在各圈层中的平衡，导致严重的温室效应和极端气候。雷学军在2015年《中国能源》第5期中指出：“动碳”指地球大气圈中能自由运动，产生温室效应的含碳物质及CO2当量物质。“静碳”指岩石圈、水圈、生物圈、大气圈中不产生温室效应的含碳物质、CO2当量物质及其前体物质。在一定的条件下，“动碳”和“静碳”可以互相转化。“动碳”转变为“静碳”时，可降低大气温室效应；“静碳”转变为“动碳”时，可增强大气温室效应。提出对大气碳资源及CO2当量物质实施技术控制，调控温室效应。雷学军还在2015年《农业工程》第5期中指出：通过植物碳封存，可以减少大气中的CO2，降低和提前CO2排放峰值。在本申请中，所述的碳循环控制方法是：加快大气圈中CO2向生物圈、水圈和岩石圈转化。通过植物填埋、封存、使用，延长和减缓生物圈中碳向大气圈中释放的速度；通过增加海洋植物（包括微藻、大型藻类和某些细菌）数量，提高海洋植物光合效率，促进大气圈中CO2向水圈溶解；通过增加土壤碳汇和碳酸盐的形成，增加岩石圈的碳储量。减少大气圈中温室气体含量，将大气圈中CO2维持在地球生命活动的最适浓度。其途径是：（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO2向生物圈中转化，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度与数量；（2）通过驯化养殖水生生物，增加大气圈中CO2向水圈转移的速度与溶解量，提高水体中碳酸钙的沉积量；（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO2向岩石圈中转化。人为控制碳循环的方法一是加快大气圈中CO2向生物圈中转化，延长或减缓有机碳的分解。其具体方法如下：方法一：种植速生碳汇草，进行填埋封碳。1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO2转化为固态有机碳的速度，减少大气圈中CO2的浓度。2、将速生碳汇草进行填埋，延长有机碳分解时间。方法二：种植速生碳汇草，加工成碳产品进行碳封存。1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO2转化为固态有机碳化合物的速度，减少大气圈中CO2的浓度。2、将速生碳汇草进行粉碎、干燥、成型、封存，人为控制有机碳分解时间。方法三：种植速生碳汇草，加工成建筑材料、包装材料，进行使用封碳。1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO2转化为固态有机碳化合物的速度，减少大气圈中CO2的浓度。2、将速生碳汇草进行加工，生产建筑板材、保温材料、包装材料、家具、房屋、纸质品等，增加速生碳汇草产品的适应范围和耐用性，延长速生碳汇草产品使用时间，延长有机碳储存时间。以在长江中下游地区种植速生碳汇草加工成中纤板为例，具体步骤如下：（1）选择土层深厚、向阳、排水性能良好的土壤起垄作畦，垄宽1m，垄沟深10～20cm，垄长依地形而定，防止积水。（2）4月下旬，选取叶芽饱满、无病虫害的茎秆为种节，除去包裹腋芽的叶片，用刀斜切成小段，每段保留1～2个节；在每条土垄中间开1条植沟，按1～1.5m一根种茎，将种茎平放在种植沟中，用细土覆盖1～2cm。（3）育苗期管理小苗出地前保持土壤湿润，幼苗前期生长缓慢，封垄前中耕除草1～2次，结合中耕培土每亩穴施尿素20～25kg；1～2个月速生碳汇草可长到3～5m高。（4）当植株下部2/3的叶片开始枯黄时进行收割。（5）清除速生碳汇草中的杂物，粉碎成颗粒后经60～80目筛网筛选，在温度100～120℃下，干燥至含水量为5%～8%。（6）按质量比为1:4.5～5将胶粘剂均匀喷洒在干燥后的速生碳汇草纤维上，混合后送入成型机，在温度140～160℃，压力3.0～3.5MPa下，热压时间10～15min，压缩比为10～12:1；热压成各种规格的平板、波形板、方、棒、条等；（7）冷却后切边整形即得速生碳汇草中密度纤维制品，可替代木制品加工成各种家具、用具、房屋等进行应用封碳。方法四：种植速生碳汇草，作为动物饲料、食品或化工原料，进行应用封碳。1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO2转化为固态有机碳化合物的速度，减少大气圈中CO2的浓度。2、将收割的速生碳汇草加工成食品（供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品）或动物饲料，延长食物链，减缓碳排放。方法五：种植速生碳汇草，加工成碳基燃烧，替代化石燃料。1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO2转化为固态有机碳化合物的速度，减少大气圈中CO2的浓度。2、将速生碳汇草直接燃烧或加工后替代化石燃料燃烧，减少化石燃料使用量，控制岩石圈中“永久静碳”因人为干预，向大气圈中释放CO2的速度与数量。人为控制碳循环的方法二是通过水产品（包括微藻、大型藻类及鱼、虾、蟹、贝）的驯化养殖，加快水体中CO2的转化与沉积，促进大气圈中CO2向水圈中的转化。其具体方法如下：方法一：人工养殖微藻，实现固碳与环境修复双重作用。微藻是一类古老的低等植物，广泛地分布在海洋、淡水湖泊等水域。许多微藻对水质要求不高，在海水、苦咸水、废水里都能正常生长。目前人工培养的微藻均属于蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。可在滩涂、盐碱地、沙漠、山地丘陵、废弃矿区等地，根据地势修建形状类似于跑道的长方形培养池或圆形培养池，大规模微藻培养。消耗大气中的CO2，去除废水中的氮、磷、重金属及石油污染物，从而实现固定CO2、修复水体的目的。微藻含有蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素，不与人争粮、不与粮争地，还能固定CO2，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
人为控制碳循环的方法，该方法包括的途径有：（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO2向生物圈中转化，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度、数量；（2）通过驯化养殖水生生物，增加大气圈中CO2向水圈转移的速度、溶解量，提高水体中碳酸钙的沉积量；（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO2向岩石圈中转化。

【技术特征摘要】
1.人为控制碳循环的方法，该方法包括的途径有：（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO2向生物圈中转化，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度、数量；（2）通过驯化养殖水生生物，增加大气圈中CO2向水圈转移的速度、溶解量，提高水体中碳酸钙的沉积量；（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO2向岩石圈中转化。2.根据权利要求1所述的方法，其中在途径（1）中所述通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度，具体步骤如下：（1）选择土层深厚、向阳、排水性能良好的土壤起垄作畦，垄宽1m，垄沟深10～20cm，垄长依地形而定，防止积水；（2）4月下旬，选取叶芽饱满、无病虫害的茎秆为种节，除去包裹腋芽的叶片，切成小段，每段保留1～2个节；在每条土垄中间开1条植沟，按1～1.5m一根种茎，将种茎平放在种植沟中，用细土覆盖1～2cm；（3）育苗期管理小苗出土前保持土壤湿润，幼苗前期生长缓慢，封垄前中耕除草1～2次，结合中耕培土每亩穴施尿素20～25kg；1～2个月速生碳汇草株高3～5m；（4）当植株下部2/3的叶片枯黄时进行收割；（5）清除速生碳汇草中的杂物，粉碎成颗粒后经60～80目筛网筛选，在温度100～120℃下，干燥至含水量为5%～8%；（6）按质量比为1:4.5～5将胶粘剂均匀喷洒在干燥后的植物颗粒上，混合后送入成型机，在温度140～160℃，压力3.0～3.5MPa下，热压时间10～15min，压缩比为10～12:1；（7）冷却后切边整形即得速生碳汇草中密度纤维制品，替代木制品加工成家具、用具、房屋用材，进行应用封碳。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷学军，
申请(专利权)人：雷学军，
类型：发明
国别省市：湖南,43