想用植物减少二氧化碳？

# 所以你想用植物来减少二氧化碳 来源：https://dynomight.net/plants/ DYNOMIGHT (https://dynomight.net/) 精选 话题 关注 关于 (https://dynomight.net/about) 人类制造二氧化碳。二氧化碳对认知有害。但植物将二氧化碳变回氧气。而且植物是唯一真正靠谱的家居装饰策略。所以，也许如果你弄来很多植物，就能控制二氧化碳水平，让大脑保持清醒？ 理论上可行。实际上也几乎刚好可行。但绝非易事。 一个人每天大约产生1公斤二氧化碳。换算下来，每小时大约5.7×10²³个分子，或者说0.948摩尔。（你也许还记得高中化学中[摩尔](https://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit)) 是一个巨大的数字，用来避免到处都是10²³的因子。）简单点，就算每小时1摩尔吧。 与此同时，植物通过光合作用将二氧化碳转化为氧气，其化学反应是：6个水分子 + 6个二氧化碳分子 + 能量 → 1个葡萄糖分子 + 6个氧气分子。通过这个反应，将1摩尔二氧化碳转化为葡萄糖和氧气所需的最少物理能量约为477千焦。 所以我们已经有了一个下限。假设你拥有神奇的植物，能够以完美效率将所有输入能量导向光合作用。它们每小时需要大约477千焦，换算成连续功率就是132.5瓦[^1]。这比两个白炽灯泡的耗电略高一点，不算太糟。 但你并没有魔法植物。真实植物通过一个[物理过程](https://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthesis#Z_scheme)进行光合作用，包含两个步骤，每一步都有四个电子吸收一个光子。这意味着每个二氧化碳分子需要八个光子。如果你想为了最高效率调校灯光，应该给每个光子恰好激发电子所需的最小能量，大约是1.8电子伏特。这对应波长为680纳米的纯红光，连续功率为386瓦[^2]。任何使用叶绿体的物理系统都不能用比这更少的能量来中和你的二氧化碳。有点高，但还能接受。 但你的室内植物不可能捕捉到照射到它们身上的每一个光子并将其用于光合作用。实际上，大约30%的光子会被植物反射、穿透，或者打到叶绿体以外的部位。这样一来，功率就达到551瓦[^3]。 还有另一个问题。植物制造出葡萄糖后，这些葡萄糖会发生什么？一部分用于生长更多的植物，从而将碳永久固定到环境中。但大部分葡萄糖会被植物用于维持生命的基本活动而消耗掉，重新将碳释放回空气中。具体消耗量因物种和条件而异，但大约40%的损失是合理的[^4]，这样功率就达到了918瓦[^5]。 听起来……没那么糟？但你想过跟918瓦纯红光同处一室是什么感觉吗？就辐射功率而言，这相当于大约765个白炽灯泡发出的辐射[^6]。现代LED生长灯的效率大约为50%，意味着你实际上需要消耗约1836瓦。如果你想象的是你能看得见的植物，那还得把所有散失到房间里的光再调高回去。而如果你不想生活在“红命”中，想用普通的光频率，那么你的LED灯泡发光效率会更低，植物捕捉光的效率也会更低。实际上，我们谈论的是大约5000到10000瓦，其中大部分以热量形式散失到房间里。想象一下五个取暖器一直对着你猛吹。 不过，也许你愿意待在日光浴床里。或者也许你把植物放在一个完美反射的房间里。或者你的房子有玻璃天花板，无限的免费阳光和免费的气候控制。那也不错。但你忘记你的老朋友——光合有效光子通量密度了吗？ 植物不能吸收无限的光。叶绿体需要时间“重置”才能吸收更多光子。你的蕨类植物每平方米叶表面积只能吸收大约52瓦的能量[^7]。所以，无论你能产生多少光，如果你想中和自己产生的二氧化碳，你至少需要918 / 52 = 17.6平方米的蕨类叶子。想象一个4.2米见方的墙壁，密密麻麻长满蕨类。如果有任何缝隙、茎、土壤或墙壁露出来，面积还得更大。这是绝对最小值。 但这听起来也许还行？好吧。但考虑最后一个障碍：植物遵守物理定律（需要引用来源）。如果它们从空气中移除碳，就必须把碳放到某个地方。碳除了回到空气中，唯一能去的地方就是植物体内。 你每天产生的1公斤二氧化碳对应273克元素碳。植物掩埋这些碳的唯一方法就是长出更多植物。但干植物物质只有大约50%是碳，而且每克干植物物质，植物含有5到10克水（因物种差异很大）。因此，为了固定你产生的所有碳，每天你需要生长大约： (1公斤二氧化碳) × (0.273公斤元素碳/公斤二氧化碳) × (2公斤干植物/公斤元素碳) × (8.5公斤实际植物/公斤干植物) = 4.6公斤实际植物。 你的花园必须每天长出这么多。那就是每月140公斤。你必须把这些都剪掉并扔到屋外，否则你的花园实际上并没有固定任何东西。 总结： 1. 建一个工业化的室内农场。 2. 称重。 3. 等两周。 4. 再次称重。 5. 将增加的重量除以你自己的体重。 6. 这就是你从环境中去除的二氧化碳的比例。 7. 开窗。 通过[此表单](https://cryptpad.fr/form/#/2/form/view/2zj2ZI5uv9BYrDp3C6zGGRckUdkQ-OszrKcxz0V2Nco/embed/) 或 [substack](https://dynomight.substack.com/) 或 [RSS](https://dynomight.net/feed.xml) 订阅。 通过[此表单](https://cryptpad.fr/form/#/2/form/view/dOcEnIT853syGD9D9K94eE1+SA6xyabixeVwSQkxW1k/embed/) 纠正错误。 在 [substack](https://dynomight.substack.com/p/plants) 或 [lemmy](https://lemmy.world/post/50100461) 评论。 * [肌酸能让你更聪明吗？](https://dynomight.net/creatine/) · 科学 (https://dynomight.net/#science) 健康 (https://dynomight.net/#health) * [与风险比共度一生](https://dynomight.net/hazard-ratios/) · 科学 (https://dynomight.net/#science) 健康 (https://dynomight.net/#health) 数学 (https://dynomight.net/#math) * [维生素D的“无用”被轻度夸大了](https://dynomight.net/vitamin-d/) · 科学 (https://dynomight.net/#science) 健康 (https://dynomight.net/#health) 努力 (https://dynomight.net/#effort) * [“结直肠癌”正在“年轻人”中上升吗？](https://dynomight.net/crc-rates/) · 科学 (https://dynomight.net/#science) 健康 (https://dynomight.net/#health) * [我戒酒一年](https://dynomight.net/drinking/) · 生活 (https://dynomight.net/#life) 健康 (https://dynomight.net/#health) ---