Энергетические затраты человека при различных видах деятельности: 4. Энергетические затраты человека при различных видах деятельности. Режим труда и отдыха.

Энергетические затраты человека при различных видах деятельности. Методы оценки тяжести труда

 

Уровень энергозатрат человека при различных формах деятельности служит критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатратопределяют методом полного газового анализа, при этом учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Тяжесть и напряженность трудахарактеризуются степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы (при физическом труде), и эмоциональным (при умственном труде), когда имеет место информационная перегрузка.

Физический трудхарактеризуется большой нагрузкой на организм, требующей преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, а также оказывает влияние на функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.

), стимулирует обменные процессы. Основным его показателемявляется тяжесть. Энергозатраты при физическом труде в зависимости от тяжести работы составляют 4000–6000 ккал в сутки, а при механизированной форме труда энергетические затраты составляют 3000–4000 ккал.

Умственный трудобъединяет работы, связанные с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным снижением двигательной активности. Основным показателемумственного труда является напряженность, отражающая нагрузку на центральную нервную систему. Энергозатраты при умственном труде составляют 2500–3000 ккал в сутки. Но затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. Так, при рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5-10 % уровень основного обмена; стоя – на 10–25 %, при вынужденной неудобной позе – на 40–50 %. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15–20 % общего обмена в организме.

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Суточный расход энергии при умственном труде

повышается на 48 % при чтении вслух сидя, на 90 % – при чтении лекций, на 90-100 % – у операторов ЭВМ. Кроме того, мозг склонен к инерции, так как после прекращения работы мыслительный процесс продолжается, что приводит к большему утомлению и истощению ЦНС, чем при физическом труде.

 

Тяжесть и напряженность труда. Статические и динамические нагрузки. Монотонность труда.

Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда.

Напряженность труда — количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.

На производстве (в соответствии с гигиенической классификацией труда Р.2.2.013— 94) различают четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:

1. комфортные условия труда обеспечивают оптимальную динамику работоспособности человека и сохранение его здоровья;

2. относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;

3. экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека, не вызывают функциональные изменения, выводящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим изменениям;

4. сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности.

Медико-физиологическая классификация тяжести и напряженности труда проводится на основании комплексной количественной оценки факторов условий труда, называемой интегральной величиной тяжести и напряженности труда.

К I категории относят работы, выполняемые в оптимальных условиях труда при благоприятных нагрузках.

II категория включает работы, выполняемые в условиях, соответствующих предельно допустимым значениям производственных факторов.

К III категории относят работы, при которых вследствие не вполне благоприятных условий труда у людей формируются реакции, характерные для пограничного состояния организма (ухудшение некоторых показателей психофизиологического состояния к концу работы).

IV категория включает работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для предпатологического состояния у большинства людей.

К V категории относят работы, при которых в результате воздействия весьма неблагоприятных условий труда у людей в конце рабочего периода формируются реакции, характерные для патологического функционального состояния организма.

VI категория включает работы, при которых подобные реакции формируются вскоре после начала трудового периода (смены, недели).

I и II категории тяжести и напряженности труда соответствуют комфортным производственным условиям, III—относительно дискомфортным, IV и V —экстремальным и VI —сверхэкстремальным.

Динамическая нагрузка — нагрузка, характеризующаяся быстрым изменением во времени её значения, направления или точки приложения и вызывающая в элементах конструкции значительные силы инерции. Динамические нагрузки испытывают детали машин ударного действия, таких, как прессы, молоты и т. д. Детали кривошипно-шатунных механизмов также испытывают во время работы значительные динамические нагрузки от изменения величины и направления скоростей, то есть наличия ускорений[1]. К динамическим нагрузкам относят и ударные нагрузки. При проектировании частей конструкции, находящихся под действием ударной или вибрационной нагрузки от станов, двигателей, молотов и т.д., производят расчёт на действие динамической нагрузки[2]. Для устранения динамических нагрузок их снижают или ограничивают, например, при помощи электропривода, тормозных устройств и других механизмов[3] [4].

Статическая нагрузка — нагрузка, величина, направление и точка приложения которой изменяются во времени незначительно. При прочностных расчетах можно пренебречь влиянием сил инерции, обусловленных такой нагрузкой. Статической нагрузкой, например, является вес сооружения.

Монотонность – однообразное повторение рабочих операций. Опасность монотонности заключается в снижении внимания к процессу производства, быстрой утомляемости и снижении интереса к трудовому процессу, что влияет на безопасность труда в целом. Одной из форм, предрасполагающей к формированию монотонности, является автоматизм – деятельность, осуществляемая без непосредственного участия сознания. Он формируется в результате нескольких факторов: многолетнего опыта деятельности, рутинности работы, отсутствия вовлеченности в трудовой процесс, воображения и творческого подхода, физических перегрузок. Особое значение это имеет на сложных производствах или производствах с вредными условиями труда, где аккуратность и внимание имеют решающее значение. Монотонность сопровождается скукой, апатией к выполнению трудовой деятельности. Но нельзя точно определить, что выполнение именно этих действий является монотонным и скучным занятием. Каждый человек сам для себя определяет род своей деятельности и дает ей свою объективную оценку. К примеру, один сотрудник, работающий на конвейере, считает свою работу монотонной и скучной, а другой, наоборот, считает ее очень интересной.

Многие люди, занимающиеся динамичной, активной работой, которую никак нельзя назвать монотонной, считают ее скучной, неинтересной.

В таких случаях многое зависит от мотивации.

Поэтому решающее значение имеет неукоснительное соблюдение техники безопасности труда, контроля за трудовым процессом и чередование периодов труда и отдыха (физ. минутки и прочие).

Таблица энергозатрат при различных видах деятельности

Виды физической активности	Расход энергии, ккал/час
Приготовление пищи	80
Одевание	30
Вождение автомобиля	50
Вытирание пыли	80
Еда	30
Работа в саду	135
Глажение белья	45
Уборка постели	130
Хождение по магазинам	80
Сидячая работа	75
Колка дров	300
Мытье полов	130
Секс	100-150
Аэробные танцы низкой интенсивности	215
Аэробные танцы высокой интенсивности	485
Бадминтон (в умеренном темпе)	255
Бадминтон (в напряженном темпе)	485
Баскетбол	380
Езда на велосипеде (9 км. ч)	185
Езда на велосипеде (15 км/ч)	320
Езда на велосипеде (20 км/ч)	540
Гимнастические упражнения	150
Гребля на каноэ (4 км/ч)	185
Занятия балетом	750
Бальные танцы	275
Танцы в ритме диско	400
Современные танцы	240
Хоккей на траве	490
Фехтование	210
Футбол	450
Занятия гимнастикой	240
Спортивная тренировка	455
Гандбол	485
Спокойная прогулка	150
Пеший туризм (4 км/ч)	235
Езда верховая	255
Фигурное катание	250
Альпинизм	453
Спортивная ходьба	416
Прыжки через скакалку	540
Гребля академическая (4 км/ч)	210
Бег (11 км/ч)	485
Бег (16 км/ч)	750
Бег по пересеченной местности	600
Бег вверх по ступенькам	900
Бег вверх и вниз по ступенькам	540
Ходьба на лыжах	485
Скоростной спуск на лыжах	270
Скоростной бег на коньках	770
Плавание (0,4 км/ч)	210
Плавание (2,4 км/ч)	460
Плавание быстрым кролем	570
Настольный теннис (одиночный)	315
Настольный теннис (парный)	205
Волейбол	255
Ходьба (4 км/ч)	130
Ходьба (6 км/ч)	215
Водное поло	600
Водные лыжи	355
Силовая тренировка на тренажерах	520

Энергетические затраты при различных формах деятельности

Энергетические затраты при различных формах деятельности

Энергия, необходимая человеку для совершения различных видов работы, высвобождается в его организме в процессе окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания.

Окислительно − восстановительные реакции в живых организмах могут протекать как с участием кислорода (аэробное окисление), так и без участия кислорода (анаэробное окисление).

Анаэробное окисление характеризуется меньшим количеством высвобождаемой энергии и имеет ограниченное значение у высших организмов.

При аэробном окислении 1 г жира в организме высвобождается 38,94, а при окислении 1 г белка или 1 г углеводов − 17,16 кДж энергии.

Высвобожденная энергия частично расходуется на совершение полезной работы, а частично (до 60 %) рассеивается в виде теплоты в живых тканях, нагревая тело человека.

Совокупность химических реакций в организме, необходимых для жизнедеятельности, называется обменом веществ.

Для характеристик суммарного энергетического обмена используют понятия основного обмена и обмена при различных видах деятельности.

Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12. ..16 ч после приема пищи в положении лежа).

Расход энергии в этих условиях составляет 87,5 Вт для человека массой 75 кг.

При изменении положения тела либо при совершении любой работы энергетические затраты повышаются по сравнению с основным обменом

Дополнительные затраты энергии зависят от:

· рабочей позы тела;

· интенсивности мышечной деятельности;

· информационной насыщенности труда;

· степени эмоционального напряжения и других факторов.

В положении сидя за счет работы мышц туловища затраты энергии превышают на 5…10 % уровень основного обмена, в положении стоя − на 10…15, при вынужденной неудобной позе − на 40…50%.

Энергозатраты при мышечной работе зависят от ее напряженности и продолжительности.

Так, при легкой сидячей работе они составляют 116,4…125 Вт, при легкой физической работе − 408…583 Вт, при тяжелой физической работе − 583. ..875 Вт.

При интенсивной интеллектуальной работе потребности мозга в энергии составляют 15…20 % основного обмена (масса мозга составляет около 2 % массы тела).

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности.

Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией −на 94%, у операторов вычислительных машин − на 60…100 %.

Суточные энергозатраты зависят от деятельности человека.

Вид деятельности	Суточные энергозатраты, МДж
Работники умственного труда (врачи, педагоги, диспетчеры и др.)	10,5…11,7
Работники механизированного труда и сферы обслуживания (медсестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы)	11,3…12,5
Работники, выполняющие работу средней тяжести (станочники, шоферы, хирурги, полиграфисты, литейщики, сельскохозяйственные рабочие и др. )	12,5…15,5
Работники, выполняющие тяжелую работу (лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги)	16,3…18,0

 
Бесплатная система онлайн-бронирования (записи) для любого бизнеса

35. Каковы энергетические затраты при различных формах деятельности

Как показали многочисленные исследования ученых, человек в процессе работы расходует определенную энергию, величина которой зависит от формы деятельности. Больше всего на расход энергии влияют на вид профессионального труда и удельный вес в нем ручного труда. По данным исследований установлено, что в 2 раза больше энергии расходует человек, занимающийся физическим трудом, чем умственным. Ученые выделяют 2 вида энергетических затрат: нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые, или не подчиненные воле энергетические затраты, связаны главным образом с основным обменом веществ, обеспечивающим деятельность всех органов. Условно за единицу основного обмена веществ среднестатистического человека принимают 1 ккал на 1 кг массы в час. Взрослый мужчина массой в 70 кг расходует на основной обмен веществ, примерно 1700 ккал, а женщина массой 55 кг – 1400 ккал. Энергетические затраты, расходуемые на основной обмен веществ, меняются в зависимости от состояния организма и условий внешней среды. При заболевании и стрессе основной обмен веществ активизируется, соответственно увеличиваются энергетические затраты. Второй, регулируемый волей человека расход энергии связан с процессом усвоения пищи, который увеличивает общий расход энергии на 10–15 % в сутки. При этом больше всего активизируют основной обмен веществ белки (30–40 %), меньше жиры (4—14 %) и еще меньше углеводы (4–7 %). Регулируемые энергетические затраты связаны с профессиональной работой, домашними делами, различными увлечениями, физической культурой и иной физической деятельностью, и их объемом человек может сознательно регулировать.

Чем больше у человека физическая нагрузка, тем больше энергетические затраты и тем больше он нуждается в пище. Достижения научно-технической революции позволили значительно сократить объем физического труда в последние годы не только в промышленном производстве и непроизводственной сфере, но и в домашнем хозяйстве. В ходе исследований было установлено, что энергетические затраты у здоровых женщин в возрасте от 18 до 59 лет зависят от интенсивности труда: работники преимущественно умственного труда в течение рабочего дня расходуют 2300–2600 ккал, работники, занятые легким физическим трудом, – 2650–2750 ккал, работники среднего по тяжести труда – 2750–2850 ккал, работники тяжелого физического труда – 2900–3200 ккал. У мужчин в возрасте от 18 до 59 лет энергетические затраты в течение рабочего дня составляют: при умственном труде 2600–2850 ккал, при легкой физической работе – 2850–3050 ккал, при работе средней тяжести – 2950–3250 ккал, при тяжелой физической работе – 3450–3750 ккал, а при особо тяжелой физической работе 3950–4350 ккал. Соответственно энергетическим затратам должно быть потребление пищи с калорийностью, покрывающей расходы организмом энергии в целом. Если калорийность пищи не покрывает расхода энергии организмом, то возникает отрицательный энергетические баланс. Источниками энергии служат все питательные вещества, а также тканевые белки. В настоящее время считают, что энергетический баланс – это недостаток энергии и белков. В результате могут возникнуть тяжелые заболевания – алиментарная дистрофия, маразм. Не менее опасен положительный энергетический баланс, когда человек получает с пищей энергии больше, чем он фактически ее расходует. Такое положение вызвано употреблением излишней или чрезмерно калорийной пищи и приводит к увеличению массы, ожирению, а также повышает риск других заболеваний – сердечно-сосудистой системы, в частности. Если принять 100 за показатель смертности людей с нормальной массой, то 10 % излишней массы тела (примерно 6–7 кг увеличивают это число до 120, а 30 % (примерно 20 кг) – до 170. Самая низкая смертность среди тех, кто весит на 10 % ниже нормы. Отсюда следует вывод о том, что калорийность пищи необходимо сознательно регулировать. Считается нормальным, когда пополнение энергетических запасов организма и расход энергии в течение суток более или менее уравновешены. Об энергетическом балансе организма яснее всего говорит масса тела, которая сохраняется в пределах нормы лишь при энергетическом равновесии. Стабильное увеличение массы тела свидетельствует о нарушении энергетического баланса. Одним из средств поддержания энергетического баланса является чередование умственной и физической нагрузки на организм, в частности после напряженной умственной работы очень полезна прогулка пешком в течение 1 ч (только подальше от задымленных улиц). В последние годы на упаковках пищевых продуктов стали указывать их калорийность в расчете на 100 г. Это помогает людям поддерживать на определенном уровне энергетический баланс в соответствии с затратами энергии в течение рабочего дня.

Энергозатраты в походе и их восполнение – полезная информация от компании Турин

Для того, чтобы идти по маршруту, нести рюкзак, рубить дрова, думать и любоваться природой, человеку постоянно приходится расходовать энергию. Получает ее наш организм из пищи. Это общеизвестно. Дома, пока мы молоды и относительно здоровы, думать о правильном питании почти не приходится.

Иное дело в походе, где нет ни магазинов, ни холодильников, ни столовых, а физические нагрузки довольно велики. Тут неизбежно возникает вопрос: сколько и каких продуктов взять на маршрут.

Сразу оговоримся, что, хотя питанием многие десятилетия занимаются видные ученые и известные туристы, прийти к единому мнению им не удалось. В литературе можно найти множество различных теорий. Поэтому каждому туристскому завхозу приходится полагаться на себя, учитывая, конечно, опыт и знания своих коллег. Можно воспользоваться и стандартными раскладками продуктов из туристских справочников, но лучше составить раскладку самому. Только творческий подход делает туриста хорошим завхозом.

Для начала посмотрим, сколько же энергии расходует турист в походе. Когда говорят о питании, энергию обычно оценивают в килокалориях (ккал) — единицах измерения теплоты. Выбор единицы не случаен: затраты энергии на различные виды деятельности в недалеком прошлом измеряли, помещая человека в специальную комнату-термостат и фиксируя количество теплоты, выделяемое его телом. Сейчас затраты энергии определяют с помощью газоанализаторов по потреблению кислорода, но единица сохранилась.

В полном покое на поддержание жизни (кровообращение, дыхание, обмен веществ и т.д.) человек расходует около 1килокалории в час на каждый килограмм массы тела. Эти затраты называются основным обменом. Мужчины на основной обмен расходуют в среднем 1800 ккал в сутки, женщины — 1500. Дети, школьники растут и поэтому, имея меньшую массу, расходуют не меньше энергии, чем взрослые.

Как только человек начинает двигаться, расход энергии возрастает. Сидя, человек расходует 1,5 ккал в час на килограмм массы, стоя — 1,6. В литературе, в частности, в пособиях для желающих похудеть, приводятся энергозатраты при различных видах деятельности. Например: идя по ровной дороге со скоростью 4 км/ч, мы расходуем за час 200—240 ккал, рюкзак массой в10—15 кг увеличивает затраты до 400 ккал/ч. Поднимаясь с 20-килограммовым рюкзаком по склону крутизной 20°, туристы тратят 500—600 ккал в час.

Конечно, это средние цифры. Расход энергии зависит от массы тела, возраста, а кроме того — от тренированности: чем лучше подготовлен организм к нагрузкам, тем меньше траты энергии. У тренированного человека, как у хорошо налаженной машины, КПД выше.

В повседневной жизни мужчины, занимающиеся, в основном, умственной деятельностью, но при этом уделяющие внимание спорту, расходуют около 3500 ккал в день, женщины — до 2500. Участники походов выходного дня и несложных пеших походов по средней полосе тратят 2,5—3 тыс. ккал в сутки.

В категорийных походах у взрослых спортсменов масса рюкзака колеблется от 25 до 30 кг, приходится идти по бездорожью, крутым склонам, продираться сквозь чащу, преодолевать .препятствия, терять тепло на холоде и ветру, ставить бивак на неудобных площадках, расходовать энергию на личную гигиену и работу на биваке. В результате энергозатраты для пеших походов 1—III категории сложности для взрослых и школьников составляют 3—3,5 тыс. ккал в сутки. В лыжных и горных походах они достигают 3,5—5 тыс. ккал, а в водных соответствуют 3000 ккал.

В более сложных горных и лыжных походах, доступных только взрослым, затраты энергии значительно выше — до 5—6 тыс. ккал в сутки, а в особенно трудные, штурмовые дни— и до 8000 ккал. В литературе можно найти более подробные оценки энергозатрат, но, учитывая, что они ориентированы на эталонные маршруты и что реальные условия весьма разнообразны, для практического применения вполне достаточно оценок, приведенных выше.

Отметим, что высокие нагрузки порядка 8000 ккал в сутки доступны далеко не всем. Человек в состоянии без вреда для здоровья выполнять в течение длительного времени вполне определенную работу. Если нагрузка непосильна, состояние здоровья ухудшается, начинаются болезни. При очень больших нагрузках человек может погибнуть. Пример тому — первый марафонец, умерший в конце дистанции.

Однако, чем выше физическая подготовка, чем больше опыт, приобретенный в походах, чем лучше организовано питание, тем большие нагрузки в течение определенного времени могут переносить туристы.

Ну вот, кажется, осталось совсем немного: зная энергетическую ценность продуктов (приложение 1) и предстоящие энергозатраты, можно рассчитать количество продуктов, необходимых для похода. Но не все так просто, как кажется. Во-первых, для походов годятся не все продукты, а во-вторых, для многодневных сложных походов их потребуется столько, что группа не сможет двинуться с места. А в не очень сложных походах туристы, особенно школьники, изнемогая под тяжестью рюкзака и болотных сапогов, не получат никакого удовольствия.

Итак, придется сокращать количество продуктов до разумных пределов. Конечно, в этом случае покрыть все энергозатраты не удастся, но многолетняя туристская практика показала, что это и необязательно. В несложных походах вполне можно ограничиться одним килограммом продуктов на человека в день, а в сложных, где оправдано использование дорогостоящих концентратов и сублимированных продуктов, достаточно будет 700—850 г.

Калорийность такого рациона не может превышать 3—3,5 тыс. ккал. Ниже мы объясним, почему. Для походов 1—III категорий сложности этого вполне достаточно. В более сложных походах недостаток калорийности организм восполнит за счет жировых отложений.

На жировые отложения в среднем приходится 15—20 % массы тела. Из этих запасов без вреда для здоровья взрослый человек может позаимствовать до 70 тыс. ккал. Небольшая потеря веса за 8—10-дневный поход, например, в межсезонье или каникулы, практически не чувствуется. Но на длительных маршрутах собственных ресурсов организма может не хватить. Тогда начнется постепенное снижение работоспособности, и в конце концов обессиленные туристы просто не справятся со сложным рельефом или не смогут обеспечить свою безопасность. Поэтому продолжительность сложных походов приходится ограничивать.

Период времени, в течение которого туристы в состоянии переносить походные нагрузки без существенного снижения работоспособности и вреда для здоровья, называется безопасной длительностью похода(БДП). БДП зависит от сложности похода, интенсивности нагрузок (графика движения), возраста, тренированности и опыта группы и, конечно, питания.У хорошо подготовленной группы после адаптации к походным условиям работоспособность быстро восстанавливается, период максимальной работоспособности длителен, спад происходит медленно. У плохо подготовленной группы адаптация затягивается, период максимальной работоспособности краток, спад происходит быстрее. Соответственно безопасная длительность похода у первых составляет около 30 дней, у вторых — не более 18 дней.
 
Обычно БДП не превышает 25—30 дней для взрослых спортсменов и 15—20 дней для старших школьников, хотя определить ее для конкретного маршрута заранее практически невозможно. О том, как это сделать непосредственно на маршруте, рассказано в главе «Контроль за физическим состоянием участников похода». Если правильно подобрать продукты и умело организовать питание в пути, то пища будет усваиваться организмом более эффективно. Тогда дефицит калорий уменьшится и соответственно увеличится БДП. Другими словами, возможности туристов в сложном походе зависят от питания не меньше, чем от правильных решений руководителя.

Особую роль играет питание в горах, на высотах более 3000 м на Кавказе и более 3500 м на Памире или Тянь-Шане. Здесь недостаток кислорода в воздухе приводит к различным изменениям в работе организма, которые происходят в процессе акклиматизации. При этом появляется отвращение к некоторым видам пищи, снижается усвояемость жиров, затрудняются многие биохимические процессы. Даже расход энергии на основной обмен в горах намного выше, чем в нормальных условиях. Поэтому в дальнейшем особое внимание будет уделено вопросам питания в горах.

А теперь небольшое отступление для тех, кто хочет похудеть в походе. Считается, что при лечебном голодании потеря 20% веса не приводит к необратимым последствиям. Однако в походах быстрая потеря веса при недоедании и физических перегрузках может оказаться далеко не безопасной. Поэтому сложные спортивные походы, как и вообще любой вид спорта, в отличие от физкультуры, приносят не только пользу, но и вред. Спортсмены высшего класса идут на риск во имя спортивных целей, сознавая, чем рискуют. Нелишне осознать это и асам спортивного туризма.

Хочется поэтому предостеречь от «экстремистских» 300—500-граммовых раскладок. В простых походах они приносят постоянное чувство голода, а в сложных, продолжительностью свыше 8—10 дней, могут привести к быстрому истощению организма. Попытки восполнить дефицит за счет подпитки «тонкими энергиями» удается далеко не всем, а если и дают эффект, то лишь в несложных походах летом.

Как показали экспериментальные походы, полное голодание на протяжении 10—15 дней, в отличие от значительного недоедания, безвредно. Поэтому, если группа оказалась без продуктов, лучше доесть остатки и выходить к людям при полном голодании, употребляя лишь воду.

Поход   Питание  

Энергозатраты человека и пищевой рацион

ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ЧЕЛОВЕКА
И
ПИЩЕВОЙ РАЦИОН

Немецкий гигиенист и физиолог МАКС РУБНЕР (конец XIXв.) показал, что при сгорании 1 г вещества и при его окислении выделяется одинаковое количество энергии. Это позволило выяснить ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ ПОТРЕБЛЯЕМЫХ ЧЕЛОВЕКОМ ВЕЩЕСТВ. (1854 – 1932)

Он выразил ее в КАЛОРИЯХ (кал). (1 кал = 4,19 Дж).

М.Рубнер разработал точные способы расчета энергозатрат организма.
1.ВИДЫ ОБМЕНА:
1) ОСНОВНОЙ ОБМЕН – это количество энергии, которое тратит человек спокойно лежащий, не спящий, натощак и при температуре комфорта ( 21 С).
На работу органов:

• По 26% — печени и расслабленных мышц,
• 18 % — на работу мозга,
• 9 % — сердца,
• 7 % — почек,
• 14 % — всех остальных органов.

Он составляет: в сутки примерно 1700 ккал или 5,94 кДж на 1 кг веса тела (у подростков), 4,19 кДж — у взрослых.
2) ОБЩИЙ ОБМЕН — включает кроме основного обмена и энергозатраты на все виды деятельности.
Все виды нагрузки:
Мышечная работа, умственная, еда, переваривание пищи, регуляция теплоотдачи, рост и развитие, обновление клеток.
Суточная энергетическая потребность подростков:(из расчета на среднюю массу тела)
12 – 14 лет
11 760 – 13 860 кДж
2 807 – 3 308 ккал
15 – 16 лет
13 440 – 14 700 кДж
3 208 — 3 508 ккал,

ФОРМУЛА РАСЧЕТА ЭНЕРГОЗАТРАТ по ЧСС:
Q = 2,09 (0,2 * ЧСС – 11,3) * t
Q – энергозатраты ( кДж/мин)
ЧСС – частота сердечных сокращений за 1 минуту
t – время, затраченное на опр. нагрузку
Если учесть все виды деятельности и все энегрозатраты, которые человек совершает за сутки,включая сон, и их суммировать, то можно получить СУТОЧНЫЕ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ
Макс Рубнер установил, что при окислении (расщеплении) дают:
1 г углеводов и белков — 17,17 кДж (4,1 ккал)
1 г жиров — 38,97 кДж (9,3 ккал)
СУТОЧНЫЕ НОРМЫ белков, жиров, углеводов в пище у ПОДРОСТКОВ:
Возраст, лет Белки,г
Жиры, г Углеводы, г
12 – 14
90 – 110
90 – 110
400 – 500
15 – 16
100 – 120 90 – 110
450 — 500
РАЦИОН ПИТАНИЯ:
Кроме энергетической ценности пищи, надо учитывать ее КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ:

БЕЛКИ, ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ, ВИТАМИНЫ, НЕОРГАНИЧЕСКИЕ И БАЛЛАСТНЫЕ ВЕЩЕСТВА, как РАСТИТЕЛЬНОГО, так и ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Т.К. ОНИ ПО-РАЗНОМУ УСВАИВАЮТСЯ И МОГУТ НЕ СОДЕРЖАТЬ ВСЕ НЕОБХОДИМЫЕ КОМПОНЕНТЫ.
Лучше разнообразная и смешанная пища!!!!!
И ЗАВИСИТ ОТ ВОЗРАСТА, ПОЛА, РОДА ЗАНЯТИЙ, СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ 

РЕЖИМ ПИТАНИЯ
«Мы едим для того, чтобы жить, а не живем для чтобы есть»
ПРАВИЛА:
1.КАЛОРИЙНОСТЬ СООТВЕТСТВОВАТЬ СУТОЧНОМУ РАСХОДУ ЭНЕРГИИ
2. 4-Х РАЗОВЫЙ ПРИЕМ ПИЩИ : ПЕРВЫЙ – 10-15%, ВТОРОЙ – 15-35%, ОБЕД – 40-45%, УЖИН – 15-20%
3. В ОДНО И ТО ЖЕ ВРЕМЯ СУТОК С НЕБОЛЬШИМИ ОТСТУПЛЕНИЯМИ, С ПЕРЕРЫВАМИ НЕ БОЛЕЕ 6-ТИ
ЧАСОВ
4. ПРОДУКТЫ, БОГАТЫЕ БЕЛКОМ, РАЦИОНАЛЬНЕЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НА ЗАВТРАКИ, ОБЕДЫ, НА УЖИН —
МОЛОЧНО-РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЛЮДА
5. 30 % ДОЛЖНЫ СОСТАВЛЯТЬ БЕЛКИ И ЖИРЫ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Практическое задание:
рассчитать энергозатраты на разные виды нагрузок по формуле
Q= 2,09 ( 0,2*ЧСС – 11,3)*t
( в кДж и ккал, ккал= кДж/4,19)
1. Физическая( ходьба, бег, занятия спортом, танцы, урок физ.культуры, бассейн, каток и др.)
2. Умственная ( чтение книги, выполнение Д/З, создание презентации, разговор, учение наизусть)
1.Работа по дому (пылесосом, мытье пола, посуды, приготовление пищи, уборка кровати, наведение порядка)
2.На просмотр телепередач по телевизору
5. Затраты на сон
ПРАВИЛЬНО ПОДОБРАННЫЙ РАЦИОН ПИТАНИЯ И ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
ОБЕСПЕЧИВАЮТ:
1. ПОСТОЯНСТВО МАССЫ ТЕЛА
2. ПОКРЫТИЕ ВСЕХ ЭНЕРГОЗАТРАТ
3. НОРМАЛЬНУЮ РАБОТУ ОРГАНОВ И СИСТЕМ
4. ВОСПОЛНЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
5. ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ ИММУНИТЕТА
6. ДОЛГОЛЕТИЕ И ЗДОРОВЬЕ

Энерготраты человека — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Энерготраты человека

Подготовила студентка 1 курса ОРМ Гр.3Б -39.03.03-11 Саттарова Чулпан

Изображение слайда

2

Слайд 2: Энерготраты организма

Это количество энергии, расходуемое на различные виды деятельности. Изучение Э. о. позволяет рассчитывать энергетическую стоимость работы и на основе этого определить ее тяжесть, оценить нагрузку на системы жизнеобеспечения, оценить при необходимости пищевой рацион, выдать рекомендации по организации режима труда и отдыха.

Изображение слайда

3

Слайд 3: Энергетические затраты организма включают несколько видов суточного расхода энергии

Основной обмен Специфически-динамическое действие пищевых веществ ( СДД, термогенное действие пищи) Физическая (мышечная) работа Умственный труд Рост и развитие детского организма

Изображение слайда

4

Слайд 4: Основной обмен

Э то энергия, которая затрачивается на работу внутренних органов (сердца, почек, органов дыхания и т.д.), поддержание постоянства температуры тела, обеспечение необходимого мышечного тонуса. Энергозатраты основного обмена зависят от состояния центральной нервной системы, функции эндокринных органов, роста, массы тела и т.д. Стрессовые состояния и гиперфункция щитовидной железы повышают основной обмен иногда до значительных величин.

Изображение слайда

5

Слайд 5: Основной обмен

Величина энергии основного обмена определяется в состоянии покоя, лежа, натощак (последний прием пищи за 14-16 часов до обследования), при температуре воздуха 20°С. Энергия основного обмена для каждого человека индивидуальна и в то же время является достаточно постоянной величиной. В среднем она составляет 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 час. У мужчин с массой тела 70 кг основной обмен составляет около 1700 ккал, у женщин с массой тела 55 кг — около 1400 ккал в сутки. Величина основного обмена у женщин в среднем на 10-15% ниже, чем у мужчин. У детей основной обмен в 1,5-2,5 раза выше, чем у взрослых, и тем в большей степени, чем меньше возраст.

Изображение слайда

6

Слайд 6: Специфически-динамическое действие пищевых веществ

Э то расход энергии на сложные энергетические процессы, необходимые для превращения поступивших в желудочно-кишечный тракт пищевых веществ. При этом величина основного обмена при смешанном питании повышается на 10-15% в сутки. Пищевые вещества обладают разной способностью повышать основной обмен: белки — на 30-40%, жиры — на 4-14%, углеводы — на 4-7%.

Изображение слайда

7

Слайд 7: Физическая (мышечная) работа

Является главным фактором, влияющим на суточные энергозатраты. Величина расхода энергии на мышечную деятельность зависит от интенсивности производственной и домашней работы, особенностей отдыха. Если затраты энергии в условиях основного обмена составляют в среднем 1ккал на 1кг веса в час, то в положении сидя – 1,4 ккал/кг/ч, в положении стоя – 1,5 ккал/кг/ч, при легкой работе – 1,8-2,5 ккал/кг/ч, при небольшой мышечной работе, связанной с ходьбой – 2,8-3,2 ккал/кг/ч, при труде, связанном с мышечной работой средней тяжести – 3,2-4 ккал/кг/ч, при тяжелом физическом труде – 5-7,5 ккал/кг/ч.

Изображение слайда

8

Слайд 8: Умственный труд

Характеризуется незначительными затратами энергии и повышают основной обмен в среднем на 2-16%. Однако, в ряде случаев различные виды умственного труда сопровождаются мышечной деятельностью, поэтому энергетические затраты могут быть значительно выше. Пережитое эмоциональное напряжение может вызывать увеличение основного обмена на 10-20% в течение нескольких дней.

Изображение слайда

9

Слайд 9: Рост и развитие детского организма

Расход энергии на рост составляет в среднем 10% от величины основного обмена.

Изображение слайда

10

Слайд 10: Энергетический баланс

Энергетический баланс  –  соотношение между расходом энергии организмом человека и поступлением ее за счет пищи. Различают 3 вида энергетического баланса: 1) Энергетическое равновесие 2) Отрицательный энергетический баланс 3) Положительный энергетический баланс

Изображение слайда

11

Слайд 11: Энергетическое равновесие

Э нергетическое равновесие  — расход энергии соответствует ее поступлению, такой вид баланса является физиологичным для здорового взрослого человека

Изображение слайда

12

Слайд 12: Отрицательный энергетический баланс

Расход энергии превышает энергопоступление. Наблюдается при различных видах голодания и характеризуется мобилизацией всех ресурсов организма на продукцию энергии для ликвидации энергетического дефицита. При этом все пищевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии. На энергетические цели расходуется не только белок пищи, но и белок собственных тканей организма, что приводит к возникновению белковой недостаточности. Недостаточное по энергоценности питание ведет к нарушению обмена веществ, уменьшению массы тела, снижению работоспособности и т.д.   В последние годы установлено, что при сниженной массе тела возрастает риск смертности от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Согласно современным данным, отрицательный энергетический баланс рассматривается как единый комплекс  белково -энергетической недостаточности ( БЭН ).

Изображение слайда

13

Слайд 13: Положительный энергетический баланс

Характеризуется превышением энергетической ценности пищевого рациона над расходом энергии. Этот вид баланса является физиологичным для детей, беременных, кормящих женщин и т.д.  Э нергетически избыточное питание является главным фактором возникновения  избыточной массы тела  и  алиментарного ожирения. Избыточная масса тела характеризуется отложением избыточного жира в организме и увеличением нормальной массы тела на 5-10%, увеличение свыше 10% является ожирением. Ожирение по степени выраженности классифицируется на 4 степени: I — избыток массы тела составляет — 10 — 30%, II степень — 30-50%, Ш степень — 50-100% и IV степень — 100% и более. В настоящее время в экономически развитых странах распространенность избыточной массы тела составляет 50%, а ожирения 25-35%. Следствием выраженного ожирения является нарушение функций некоторых органов и систем организма, кроме того, ожирение является фактором риска и способствует раннему проявлению и прогрессированию атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета второго типа, артериальной гипертензии, желчнокаменной болезни и ряда других заболеваний.

Изображение слайда

14

Слайд 14

Около 40% всех энерготрат человека связаны с поддержанием тонуса скелетных мышц в условиях земной гравитации. При длительном пребывании лежа в постели человек массой 70 кг в сутки расходует около 6908 кДж, а в положении сидя — 9420 кДж. При повышении физической активности энерготраты организма увеличиваются. Максимальная интенсивность расхода энергии человеком, выполняющим экстремальную физическую нагрузку, в сутки может достигать 29 308 кДж, т.е. в 4 раза превышать энерготраты по сравнению с пребыванием в постели.

Изображение слайда

15

Слайд 15

Разница между величиной энерготрат при работе и в покое составляет так называемую рабочую прибавку. В соответствии с современными гигиеническими нормативами усиление энерготрат относительно уровня основного обмена в 3 раза и более в повседневной работе не допускается. В нормировании труда используют так называемый коэффициент физической активности ( КФА ). Он равен отношению энерготрат в течение рабочего дня при данном виде работ (Q) к величине основного обмена ( ОО ). По значению КФА все трудоспособное население Российской Федерации подразделено на пять групп.

Изображение слайда

16

Слайд 16: Допустимые энерготраты в зависимости от тяжести трудовой деятельности

Группы Виды трудовой деятельности КФА Энерготраты, кДж I Преимущественно умственный труд 1,4 8792-10 258 II Легкий физический труд 1,6 10 467-11 723 III Физический труд средней тяжести 1,9 12 351-13 816 IV Тяжелый физический труд 2,2 14 235-16 119 V Очень тяжелый физический труд 2,5 16 120-17 585 Допустимые энерготраты в зависимости от тяжести трудовой деятельности

Изображение слайда

17

Слайд 17: Умственный труд

М ало усиливает энерготраты по сравнению с основным обменом. Решение трудных математических задач обеспечивается энерготратами, которые превосходят основной обмен всего на 2—3%. Рабочая прибавка при умственном труде обусловлена не усилением функциональной активности ЦНС, а напряжением скелетных мышц, которое сопровождает этот вид деятельности человека. Если умственный труд сопровождается эмоциями, то энерготраты могут превосходить основной обмен на 20%.

Изображение слайда

18

Слайд 18: Специфическое динамическое   действие пищи

Энерготраты усиливаются после приема пищи. Термин «динамическое» означает повышение энерготрат, обусловленное активизацией моторики желудочно-кишечного тракта и секреции его желез, всасывания и, главным образом, усвоением клетками всосавшихся питательных веществ, что повышает интенсивность метаболических (преимущественно анаболические) процессов. Прилагательное «специфическое» подчеркивает, что различные питательные вещества (белки, углеводы, жиры) неодинаково усиливают энерготраты.

Изображение слайда

19

Слайд 19: ФОРМУЛА РАСЧЕТА ЭНЕРГОЗАТРАТ по ЧСС :

Q = 2,09 (0,2 * ЧСС – 11,3) * t Q – энергозатраты ( кДж/мин) ЧСС – частота сердечных сокращений за 1 минуту t – время, затраченное на опр. нагрузку Если учесть все виды деятельности и все  энегрозатраты, которые человек совершает за сутки, включая сон, и их суммировать, то можно получить СУТОЧНЫЕ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ. Макс Рубнер установил, что при окислении (расщеплении) дают: 1 г углеводов и белков — 17,17 кДж (4,1 ккал) 1 г жиров — 38,97 кДж (9,3 ккал)

Изображение слайда

20

Последний слайд презентации: Энерготраты человека: Используемая литература

Энциклопедический словарь по психологии и педагогике. 2013. Интернет-ресурс https://studfile.net/preview/3834103/page:27 / Интернет-ресурс https:// studref.com/554111/meditsina/energotraty_organizma_fizicheskoy_rabote_umstvennom_trude_usvoenii_pitatelnyh_veschestv#513 Рубнер ( Rubner ) Макс // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

Изображение слайда

Энергетические потребности человека

Энергетические потребности человека

---

Принципы, которых придерживается эксперт ФАО / ВОЗ / УООН 1985 г. консультации (ВОЗ, 1985) соблюдались, а энергетические потребности взрослых рассчитывается на основе факторных оценок обычного TEE. Использование таких приемов поскольку DLW и HRM подтвердили большое разнообразие TEE — и, следовательно, энергии потребности — среди взрослых обществ, о которых ранее сообщали исследования движения времени.Рост больше не является энергоемким фактором в зрелости, а BMR относительно постоянен среди групп населения данного возраста. и пол. Следовательно, привычная физическая активность и масса тела являются основные детерминанты разнообразия энергетических потребностей взрослого населения с разным образом жизни (Джеймс и Скофилд, 1990).

5.1 Факторная оценка итога расход энергии и уровень физической активности

Разнообразие размеров тела, состава тела и привычек физическая активность среди взрослого населения с разным географическим, культурным и экономические условия не позволяют универсальное применение энергии требования на основе TEE, измеренные с помощью DLW (или HRM) в группах с определенным образ жизни.Следовательно, чтобы учесть различия в физической активности, TEE был оценивается посредством факторных расчетов, которые объединяют время, отведенное на привычные действия и затраты энергии на эти действия. Таблица 5.1 показывает примеры этих расчетов. Чтобы учесть различия в размерах тела и состав, энергетические затраты на мероприятия рассчитывались как кратное BMR в минуту, также называемый коэффициентом физической активности (PAR), и 24-часовая потребность в энергии была выражена как кратное BMR за 24 часа на используя значение PAL (Джеймс и Скофилд, 1990).Совместно с БМР население, PAL, если известно, или когда получено с использованием BMR, рассчитанного на основе возраста и прогнозные уравнения с учетом пола, основанные на средней массе тела население дает оценку TEE и, следовательно, среднее потребление энергии для это население.

Для упрощения расчетов предыдущая консультация специалиста классифицировал PAL групп взрослого населения как легкий, средний или тяжелый, в зависимости от их профессиональной или иной работы, и умноженное на соответствующий BMR для достижения требований (ВОЗ, 1985).Настоящее консультации посчитали, что 24-часовой PAL не должен основываться только на физические усилия, требуемые производственной работой, так как есть люди с легким профессии, требующие интенсивной физической активности в свободное время, и люди с тяжелой работой, которые в остальное время ведут малоподвижный образ жизни. Как обсуждалось в разделе 5.3 было решено основывать факторные оценки энергии требования к расходу энергии, связанные с образом жизни, сочетающим профессиональные и дискреционные физические нагрузки.

Участники этой консультации также пришли к выводу, что средняя стоимость энергии активности, выраженные как кратные BMR или PAR, должны быть одинаковыми для мужчин и женщины. Влияние пола проявляется, когда значение PAR преобразуется в единиц энергии, потому что мужчины имеют более высокий BMR для их массы тела, чем женщины, и эта разница усугубляется более тяжелым весом мужчин. Следовательно, Стоимость энергии для большинства видов деятельности, перечисленных в Таблице 5.1, в зависимости от BMR составляет применимо как к мужчинам, так и к женщинам.Заметными исключениями являются активные действия которые требуют уровня усилий, пропорционального мышечной массе и силе, которые как правило, больше у мужчин (например, поднимающих и переносящих тяжелые грузы, рубка дерева или работа кувалдой).

5.2 Оценка основного обмена коэффициент

BMR составляет от 45 до 70 процентов TEE у взрослых, и определяется в основном полом, размером тела, телосложением и возрастом. Это может быть точно измеренными с небольшими внутриличностными вариациями прямым или косвенная калориметрия в стандартных условиях, которые включают бодрствование в положение лежа на спине, через десять-двенадцать часов после еды, после восьми часов физических упражнений. отдых и отсутствие физических нагрузок в предыдущий день, и пребывание в состоянии умственное расслабление и температура окружающей среды, которая не вызывает дрожь или потливость.BMR можно измерить только в лабораторных условиях и в небольших группах репрезентативных особей. Есть необходимость оценить BMR на уровне популяции при использовании факторного подхода для оценки ЧВЭ из среднее значение BMR и PAL, относящееся к данной популяции. Следовательно альтернативой была оценка среднего BMR группы с помощью прогнозирующего уравнения, основанные на измерениях, которые легче получить, таких как вес тела и / или высота.

ТАБЛИЦА 5.1
Факториальные расчеты полной энергии расходы на группу населения

Основная повседневная деятельность	Распределение времени часы	Стоимость энергии a ПАР	Время × стоимость энергии	Среднее значение PAL b кратно 24-часовому BMR
Сидячий или легкий образ жизни
Спальный	8	1	8.0
Личная гигиена (одевание, душ)	1	2,3	2,3
Есть	1	1.5	1,5
Кулинария	1	2,1	2,1
Сиденье (офисная работа, продажа продуктов, магазин по уходу)	8	1.5	12,0
Общие хозяйственные работы	1	2,8	2,8
Вождение автомобиля на работу / с работы	1	2.0	2,0
Ходьба разным темпом без груза	1	3,2	3,2
Легкий досуг (просмотр телевизора, общение в чате)	2	1.4	2,8
Итого	24		36,7	36,7 / 24 = 1,53
Активный или умеренно активный образ жизни
Спальный	8	1	8.0
Личная гигиена (одевание, душ)	1	2,3	2,3
Есть	1	1.5	1,5
Стоять, переносить легкие грузы (ожидание столиков, расстановка товаров) c	8	2,2	17,6
Движение на работу / с работы на автобусе	1	1.2	1,2
Ходьба разным темпом без груза	1	3,2	3,2
Аэробные упражнения низкой интенсивности	1	4.2	4,2
Легкий досуг (просмотр телевизора, общение в чате)	3	1,4	4,2
Итого	24		42.2	42,2 / 24 = 1,76
Энергичный или энергично активный образ жизни
Спальный	8	1	8.0
Средства личной гигиены (одевание, купание)	1	2,3	2,3
Есть	1	1.4	1,4
Кулинария	1	2,1	2,1
Немеханизированные сельскохозяйственные работы (посадка, прополка, сбор)	6	4.1	24,6
Сбор воды / дров	1	4,4	4,4
Немеханизированные работы по дому (подметание, стирка одежды и посуда своими руками)	1	2.3	2,3
Ходьба разным темпом без груза	1	3,2	3,2
Разное легкое досуг	4	1.4	5,6
Итого	24		53,9	53,9 / 24 = 2,25

^a Энергозатраты на деятельность, выраженные кратные базовой скорости метаболизма, или PAR, основаны на Приложении 5 к отчет предыдущей консультации (ВОЗ, 1985) (см. также Приложение 5 к настоящему документу). отчет).
^b PAL = уровень физической активности или потребность в энергии выражается как кратное 24-часовому BMR.
^c Композит энергии Стоимость стояния, медленной ходьбы и подачи пищи или ношения света нагрузка.

Примеры:

Сидячий образ жизни или легкая активность: Если это PAL был из женского населения в возрасте от 30 до 50 лет, со средним весом 55 кг и средний BMR 5,40 МДж / день ( 1290 ккал / день ), TEE = 1.53 × 5,40 = 8,26 МДж ( 1975 ккал ), или 150 кДж ( 36 ккал ) / кг / сут.

Активный или умеренно активный: Если этот PAL был получен женское население в возрасте от 20 до 25 лет, со средним весом 57 кг и средним BMR 5,60 МДж / день ( 1338 ккал / день ), TEE = 1,76 × 5,60 = 9,86 МДж ( 2355 ккал ), или 173 кДж ( 41 ккал ) / кг / сут.

Энергичный или энергично активный: Если этот PAL был от мужское население в возрасте от 20 до 25 лет, со средним весом 70 кг и средним BMR 7.30 МДж / день ( 1745 ккал / день ), TEE = 2,25 × 7,30 = 16,42 МДж ( 3925 ккал ), или 235 кДж ( 56 ккал ) / кг / сут.

Использован отчет консультации экспертов ФАО / ВОЗ / УООН 1985 г. набор уравнений, полученных в основном из исследований в Западной Европе и на Севере Америка (Скофилд, 1985). Почти половина данных, используемых для генерации уравнения для взрослых взяты из исследований, проведенных в конце 1930-х — начале 1940-х годов об итальянских мужчинах с относительно высокими значениями BMR, и вопросы были поднял вопрос об универсальной применимости этих уравнений (Соарес и Шетти, 1988; de Boer et al., 1988; Генри и Рис, 1991; Arciero и др., 1993; Пирс и Шетти, 1993; Соарес, Фрэнсис и Шетти, 1993; Хейтер и Генри, 1993 и 1994 годы; Валенсия, и др., , 1994; Крус, да Силва и дос Anjos, 1999; Генри, 2001; Ismail et al., 1998). Использование замкнутой цепи косвенная калориметрия в большинстве исследований также подвергалась сомнению, поскольку этот метод может переоценить потребление кислорода и расход энергии. Для подарка консультации, прогнозные уравнения, полученные из базы данных с более широким географическая и этническая представленность были оценены (Генри, 2001; Коул, 2002).Прогнозная точность новых уравнений и уравнений 1985 г. была по сравнению с опубликованными измерениями BMR у взрослых из разных частей мир, которые не были частью баз данных, используемых для создания прогнозных уравнения (Ramirez-Zea, 2002). Хотя новые уравнения имели некоторые достоинства, такие как как небольшое уменьшение ошибки прогноза и смещения завышенной оценки среди мужчин, эта консультация пришла к выводу, что они недостаточно надежны, чтобы оправдать их принятие в настоящее время.Пока было решено сохранить уравнения, предложенные в 1985 году Шофилдом ^{(таблица 5.2), и более тщательный анализ существующей информации или для продвижения перспективных исследование с широким глобальным географическим и этническим представительством.}

ТАБЛИЦА 5.2
Уравнения для оценки BMR от тела вес *

Возраст Годы	№	BMR: МДж / день	см.	BMR: ккал / день	см.
Самцы
<3	162	0.249 кг — 0,127	0,292	59,512 кг — 30,4	70
3-10	338	0,095 кг + 2,110	0,280	22.706 кг + 504,3	67
10-18	734	0,074 кг + 2,754	0,441	17,686 кг + 658,2	105
18-30	2879	0.063 кг + 2,896	0,641	15,057 кг + 692,2	153
30-60	646	0,048 кг + 3,653	0.700	11,472 кг + 873,1	167
³ 60	50	0,049 кг + 2,459	0,686	11,711 кг + 587.7	164
Самки
<3	137	0.244 кг — 0,130	0,246	58,317 кг — 31,1	59
3-10	413	0,085 кг + 2,033	0,292	20.315 кг + 485,9	70
10-18	575	0,056 кг + 2,898	0,466	13,384 кг + 692,6	111
18-30	829	0.062 кг + 2,036	0,497	14,818 кг + 486,6	119
30-60	372	0,034 кг + 3,538	0.465	8,126 кг + 845,6	111
³ 60	38	0,038 кг + 2,755	0,451	9,082 кг + 658,5	108

* ^{Масса указана в кг.Прогнозирующий уравнения для детей и подростков представлены для полнота.
Источник: Schofield, 1985.}

5.3 Физическая активность уровень

Средний PAL здоровых, хорошо питающихся взрослых является основным определитель их общей потребности в энергии. Поскольку рост не способствует потребности в энергии в зрелом возрасте, PAL можно измерить или оценить на основе среднего 24-часовой TEE и BMR (т.е. PAL = TEE / BMR). Умножение PAL на BMR дает фактические потребности в энергии.Например, мужчина с PAL 1,75 и средний BMR 7,10 МДж / день (1697 ккал / день) будет иметь среднюю потребность в энергии 1,75 × 7,10 = 12,42 МДж / сут (2970 ккал / сутки). ^[4] Другие примеры этих расчеты показаны в нижней части каждой панели в Таблице 5.1.

PAL был рассчитан в нескольких исследованиях на основе измерений TEE и измерения или оценки BMR. Большинство существующих данных по ЧВЭ взрослых взяты из исследований в промышленно развитых странах, хотя некоторые исследования были проведены в развивающихся странах, где многие люди образ жизни, связанный с уровнями физической активности, которые отличаются от тех, которые промышленно развитые страны (Coward, 1998).Мета-анализ исследований, которые участвовали в общей сложности 411 мужчин и женщин в возрасте от 18 до 64 лет. значение PAL 1,60 (диапазон от 1,55 до 1,65) как для мужчин, так и для женщин (Black et al. др., 1996). По большей части испытуемые были из зажиточных обществ в развитые страны. Все были здоровы, но 13 процентов женщин и 9 процентов мужчин имели избыточный вес или ожирение, с ИМТ> 30. Типичные подгруппы населения включали студентов, домохозяек, белых воротничков или профессиональных рабочих, и безработные или пенсионеры; только три человека были специально идентифицированы как работники физического труда.Таким образом, авторы метаанализа определили участники исследования как люди с «преимущественно малоподвижным западным образ жизни ». Группа экспертов Международной целевой группы по ожирению (IOTF) предложил несколько более низкий диапазон PAL от 1,50 до 1,55 как репрезентативный для сидячие люди (Erlichman, Kerbey and James, 2001).

Значения PAL, которые могут поддерживаться в течение длительного периода времени по свободноживущему взрослому населению колеблется от 1,40 до 2.40. Это Консультации согласились, что желательный PAL включает регулярную практику физическая активность на работе или в свободное время с интенсивностью и продолжительностью, которые снизит риск ожирения и развития различных неинфекционные хронические заболевания, обычно связанные с сопутствующими заболеваниями ожирение. Как обсуждалось в разделе 5.6, это соответствует значениям PAL 1,75 и выше. С другой стороны, минимальные потребности в энергии для «обслуживания» не соблюдались. определены, подтверждая позицию предыдущей экспертной консультации, которая заявил, что «любая выбранная цифра будет отражать оценочное суждение о том, какие уровни активность выше минимума для выживания может быть соответствующим образом включена в термин «поддержание» (ВОЗ, 1985).

5.3.1 Классификация физической активности уровни

Энергетические потребности сильно зависят от привычного физического деятельность. Эта консультация классифицировала интенсивность привычную физическую активность на три категории, как это было сделано в 1981 г. Консультации экспертов ФАО / ВОЗ / УООН (ВОЗ, 1985). Однако в отличие от 1981 г. консультации, диапазон значений PAL, а не среднее значение PAL, был устанавливается для каждой категории.Кроме того, те же значения PAL использовались для отнесите мужчин и женщин к категории PAL по причинам, обсуждаемым в разделе 5.1.

Категории, показанные в таблице 5.3, представляют различные уровни активности, связанные с образом жизни населения. Эти категории указывают на физическую активность, наиболее часто выполняемую большинством особей в популяции в течение определенного периода времени. Хотя нет физиологическая основа для установления продолжительности этого периода, это может быть определяется как один месяц или дольше.

Термин «образ жизни» был предпочтен термину «профессиональный труд», поскольку использовался в отчете за 1985 г., потому что есть группы людей со светом или сидячие занятия, которые регулярно занимаются активными дискреционными действиями, и поэтому вести образ жизни, который больше подходит для «активных» или категории «энергично активные». Также следует учитывать, что некоторые популяции претерпевают циклические изменения в образе жизни, например, связанные с сельскохозяйственный цикл в традиционных сельских обществах или обществах, связанных с сезоны года, когда жаркое или мягкое лето чередуется с холодной зимой.Энергетические потребности таких групп населения будут меняться вместе с потребностями в энергии. их цикличный образ жизни.

ТАБЛИЦА 5.3
Классификация образа жизни по отношению к интенсивность привычной физической активности, или PAL

Категория	Значение PAL
Сидячий или легкий образ жизни	1.40–1,69
Активный или умеренно активный образ жизни	1,70–1,99
Энергичный или энергично активный образ жизни	2,00–2,40 *

* Значения PAL> 2,40 трудно поддерживать в течение длительного периода времени.

5.3.2 Примеры образа жизни с разным уровнем потребность в энергии

Сидячий образ жизни или легкий образ жизни . Эти у людей есть занятия, не требующие больших физических усилий, не требуется преодолевать большие расстояния, как правило, использовать автомобили для транспорт, не занимайтесь физическими упражнениями или спортом регулярно и тратите большую часть свободного времени сидя или стоя, с небольшим смещением тела (например, разговор, чтение, просмотр телевизора, прослушивание радио, использование компьютеры). Одним из примеров являются офисные работники-мужчины в городских районах, которые только время от времени занимайтесь физически тяжелыми видами деятельности во время или вне работы часы.Другой пример — сельские женщины, живущие в деревнях, где есть электричество, водопровод и близлежащие асфальтированные дороги, которые большую часть времени тратят на продажу продукции дома или на рынке, или занимаясь легкими домашними делами и заботясь о дети в доме или рядом с ним.

Активный или умеренно активный образ жизни . Эти у людей есть занятия, не требующие больших затрат энергии, но связаны с большим расходом энергии, чем описано для малоподвижного образа жизни.Как вариант, это могут быть люди, ведущие малоподвижный образ жизни, которые регулярно проводят определенное количество времени при умеренных и высоких физических нагрузках, во время либо обязательная, либо дискреционная часть их распорядка дня. Для например, ежедневное выполнение одного часа (либо непрерывно, либо в несколько приступы в течение дня) от умеренных до энергичных упражнений, таких как бег трусцой / бег, езда на велосипеде, аэробные танцы или различные виды спорта могут поднять человеку средний PAL от 1.От 55 (соответствует малоподвижной категории) до 1,75 ( умеренно активная категория). Другие примеры умеренно активного образа жизни: связаны с такими профессиями, как каменщики и строительные рабочие, или сельские женщины в менее развитых традиционных деревнях, которые участвуют в сельском хозяйстве работа по дому или долгие прогулки за водой и дровами.

Энергичный или активный образ жизни . Эти люди регулярно занимаются напряженной работой или активным досугом, чтобы несколько часов.Примерами являются женщины, не ведущие сидячий образ жизни, плавание танцуют в среднем два часа каждый день, или немеханизированные сельскохозяйственные рабочие которые работают с мачете, мотыгой или топором по несколько часов в день и долго гуляют расстояния по пересеченной местности, часто с тяжелыми грузами.

Крайние значения низких и высоких значений PAL. Чрезвычайно низкий уровни расхода энергии позволяют выжить, но они несовместимы с долгосрочным здоровьем, свободным перемещением или зарабатыванием на жизнь.Такие уровни сообщалось, например, у пожилых психически больных (Prentice et al. al., 1989), подростки с церебральным параличом или миелодисплазией (Bandini et al. al., , 1991) и отдыхающих взрослых, ограниченных калориметром всего тела (Ravussin et al., , 1991; Schulz et al., 1992). Среднее значение PAL 1,21, что составляет аналогично базовой потребности в энергии 1,27, оцененной в отчете 1985 г., предложено для кратковременного выживания полностью неактивных иждивенцев в условиях кризиса (ВОЗ, 1985).Настоящая консультация показала, что такая значение слишком низкое и не должно использоваться в программах оказания чрезвычайной помощи, так как люди не полностью бездействуют в ситуациях кризиса и различных Нападающие на них стрессы могут увеличить их потребность в энергии. В Таким образом, консультации предполагают, что запасы продуктов питания должны удовлетворять PAL 1,40, что представляет собой нижнюю границу диапазона малоподвижного образа жизни, показанного в Таблице 5.3, было бы более подходящим для краткосрочных вмешательств.

На другом конце шкалы исследования показали значения PAL от 4,5 до 4,7 в течение трех недель соревнований по велоспорту (Вестертерп et al., 1986), или перевозки саней через Арктику (Страуд, Трус и Сойер, 1993). Однако такие уровни энергозатрат неприемлемы в длительный срок.

---

[4] Когда средние значения PAL и BMR населения известны, средняя потребность в энергии население можно оценить.

---

(PDF) Компиляция энергетических затрат на физические нагрузки

Предложен метод

, PAR можно разделить на легкие,

умеренные и тяжелые виды деятельности на основе отсеченных значений PAR

1,0–2,5, 2,6–3,9 и 4,0þ. Средние оценки продолжительности

пауз во время определенных действий оцениваются в 75% от

времени легких действий, 25% времени для умеренных

действий и 40% времени для тяжелых действий.Средние оценки PAR для периодов / пауз отдыха

составляют

1,54 для мужчин и 1,68 для женщин.

Заключение

Настоящая компиляция основана на необходимости

предоставить данные о взрослых для широкого спектра человеческой активности

. Однако в имеющихся данных

есть пробелы для многих видов деятельности, между полами, возрастными группами

и в различных физиологических состояниях. Дальнейшая работа должна быть направлена ​​на эти области

с учетом ограничений имеющихся данных

, перечисленных ранее.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить признательность за поддержку, полученную

от Nestle Foundation, Швейцария, для сбора

данных за период почти 2 года.

Список литературы

1 ВОЗ. Потребности в энергии и белке. Отчет о совместной консультации экспертов

ФАО / ВОЗ / УООН. Технический отчет

Серия № 724. Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1985.

2 Пассмор Р., Дурнин JVGA. Расход энергии человека.

Physiological Reviews 1955; 35: 801–40.

3 Джеймс WPT, Schofield EC. Энергетические потребности человека. A

Руководство для специалистов по планированию и диетологии. Oxford: Oxford

Medical Publications, 1990.

4 Almero EM, de Guzman PE, Cabera JP, Yuchingtat GP,

Piguing MC, Gaurano AL, Caguiat JO, Zolanzo FG, Alina FT.

Исследование метаболических издержек деятельности и рациона питания

некоторых строительных рабочих. Филиппинский журнал

Nutrition 1984; 37: 49–56.

5 Bandyopadhyay B, Chattopadhyay H. Энергетический метаболизм у

студентов мужского пола. Индийский журнал медицинских исследований

1980; 71: 961–9.

6 Банерджи Б., Саха Н. Скорость обмена веществ и энергия в покое

Стоимость некоторых обычных повседневных действий тренированных и

нетренированных тропических людей. Журнал спортивной медицины 1972 г .;

12: 111–6.

7 Барнс РМ. Физические затраты энергии в кабине дальнего следования

экипаж. Аэрокосмическая медицина 1973; 44 (7): 783–5.

8 Bleiberg FM, Brun TA, Goihman S. Продолжительность деятельности и энергетические затраты женщин-фермеров

в засушливые и дождливые сезоны

в Верхней Вольте. Британский журнал питания 1980 г .; 43:

71– 82.

9 Брун Т.А., Гайсслер К.А., Мирбагери I, Хормоздиары Х., Бастани

Дж, Хедаят Х. Энергозатраты иранских сельскохозяйственных рабочих

. Американский журнал клинического питания, 1979 г .; 32:

2154–61.

10 Brun T, Bleiberg F, Goihman S.Энергозатраты мужчин

фермеров в засушливые и дождливые сезоны в Верхней Вольте. Британский

Журнал питания 1981; 45: 67 –75.

11 Брун Т. Оценка общих затрат энергии

женщин-фермеров в полевых условиях. Journal of Biosocial

Science 1992; 24: 325–33.

12 Кэссиди Сл, Нильсен DH. Кардиореспираторные ответы

здоровых субъектов на гимнастику, выполняемую на суше, по сравнению с

водой. Физическая терапия 1992; 72: 532–8.

13 Коул А. Х., Огбе Дж. Потребление энергии, расход и характер

повседневной активности нигерийских студентов мужского пола. Британский журнал

Nutrition 1987; 58: 357–67.

14 Коста Дж., Берти Ф., Бетта А. Физиологические затраты на выращивание яблок

мероприятий. Прикладная эргономика 1989; 20: 281–6.

15 Das SK, Saha H. Эффективность лазания с различными режимами работы тележки

. Индийский журнал медицинских исследований 1966 г .; 54:

866–71.

16 Датта С.Р., Чаттерджи Б.Б., Рой Б.Н. Энергетическая стоимость

тягача рикши

. Эргономика 1978; 21: 879–86.

17 Датта С.Р., Чаттерджи Б.Б., Рой Б.Н. Энергозатраты на буксировку

ручных тележек («тела»). Эргономика 1983; 26: 461–4.

18 Davies CTM, Brotherhood JR, Collins KJ, et al. Расход энергии

и физиологические характеристики суданских резчиков тростника

. Британский журнал промышленной медицины 1976; 33:

181– 6.

19 de Guzman MPE, Kalaw JM, Tan RH, Recto RC, Basconcillo

RO, Ferrer VT, Tumbokon MS, Yuchingtat GP, Gaurano AL.Исследование

, посвященное расходу энергии, рациону питания и модели

повседневной активности среди различных профессиональных групп. Городские водители

Jeepney. Филиппинский журнал питания, 1974 г .; 27:

182– 8.

20 de Guzman PE, Dominguez SR, Kalaw JM, Buning MN,

Basconcillo RO, Santos VF. Исследование расхода энергии

, рациона питания и характера повседневной активности

среди различных профессиональных групп. Марикина Сапожники

и

домохозяйки.Филиппинский журнал питания, 1974 г .; 27:

21–30.

21 de Guzman MPE, Cabrera JP, Basconcillo RO, Gaurano AL,

Yuchingtat GP, Tan RM, Kalaw JM, Recto RC. Исследование расхода энергии

, рациона питания и характера ежедневной активности

среди различных профессиональных групп. Клерк-машинистка.

Филиппинский журнал питания 1978 г .; 31: 147–56.

22 de Guzman Ma PE, Recto Ma RC, Cabera JP, Basconcillo RO,

Gaurano AL, Yuchingtat GP, Abanto ZU.Исследование расхода энергии

, рациона питания и характера ежедневной активности

среди различных профессиональных групп. Текстильный комбинат

рабочих. Филиппинский журнал питания, 1979 г .; 32: 134–48.

23 de Guzman Ma PE, Cabera JP, Yuchintat GP, Abanto ZU,

Gaurano AL. Исследование расхода энергии, рациона питания

и характера повседневной активности среди различных профессиональных групп

. Лагуна Рисовые фермеры. Филиппинский журнал питания

1984; 37: 163–74.

24 di Prampero PE, Pendergast DR, Wilson DW, Rennie DW.

Энергетика плавания человека. Журнал прикладной

физиологии 1974; 37: 1–5.

25 Дюфур DL. Затраты времени и энергии на

женщин-садоводов из числа коренных народов Северо-Запада Амазонки. Amer-

ican Journal of Physical Anthropology 1984; 65: 37–46.

26 Эдхольм О.Г., Флетчер Дж. Энергетические затраты и потребление пищи

человека

человек. Британский журнал питания, 1955 г .;

9: 286–300.

27 Эдхольм О.Г., Хамфри С., Лурье Дж. А., Тредре Б. Э., Брат —

Худ Дж. Энергозатраты и климатические условия

йеменских и курдских евреев в Израиле. Философский

Труды Лондонского королевского общества. Series B,

Biological Sciences 1973; 266: 127–40.

28 Эдмундсон WC, Эдмундсон SA. Энергетический баланс, потребление питательных веществ

и дискреционная деятельность в южноиндийской деревне.

Экология пищевых продуктов и питания 1989; 22: 253–65.

29 Фаридуддин К.М., Муджибур Рахман М., Ахсанулла ПРО. Изучите

расхода энергии и потребления пищи у некоторых работающих людей класса

в Бангладеш. Бангладеш Медицинские исследования

Бюллетень Совета 1975 г .; 1: 24–31.

30 Фаридуддин К.М., Муджибур Рахаман М. Изучение энергии

Расходы и потребление пищи некоторыми представителями рабочего класса

MVazet al.1156

Расходы на энергию — обзор

C. Физическая активность

Затраты энергии на физическую активность и возбуждение является наиболее изменчивым компонентом TEE и может варьироваться от 400 до 3000 ккал / день у разных людей.Упражнения, по-видимому, имеют как немедленные затраты энергии из-за работы упражнения, так и более долгосрочное влияние на RMR.

Непосредственные затраты энергии на отдельные виды деятельности, вероятно, составляют большую часть влияния физической активности на потребности в энергии, а люди, которые более физически активны, как правило, имеют более высокое максимальное потребление кислорода [35,36]. В таблице 65-2 показаны средние затраты энергии на ряд типичных видов деятельности, причем значения выражены в виде кратных RMR, а в таблице 65-3 показаны абсолютные затраты энергии на эти же виды деятельности, выраженные в эквивалентах пищевых продуктов.

Таблица 65-2. Затраты на энергию для различных видов деятельности ^*

Деятельность	Затраты на энергию (кратные базальному метаболизму)
Сидячий образ жизни
Спящий	1,0
в спокойном состоянии
Сидение плюс активность (например, шитье)	1,5
Ходьба
Медленная ходьба (2 мили в час)	2.5
Ходьба в нормальном темпе (3 мили в час)	3,3
Быстрая ходьба (4 мили в час)	4,5
Подъем в нормальном темпе	6,9
Подъем в нормальном темпе грузоподъемность 5 кг	7,4
Дом
Работа по дому, умеренные усилия	3,5
Садоводство (без подъема)	4,4
Рыхление газона	4.0
Подъемные предметы	4,0
Спортивный отдых
Легкие занятия (гольф, боулинг, парусный спорт)	2,2–4,4
Умеренные занятия (танцы, езда на велосипеде, теннис)	4,4 –6,6
Тяжелые занятия (катание на лыжах, бег трусцой, прыжки со скакалкой)	6,6+

Таблица 65-3. Энергозатраты на различные виды деятельности, проводимые в течение одного часа ^*

913 87

Деятельность	Затраты на энергию (калорий сверх основного метаболизма)	Эквивалент пищи
Сидячий образ жизни
нет
Сидеть спокойно	0	нет
Сидение плюс активность (например,г., шитье)	28	½ маленького печенья
Ходьба
Медленная ходьба (2 мили в час)	83	1 ¼ маленькое печенье
Ходьба в обычном темпе (3 мили в час )	127	2 маленьких печенья
Быстрая ходьба (4 миль в час)	193	3 маленьких печенья
Прогулка в гору в обычном темпе	325	5 ½ маленьких печенья
Прогулка подъем в нормальном темпе с грузом 5 кг	353	6 маленьких печенья
Домашнее хозяйство
Общая работа по дому, умеренные усилия	138	2 ¼ маленькое печенье
Садоводство (без подъема) )	188	3 маленьких печенья
Сгребание газона	166	2 ¾ маленьких печенья
Подъемные предметы	166	Маленькое печенье 2 ¾
Спортивный отдых
Легкие занятия (гольф, боулинг, парусный спорт)	66–188	1-3 маленьких печенья
Умеренные занятия (танцы, езда на велосипеде, теннис)	188–309	3–5 маленьких печенек
Тяжелые занятия (катание на лыжах, бег трусцой, скакалка)	309+	+5 маленьких печенек

(Из Медицинского института национальных академий.[2002]. Нормативы диетических поступлений: энергия, углеводы, клетчатка, жиры, жирные кислоты, холестерин, белок и аминокислоты. Главы 1–9. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.)

Copyright © 2002

Помимо непосредственных затрат энергии на отдельные занятия, физическая активность также влияет на РЗЭ в послетренировочный период примерно на + 5%, по крайней мере, в течение 24 часов после тренировки [ 37]. Долгосрочный эффект упражнений на повышение REE также наблюдается в исследованиях, изучающих изменения RMR в течение нескольких дней у спортсменов, которые перестали тренироваться [38,39].

Также могут иметь место хронические изменения ЭЭ, связанные с физической активностью, в результате изменений RMR из-за изменений в составе тела и изменений скорости метаболизма мышечной ткани, а также изменений в спонтанной физической активности, связанных с изменением уровня физической подготовки. Однако масштабы и направление изменения ЭЭ, связанные с этими факторами, остаются спорными. Что касается RMR, многие исследования продемонстрировали, что FFM является основным предиктором RMR [4,40], и поэтому ожидается, что увеличение FFM из-за повышенной физической активности приведет к увеличению RMR.Однако несколько исследований не подтверждают эту взаимосвязь. В частности, три исследования [41–43], два из которых поддерживали постоянное потребление энергии [41,42] и способствовали снижению веса за счет изменения диеты, все не сообщили об увеличении RMR при увеличении физической активности. Эти данные предполагают, что любое потенциальное увеличение RMR при тренировках легко сводится на нет небольшими противоположными изменениями в энергетическом балансе.

Вопрос о том, увеличивается ли спонтанная активность без физических упражнений (иногда называемая ерзанием) с преднамеренной физической активностью, также является спорным.Сообщается, что спонтанная активность без упражнений имеет количественное значение, составляя 100–800 ккал / день даже у субъектов, находящихся в калориметрической камере для всего тела [4]. Однако Shah и др. [44] показали только минимальное (3%) увеличение 24-часового ЭЭ, измеренного калориметрическим методом всего тела, с 2-часовой программой интенсивных аэробных упражнений, предположительно из-за соответствующего снижения ЭЭ в других случаях. время суток. В другом калориметрическом исследовании всего тела Van Etten и др. [45] не показали значительного увеличения 24-часового ЭЭ при использовании стандартизированной программы упражнений, кроме того, которое непосредственно связано с энергетическими затратами упражнения, тогда как Blaak и др. , в отличие от этого, не обнаружили. ] сообщили о значительном увеличении спонтанной физической активности у мальчиков с ожирением, участвовавших в программе тренировок.

Вопрос о том, могут ли различные степени физической нагрузки в разной степени влиять на спонтанную бездействие, также получил неоднозначные результаты. Шах и др. [44] сообщили о большем (5%) среднем увеличении 24-часового ЭЭ при программе умеренных упражнений (ходьба), чем при интенсивной программе аэробных тренировок, проводимой в течение аналогичного периода (+ 3%), предполагая, что у субъектов был более низкий уровень самопроизвольных движений после напряженных упражнений, потому что они больше устали.С другой стороны, Schulz и др. [47] сообщили об отсутствии разницы в 24-часовом сидячем ЭЭ между аэробно подготовленными и малоподвижными людьми, а Pacy и др. [48] не показали различного влияния умеренной и напряженной активности на 24-часовую ЭЭ после учета для затрат энергии на само упражнение.

Комбинация этих различных результатов указывает на то, что влияние запланированной физической активности на спонтанную активность в другое время сильно варьируется (с общим влиянием на ЭЭ от положительного до отрицательного) и, вероятно, зависит от ряда факторов, включая характер упражнения (интенсивные или умеренные), исходная физическая подготовка испытуемых, а также состав тела и пол.

В отличие от множества потенциальных эффектов упражнений, описанных ранее, оказывается, что возраст и пол минимально влияют на энергетические затраты конкретных упражнений [49] и не влияют на TEF [50].

Таким образом, количественная оценка совокупного воздействия физической активности на потребности в энергии является сложной задачей, если для расчета отдельных эффектов различных аспектов физической активности используется факторный подход. Поэтому исследования были сосредоточены на использовании воды с двойной меткой для количественной оценки влияния физической активности на TEE.В поперечных исследованиях наблюдается существенная разница в уровне физической активности ([PAL] отношение TEE к REE) между женщинами, длительно занимающимися физическими упражнениями, и женщинами, ведущими малоподвижный образ жизни. Например, Withers и др. [51] наблюдали средние значения PAL 2,48 против 1,87 у длительно активных женщин, сообщающих о среднем 8,6 ч в неделю аэробных упражнений по сравнению с длительным отсутствием упражнений. Что касается данных интервенционных исследований, то очень интенсивные программы, такие как подготовка субъектов к полумарафонскому бегу и требующие 8–10 часов напряженных упражнений в неделю, также могут привести к значительному увеличению TEE на 15–50% как у взрослых, так и у детей [52 –54].Однако сообщается, что более умеренные программы упражнений имеют гораздо меньший эффект: два исследования (одно с детьми и одно с пожилыми людьми) не сообщают о значительном увеличении TEE [55,56]. Отсутствие ЧВЭ при умеренном увеличении запланированной физической активности подчеркивает тот факт, что преднамеренное и спонтанное ЭЭ взаимосвязаны, и в некоторых обстоятельствах увеличение одного компонента может быть уравновешено уменьшением другого компонента, в результате чего ЧВЭ может оставаться постоянным.

Из предыдущего обсуждения опубликованных данных ясно, что, хотя на общем уровне можно ожидать увеличения физической активности, чтобы увеличить TEE, это не всегда так. DRI [1] предусматривают четыре различных уровня физической активности (сидячий, малоактивный, активный, очень активный), которые описываются в терминах эквивалентов ходьбы (т. Е. Если вся активность, превышающая малоподвижную категорию, была ходьбой, сколько миль было бы ходили ежедневно?), как показано в Таблице 65-4. Были определены четыре категории активности, потому что на общем уровне разные категории могут помочь разделить людей с разными потребностями в энергии и PAL.Тем не менее, для человека, ведущего малоподвижный образ жизни, который мало ходил, было бы возможно расходовать энергию, которая классифицирует ее как активную, если бы у нее был высокий уровень спонтанного ерзания и другой необъяснимой активности. По этим причинам необходимы дальнейшие исследования, чтобы предоставить методы надежного определения людей в пределах их правильной категории активности с целью прогнозирования потребности в энергии.

Таблица 65-4. Категории уровней физической активности и эквивалентность ходьбы

Категория PAL *	Диапазон PAL	Эквивалентность ходьбы ** (миль / день при 2–4 милях в час)
Сидячий образ жизни	.0–1,39	0
Низкая активность	1,4–1,59	1,5–3,0
Активная	1,6–1,89	3,0–7,5
Очень активная	1,988–2,5	1,988–2,5	7,5–31,0

(Из Института медицины национальных академий. [2002]. Нормативные пищевые поступления: энергия, углеводы, клетчатка, жиры, жирные кислоты, холестерин, белок и аминокислоты. Главы 1– 9. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.)

Copyright © 2002

Энергозатраты на физические нагрузки у 12-летних девочек: значения MET и влияние массы тела

Участники

Участники входили в подгруппу проспективного исследования роста и развития. Всего в проспективное исследование с июня 1990 г. по май 1993 г. было включено 196 девочек в возрасте 8–12 лет, которые были здоровыми, пременархеальными и имели толщину кожной складки трицепса менее 85-го перцентиля для возраста и пола. ⁹ были включены в проспективное исследование.Девочек набирали из систем государственных школ Кембриджа и Сомервилля (Массачусетс), летнего дневного лагеря Массачусетского технологического института (MIT), а также в качестве друзей и братьев и сестер зачисленных предметов. В целом, 28 девочек, которым на исходном уровне было ~ 10 лет и которые вошли в исследование на втором или третьем году зачисления, были приглашены и согласились присоединиться к подгруппе, сформированной для изучения продольных изменений в расходе энергии. 19 участников подгруппы, которые вошли в исследование в течение второго года включения, приняли участие в протоколе, разработанном для измерения энергетических затрат на несколько выбранных видов деятельности во время их второго ежегодного контрольного визита, когда девочкам было ~ 12 лет.Информированное согласие было получено от каждой девочки и ее родителя или законного опекуна. Исследование было одобрено Комитетом по использованию людей в качестве объектов эксперимента Массачусетского технологического института (Кембридж, Массачусетс, США) и Советом по институциональному обзору Медицинского центра Тафтса (Бостон, Массачусетс, США).

Скорость метаболизма в покое

RMR измеряли в двух разных случаях. Участники были госпитализированы в Центр клинических исследований Массачусетского технологического института накануне их первого измерения RMR.После ночного голодания в течение 12–14 часов девочек разбудили утром, дали помочиться и отправились из стационара при Массачусетском технологическом институте (где они ночевали) в исследовательский центр. Девушки не выходили из здания и не поднимались по лестнице в течение этой 5-минутной неторопливой прогулки. По прибытии в исследовательский центр девочки переоделись в больничную одежду и измерили их вес с помощью цифровых весов (Seca, Гамбург, Германия) с точностью до 0,1 кг. Для подтверждения отсутствия лихорадки измеряли температуру тела.Затем девочек уложили спать на получасовой отдых перед измерением RMR.

RMR измеряли с помощью непрямого калориметра открытого цикла с вентилируемым колпаком, как описано ранее. ^10,11 После того, как участника поместили под колпак, 5-минутный период уравновешивания предшествовал 30-минутному измерению RMR. Участнику было разрешено читать во время периода измерения. (Материал для чтения был помещен на верхнюю часть капюшона, и девушка сигнализировала глазами, когда она хотела, чтобы технический специалист перевернул страницу.Утром в день измерения линейность газоанализаторов была подтверждена калибровкой анализаторов по двум стандартным газам и проверкой измеренной концентрации третьего стандартного газа. Перед каждым посещением участника вся система была откалибрована с помощью калиброванного шприца объемом 3 л (Warren E Collins Company, Брейнтри, Массачусетс, США). В зависимости от скорости потока точность этой системы измерения скорости метаболизма составляла 1,6–3,1%. ¹⁰ RMR был рассчитан на основе измерений потребления кислорода и производства углекислого газа в соответствии с модифицированным уравнением Вейра. ¹²

Каждая девочка вернулась в исследовательский центр амбулаторно через ≈2 недели для второго измерения RMR после 12-часового ночного голодания. RMR измеряли согласно тому же протоколу, описанному выше, начиная с прибытия девочки в исследовательский центр. Средняя абсолютная разница (± стандартное отклонение) между двумя измерениями составила 203 ± 139 кДж / день (48 ± 33 ккал / день). Среднее значение двух измерений RMR использовалось во всех анализах.

Энергозатраты на отдельные виды деятельности

Энергия, израсходованная при выполнении пяти конкретных видов деятельности, оценивалась во время первого посещения исследовательского центра либо вечером поступления, либо на следующее утро через ≈2 часа после завтрака.Энергия, расходуемая сидя, стоя, при ходьбе по плоской беговой дорожке со скоростью 3,2 км / ч (2 мили в час) и 4,8 км / ч (3 мили в час), а также при ходьбе по беговой дорожке с уклоном 10% и скоростью 4,8 км / ч (3 мили в час). ) оценивали с помощью метаболической тележки OCM-1 (Ametek, Питтсбург, Пенсильвания, США), снабженной мундштуком с односторонним клапаном. Эта метаболическая тележка была откалибрована перед каждым посещением в соответствии с методом, описанным ранее. Пять действий выполнялись последовательно, после завершения одного действия сразу же начиналось следующее.Первая минута ходьбы с уклоном 10% со скоростью 4,8 км / ч и первые 2 минуты каждого из других видов деятельности считались периодом уравновешивания, и данные, собранные за это время, не включались в расчет расхода энергии. Энергозатраты на занятие рассчитывались в соответствии с модифицированным уравнением Вейра ¹² с использованием данных о потреблении кислорода и производстве углекислого газа, собранных за период по 4 минуты для каждого сидения и стояния, 3 минут для ходьбы при 3.2 км / ч и по 2 минуты для ходьбы по плоской поверхности с уклоном 10% и скоростью 4,8 км / ч. Мы построили график отдельных необработанных данных VO ₂ , выводимых с 30-секундными интервалами, чтобы оценить, был ли период уравновешивания для каждого действия достаточной продолжительностью для того, чтобы газообмен находился на плато в течение периода измерения расхода энергии. Графики подтвердили достаточность 2-минутного периода уравновешивания для всех действий. Поскольку 2-минутный период измерения расхода энергии при ходьбе с уклоном 10% на 4.8 км / ч предшествовал только 1-минутный период уравновешивания, только последняя минута сбора данных использовалась для расчета расхода энергии на это действие. Во время измерения «сидеть» испытуемые читали, слушали музыку, писали, играли в карточные игры, смотрели телевизор или сидели тихо. Во время измерения «стоя» испытуемым разрешалось переступать с ноги на ногу и разрешалось продолжать любые действия, выполняемые сидя. Частоту сердечных сокращений измеряли в течение последней минуты каждого периода измерения с помощью пульсометра (Physio-control Lifepak 7, Редмонд, Вашингтон, США).Величина МЕТ данного вида деятельности была рассчитана для каждого участника путем деления измеренных затрат энергии на деятельность на ее средний RMR.

Дополнительные переменные

Процентиль индекса массы тела к возрасту с использованием графиков роста CDC 2000 года. ¹³ был рассчитан для каждой девочки на основе ее измеренного роста и веса. Стадия Таннера ¹⁴ развития груди оценивалась врачом-исследователем или соисследователем-женщиной. Девочек классифицировали как препубертатный (стадия Таннера 1), пубертатный, но не менархеальный (Таннер стадии 2–4) или менархеальный.

Статистический анализ

Данные представлены как среднее ± стандартное отклонение, если не указано иное. Мы изучили описательную статистику и графические изображения, чтобы выявить выбросы и подтвердить, что предположения моделирования линейной регрессии были выполнены. Коэффициент вариации (CV) для МЕТ каждого вида деятельности был рассчитан [(стандартное отклонение / среднее значение) × 100], чтобы обеспечить меру относительной вариации. Используя диаграммы рассеяния, мы оценили двумерную взаимосвязь измеренных МЕТ каждого вида деятельности и массы тела.Мы также выполнили простую линейную регрессию, чтобы определить прогностическую способность веса тела по значению MET для каждого вида деятельности и оценить, была ли масса тела значимым предиктором значения MET для каждого вида деятельности. Все статистические анализы были выполнены с использованием SAS версии 8.01 (SAS Institute Inc., Кэри, Северная Каролина, США). Результаты считались статистически значимыми, если наблюдаемый уровень значимости (значение P ) был менее 0,05.

Эффективность человеческого тела — Физика тела: движение к метаболизму

Это сканирование с помощью фМРТ показывает повышенный уровень потребления энергии в зрительном центре мозга.Здесь пациента просили узнавать лица. Изображение предоставлено: NIH через Wikimedia Commons

Все функции организма, от мышления до подъема тяжестей, требуют энергии. Многие мелкие мышечные движения, сопровождающие любую спокойную деятельность, от сна до чесания головы, в конечном итоге превращаются в тепловую энергию, как и менее заметные мышечные действия сердца, легких и пищеварительного тракта. Уровень , с которым организм использует энергию пищи для поддержания жизни и выполнения различных действий, называется скоростью метаболизма.Общий коэффициент преобразования энергии человека в состоянии покоя называется скоростью основного обмена (BMR) и делится между различными системами в организме, как показано в следующей таблице:

Скорость основного обмена (BMR)

Орган	Мощность, потребляемая в состоянии покоя (Вт)	Потребление кислорода (мл / мин)	Процент от BMR
Печень и селезенка	23	67	27
Мозг	16	47	19
Скелетная мышца	15	45	18
Почки	9	26	10
Сердце	6	17	7
Прочие	16	48	19
Итого	85 Вт	250 мл / мин	100%

Наибольшая часть энергии идет в печень и селезенку, а затем в мозг.Около 75% калорий, сжигаемых за день, идет на эти основные функции. Полные 25% всей основной метаболической энергии, потребляемой организмом, используется для поддержания электрических потенциалов во всех живых клетках. (Нервные клетки используют этот электрический потенциал в нервных импульсах.) Эта биоэлектрическая энергия в конечном итоге становится в основном тепловой энергией, но некоторая часть используется для питания химических процессов, таких как в почках и печени, а также при производстве жира. BMR — это функция возраста, пола, общей массы тела и количества мышечной массы (которая сжигает больше калорий, чем телесный жир).Благодаря этому последнему фактору у спортсменов больше BMR. Конечно, во время интенсивных упражнений потребление энергии скелетными мышцами и сердцем заметно возрастает. Следующая диаграмма суммирует основные энергетические функции человеческого тела.

Самые основные функции человеческого тела сопоставлены с основными концепциями, рассматриваемыми в этом учебнике (химическая потенциальная энергия на самом деле является формой электрической потенциальной энергии, но мы не будем специально обсуждать электрическую потенциальную энергию в этом учебнике, поэтому мы разделили их.)

Тепло

Тело способно накапливать химическую потенциальную энергию и тепловую энергию внутри. Помня, что тепловая энергия — это просто кинетическая энергия атомов и молекул, мы признаем, что эти два типа энергии хранятся микроскопически и внутри тела. Поэтому мы часто объединяем эти два типа микроскопической энергии во внутреннюю энергию (). Когда объект теплее, чем его окружение, тогда тепловая энергия будет передаваться от объекта к окружению, но если объект холоднее, чем его окружение, тогда тепловая энергия будет передаваться объекту из окружающей среды.Количество тепловой энергии, обмениваемой из-за разницы температур, часто называют теплом (). Когда тепло передается из тела в окружающую среду, мы говорим, что это тепло выхлопных газов, как показано на предыдущем рисунке. Мы узнаем больше о том, как связаны температура и теплопередача, в следующем разделе.

Энергосбережение

Принцип сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Следовательно, если тело выполняет полезную работу по передаче механической энергии своему окружению () или передаче тепловой энергии в окружающую среду в виде тепла, тогда эта энергия должна исходить из внутренней энергии тела.Мы наблюдаем это повсюду в природе как Первый закон термодинамики:

.

(1)

Тепловые двигатели

Ваше тело использует химическую потенциальную энергию, хранящуюся внутри, для работы, и этот процесс также генерирует тепловую энергию, которую вы выделяете в виде тепла выхлопных газов. Двигатели внутреннего сгорания, которыми оснащено большинство автомобилей, работают аналогичным образом, преобразуя химическую потенциальную энергию топлива в тепловую энергию посредством сгорания, затем преобразуя часть тепловой энергии в полезную работу и сбрасывая часть в тепло выхлопных газов.Ваше тело способно высвобождать химическую потенциальную энергию из вашей пищи без возгорания, что хорошо, потому что вы не можете использовать тепловую энергию вашей внутренней энергии для выполнения работы. Машины, которые могут использовать тепловую энергию для работы, например двигатель внутреннего сгорания, известны как тепловые двигатели. Тепловые двигатели по-прежнему подчиняются Первому закону термодинамики, поэтому любое тепло выхлопных газов должно быть тепловой энергией, которая не использовалась для работы. Тепловая энергия, которую можно использовать для работы, а не тратить впустую в виде тепла выхлопных газов, определяет эффективность теплового двигателя.

Эффективность человеческого тела в преобразовании химической потенциальной энергии в полезную работу известна как механическая эффективность тела. Мы часто вычисляем механический КПД тела в процентах:

(2)

Механическая эффективность тела ограничена, потому что энергия, используемая для метаболических процессов, не может использоваться для полезной работы. Дополнительная тепловая энергия, генерируемая в ходе химических реакций, приводящих в действие мышечные сокращения наряду с трением в суставах и других тканях, еще больше снижает эффективность людей..

«Увы, наши тела не могут 100 % эффективно преобразовывать энергию пищи в механическую продукцию. Но при КПД около 25 % мы на удивление хороши, учитывая, что большинство автомобилей составляют около 20 % , а кукурузное поле Айовы эффективно преобразовывает поступающий солнечный свет в химическое хранилище [потенциальной энергии] только на 1,5 % . ” Для превосходного обсуждения механической эффективности человека и сравнения с другими машинами и источниками топлива см. MPG of a Human Тома Мерфи, источника предыдущей цитаты.

Повседневный пример: энергия для подъема по лестнице

Если предположить, что механический КПД подъема по лестнице составляет 20%, насколько уменьшится ваша внутренняя энергия, когда человек весом 65 кг поднимется по лестнице высотой 15 м ? Сколько тепловой энергии человек передает в окружающую среду в виде тепла выхлопных газов?

Во-первых, давайте вычислим изменение гравитационной потенциальной энергии:

Человек действительно работал над преобразованием химической потенциальной энергии своего тела в механическую энергию, в частности, в потенциальную гравитационную энергию.Однако их эффективность составляет всего 20%, а это означает, что только 1/5 химической потенциальной энергии, которую они используют, идет на полезную работу. Следовательно, изменение химической потенциальной энергии должно быть в 5 раз больше, чем мощность механической работы

.

Используемая химическая потенциальная энергия возникла из внутренней энергии человека, поэтому:

Мы можем использовать Первый закон термодинамики, чтобы найти тепловую энергию, исчерпываемую человеком:

(3)

Перестановка на:

Мы обнаружили, что тепло отрицательно, что имеет смысл, потому что человек истощает тепловую энергию из тела в окружающую среду, поднимаясь по лестнице.

В качестве альтернативы, мы могли бы сразу знать, что выхлопное тепло должно составлять 4/5 от общей потери внутренней энергии, потому что только 1/5 идет на выполнение полезной работы. Итак, тепло выхлопа должно быть:

По историческим причинам мы часто измеряем тепловую энергию и тепло в единицах калорий ( кал ), а не в джоулях. На калорию 4,184 джоулей. Мы измеряем химическую потенциальную энергию, хранящуюся в пище, в единицах 1000 калорий или килокалорий ( ккал ), и иногда мы записываем килокалории как калории ( кал ) с заглавной буквы C вместо строчной c .Например, бублик с 350 кал содержит 350 ккал или 350 000 кал . Если перевести в Джоули, это будет бублик.

Примеры на каждый день

Какую долю бублика вам нужно съесть, чтобы восполнить потерю внутренней энергии (в виде химической потенциальной энергии) 47 775 Дж , которую мы рассчитали в предыдущем повседневном примере с подъемом по лестнице?

Есть 1,464,400 J / бублик

Следовательно нам нужно съесть:

Пульсоксиметр — это прибор, который измеряет количество кислорода в крови.Оксиметры можно использовать для определения скорости метаболизма человека, то есть скорости преобразования пищевой энергии в другую форму. Такие измерения могут указывать на уровень спортивной подготовки, а также на наличие определенных медицинских проблем. (кредит: UusiAjaja, Wikimedia Commons)

Пищеварительный процесс — это в основном процесс окисления пищи, поэтому потребление энергии прямо пропорционально потреблению кислорода. Таким образом, мы можем определить реальную энергию, потребляемую во время различных видов деятельности, измеряя использование кислорода.В следующей таблице показаны уровни потребления кислорода и соответствующей энергии для различных видов деятельности.

Нормы потребления энергии и кислорода в среднем для мужчин 76 кг

Деятельность	Энергопотребление в ваттах	Расход кислорода в литрах O 2 / мин
Спящий	83	0,24
Сидят в состоянии покоя	120	0.34
Стоя расслабленно	125	0,36
Сидят в классе	210	0.60
Ходьба (5 км / ч)	280	0,80
Езда на велосипеде (13–18 км / ч)	400	1,14
Дрожь	425	1,21
Играет в теннис	440	1,26
Плавание брасс	475	1.36
Каток (14,5 км / ч)	545	1,56
Подъем по лестнице (116 об / мин)	685	1,96
Езда на велосипеде (21 км / ч)	700	2,00
Бег по пересеченной местности	740	2,12
Играет в баскетбол	800	2,28
Велоспорт, профессиональный гонщик	1855	5.30
Спринт	2415	6,90

Примеры на каждый день: снова восхождение по лестнице

В предыдущих примерах мы предполагали, что наша механическая эффективность при подъеме по лестнице составляет 20%. Давайте воспользуемся данными из приведенной выше таблицы, чтобы проверить это предположение. Данные в таблице приведены для человека весом 76 кг и , который поднимается по 116 ступеням в минуту. Давайте посчитаем скорость, с которой этот человек выполнял механическую работу, поднимаясь по лестнице, и сравним скорость, с которой он израсходовал внутреннюю энергию (первоначально из пищи).

Минимальная стандартная высота ступеньки в США составляет 6,0 дюймов (0,15 м ), тогда гравитационная потенциальная энергия человека весом 76 кг будет увеличиваться на 130 Дж с каждым шагом, как рассчитано ниже:

При подъеме по 116 ступеням в минуту скорость использования энергии или мощности будет:

Согласно нашей таблице данных, тело использует 685 W для подъема по лестнице с такой скоростью. Подсчитаем КПД:

В процентном отношении этот человек имеет 32% механической эффективности при подъеме по лестнице.Возможно, мы недооценили в предыдущих примерах, когда предполагали, что эффективность подъема по лестнице составляет 20%.

Мы часто говорим о «сжигании» калорий, чтобы похудеть, но что это на самом деле означает с научной точки зрения ?. Во-первых, мы действительно имеем в виду потерю массы, потому что это мера того, сколько веществ находится в нашем теле, а вес зависит от того, где вы находитесь (на Луне все по-другому). Во-вторых, наши тела не могут просто обмениваться массой и энергией — это разные физические величины и даже не одинаковые единицы.Так как же нам похудеть, тренируясь? На самом деле мы не удаляем атомы и молекулы, из которых состоят такие ткани тела, как жир, «сжигая» их. Вместо этого мы расщепляем молекулы жира на более мелкие молекулы, а затем разрываем связи внутри этих молекул, чтобы высвободить химическую потенциальную энергию, которую мы в конечном итоге преобразуем в работу и отводим тепло. Атомы и более мелкие молекулы, образовавшиеся в результате разрыва связей, объединяются, образуя углекислый газ и водяной пар (CO ₂ и H ₂ O), и мы выдыхаем их.Мы также выделяем небольшое количество H ₂ O с потом и мочой. Процесс похож на сжигание дров в костре — в итоге у вас остается намного меньше массы золы, чем у оригинальной древесины. Куда делась остальная масса? В воздух как CO ₂ и H ₂ O. То же самое верно и для топлива, сжигаемого вашей машиной. Подробнее об этой концепции смотрите в первом видео ниже. Поистине удивительный факт заключается в том, что ваше тело завершает этот химический процесс без чрезмерных температур, связанных с сжиганием древесины или топлива, которые могут повредить ваши ткани.Уловка организма заключается в использовании ферментов, которые представляют собой узкоспециализированные молекулы, которые действуют как катализаторы для повышения скорости и эффективности химических реакций, как описано и анимировано в начале второго видео ниже.

Подобно эффективности тела, эффективность любого энергетического процесса может быть описана как количество энергии, преобразованной из входной формы в желаемую форму, деленное на исходное входное количество.Следующая диаграмма показывает эффективность различных систем при преобразовании энергии в различные формы. В диаграмме не учитываются стоимость, риск опасности или воздействие на окружающую среду, связанное с требуемым топливом, строительством, техническим обслуживанием и побочными продуктами каждой системы.

Эффективность человеческого тела по сравнению с другими системами

Система	Форма входной энергии	Желаемая форма вывода	Макс.эффективность
Человеческое тело	Химический потенциал	Механический	25%
Автомобильный двигатель	Химический потенциал	Механический	25%
Турбинные электростанции, работающие на угле / нефти / газе	Химический потенциал	Электрооборудование	47%
Газовые электростанции комбинированного цикла	Химический потенциал	Электрооборудование	58%
Биомасса / Биогаз	кинетическая	Электрооборудование	40%
Ядерная	кинетическая	Электрооборудование	36%
Солнечно-фотоэлектрическая электростанция	Солнечный свет (электромагнитный)	Электрооборудование	15%
Солнечно-тепловая электростанция	Солнечный свет (электромагнитный)	Электрооборудование	23%
Гидроэлектростанции и приливные электростанции	Гравитационный потенциал	Электрооборудование	90% +

Просмотрите вкладку «Энергетические системы» в этом моделировании, чтобы визуализировать различные системы преобразования энергии.

Скорректированные МЕТ — Сборник физических упражнений

Компендиум Физическая активность (Компендиум) был разработан в конце 1980-х годов для использования в эпидемиологические и надзорные исследования для стандартизации используемых значений интенсивности МЕТ в различных анкетах по физической активности.Компендиум не разрабатывался для определения точных затрат энергии на деятельность человека. Тем не менее, Компендиум часто используется за пределами своего первоначального объема. Поэтому представляет интерес предложить метод, приемлемый для корректировки. Значения МЕТ для соответствия этому дополнительному приложению.

Срок МЕТ используется в Сборнике для отражения энергетических затрат физических виды деятельности. Уровни НДПИ в Компендиуме 2011 года являются прямым переводом удельные удельные затраты энергии, рассчитанные на основе затрат на энергию (VO ₂ мл ^. кг ^-1. мин ^-1 ) и разделив их на 3,5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 . Этот результирующий уровень НДПИ называется «Стандартная ставка НДПИ». Таким образом, стандартный НДПИ — это сокращенный способ выражение удельных массовых затрат энергии на деятельность ¹ . Должно Следует отметить, что выражение стандартных значений MET по отношению к массе тела является желательно, потому что это нормализует данные и минимизирует различия между крупные и мелкие особи.

Компендиум использует 3,5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 как прокси-значение для скорости метаболизма в покое (RMR) 1 MET. RMR отражает от 50 до 75% ежедневных затрат энергии, в зависимости от возраста, вес, рост, пол и безжировая масса тела. RMR выше у мужчин, чем у женщин и увеличивается с ростом, весом и мышечной массой и уменьшается с возрастом ² .

Разработан в 1989 г. и опубликовано в 1993 г. ³ , 2000 ⁴ и 2011 г. ⁵ , В сборнике представлены стандартные значения НДПИ.Он не корректирует уровни НДПИ для возраст, масса тела и пол. В последнее время возникли опасения по поводу точности с использованием 1 MET = ^мл. кг ^-1. мин ^-1 в качестве прокси значение для RMR из-за его способности завышать измеренные значения RMR которые меньше 3,5 мл ^. кг ^-1. мин ^{-1 6-11} . Критики утверждают, что Компендиум использует ml ^. кг ^-1. мин ^-1 , поскольку референтное значение RMR для вычисления MET занижает истинную энергию стоимость физических нагрузок, полученная при использовании измеренного RMR.Недавно опубликованный бумага, Kozey et al. ¹⁰ использовал следующий пример, чтобы продемонстрировать их точка для вычисления значения MET для деятельности с измеренным VO ₂ 20 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 . Были использованы два значения для RMR: стандартное значение (3,5 м мл ^. кг ^-1. мин ^-1 ) и измеренное значение (2,5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 ) полученные с помощью непрямой калориметрии.

Пример из Kozey et al. ¹⁰

Стандартный MET: 20 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 /3,5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 = 5,5 МЕТ (умеренный интенсивность)

Измеренное МЕТ: ​​20 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 /2,5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 = 8,0 МЕТ (интенсивный интенсивность)

Таким образом, критика использования стандартного НДПИ в качестве референтного значения для RMR состоит в том, что он занижает измеренные значения НДПИ в 89% случаев ¹⁰ .Кроме того, Kozey et al. ¹⁰ обнаружил, что стандартный МЕТ неправильно классифицирует категорию интенсивности в 12,2% случаев по сравнению с измеренным МЕТ ценности с большей ошибочной классификацией у лиц с избыточным весом, пожилые люди с низкой посадкой или женщины.

Недавние усилия были предприняты Byrne et al. 7 и Kozey et al. al.10 для определения подходящего метода корректировки значений МЕТП с учетом личные различия по полу, массе тела, росту и возрасту, чтобы получить более точные данные оценки физической активности индивидуального уровня.Разделив стандартный НДПИ (3,5 мл.кг-1.мин-1) прогнозируемым RMR, полученным от Harris-Benedict уравнение2 (с использованием возраста, роста, массы тела и пола), недооценка и ошибочная классификация значений МЕТ в Сборнике была значительно сокращена. Результирующее значение НДПИ называется «скорректированным значением НДПИ». В процедура проиллюстрирована на рисунке 1

Рисунок 1 . Уравнение для компендиума Скорректированные значения МЕТП с учетом физической активности на сумму

ринггитов

Харрис Бенедикт уравнение ² для RMR (килокалорий в день):

Мужской = 66.4730 + 5.0033 (Рост см) + 13.7516 (Вес кг) — 6.7550 (Возраст год)

Самка = 655,0955 + 1,8496 (Рост, см) + 9,5634 (Вес, кг) — 4,6756 (Возраст, год)

Для пересчета полученных килокалорий за день из уравнения Харриса Бенедикта ² в ml ^. кг ^-1. мин ^-1 , используется следующая формула.

ккал ^. день ^-1 /1440 = ^ккал. мин ^-1 ; ккал ^. мин ^-1 /5 = L ^. мин ^-1 ; L ^. мин ^-1 / (вес кг) x1000 = мл ^. кг ^-1. мин ^-1

Скорректированные значения НДПИ, представленные в таблице 1, предложение понимание того, как различия в возрасте, росте и массе тела человека могут влияют на интенсивность физических нагрузок. Это проиллюстрировано семью деятельности с использованием стандартных и скорректированных значений НДПИ для лиц среднего возраста (35 лет) мужчины и женщины с нормальным весом, а также более взрослые (55 лет) с избыточным весом мужчина и женщина.Суммарное значение в MET-минутах (MET x минут, когда активность выполнено) рассчитывается для каждого столбца с использованием 30 минут участия на активность для сравнения.

Стол 1. Стандартные и скорректированные значения НДПИ для избранных мероприятий: Компендиум

, 2011 г.

Компендиум 2011 г., МЕТ значение и МЕТ-минуты, полученные с использованием стандартного значения МЕТ 3,5 мл ^. кг ^-1. мин. ^-1 выделены жирным шрифтом. Данные показать влияние роста, массы тела, возраста и пола человека на расчетная стоимость энергии для деятельности.Во всех видах деятельности, указанных в таблице 1, стандарт Значения НДПИ из Компендиума 2011 занижают стоимость энергии в МЕТ-минуты для различных видов деятельности. Лица в нормальном теле категория индекса массы (ИМТ) и с более молодым возрастом скорректированы уровни МЕТ ближе к значениям Компендиума 2011 года. Однако по мере увеличения ИМТ и возраста фактические затраты энергии на деятельность возрастают. Потенциал для неправильная классификация энергетических затрат физической активности существует при сравнении стандартные и скорректированные значения НДПИ.В Рекомендациях по физической активности для Американцы ¹² (USPAG) интенсивность физической активности определяется как, легкие <3,0 МЕТ, умеренные МЕТ 3,0–5,9 и сильные МЕТ ≥ 6,0. Для большинства видов деятельности, категории интенсивности для стандартных и скорректированных значений НДПИ: аналогичный. Однако для деятельности со стандартным уровнем НДПИ в верхнем диапазоне категории интенсивности (т. е. 5,8 МЕТ, умеренная интенсивность) или для лиц при большой массе тела и пожилом возрасте коррекция стандартного уровня МЕТ может увеличить интенсивность деятельности до следующей более высокой категории (например,г., 6.3, высокая интенсивность).

Есть несколько разногласия по поводу определения НДПИ и корректировки значений НДПИ с использованием RMR. Использование исправленных значений НДПИ был подвергнут критике Howley ¹³ в редакционная статья, написанная для журнала Journal of Physical Activity and Health в ответ на Kozey et al. ¹⁰ публикация, знакомящая с исправленными процедурами НДПИ. Он утверждает: «Использование отношение скорости метаболизма на работе к скорости метаболизма в покое (RMR) было около 150 лет.В 1861 году Смит ¹³ разработал этот метод соотношений для описания интенсивности упражнений и назначил значение 1,0 для положения лежа, 3,0 для ходьбы со скоростью 3 мили в час (миль / ч) и 7,0 для бега со скоростью 6 миль в час. В 1930-х годах Дилл использовал этот подход к соотношению описать интенсивность физического труда в течение 8-часового рабочего дня ¹⁵ . Использование измеренного значения RMR индивидуума, как описано выше Kozey, et. al. ¹⁰ , соответствует этому подходу; однако в результате значения не являются «НДПИ».» ^{13 (стр. 141)} . Обеспечивая историческое отслеживание разработки MET, Хоули завершает свою редакционную статью, отмечая, что «… Значение НДПИ, присвоенное конкретному этапу градуированного теста с физической нагрузкой, перечисленное в Сборник физических упражнений или используется в категориях физической активности USPAG является не чем иным, как альтернативным выражением VO ₂ в мл ^. кг ^-1. мин ^-1 . Если следователи хотят используйте отношение работы VO ₂ к измеренному RMR каждого человека, то есть хорошо, но им нужно присвоить этому соотношению другое имя, кроме МЕТ, а именно: определение, ограниченное знаменателем 3.5 мл ^. кг ^-1. мин ^-1 ” ^{13 (стр 142)} .

Пока поправили НДПИ процедура настройки, описанная Kozey et al. ¹⁰ предоставляет метод для корректировки стандартного значения МЕТ для оценки метаболизма в состоянии покоя. ставка стандартная величина НДПИ представлена ​​в Сборнике физических Деятельность опубликовала рукопись ⁵ и веб-страницу (https://sites.google.com/site/compendiumofphysicalactivities). Насколько нам известно, не было показано, что выражение затрат на электроэнергию в виде скорректированных НДПИ лучше для нормализации данные.Тем не менее, скорректированный уровень МЕТ может быть пригоден для использования врачи и специалисты по фитнесу, использующие Компендиум для разработки индивидуальные рецепты упражнений и оценка индивидуального ежедневного физического расход энергии при активности. Стандартные уровни НДПИ, опубликованные в Компендиум следует использовать для классификации интенсивности физических нагрузок в настройки исследования для обеспечения согласованности между исследованиями и во избежание эффекты включения роста, веса, возраста и пола в физическую активность меры в статистическом анализе.

Таким образом, корректировка НДПИ с использованием Уравнение Харриса-Бенедикта ² , определенное как скорректированные МЕТ, используется для отрегулируйте стандартный уровень MET (3,5 мл ^. кг ^-1. мин. ^-1 ) для личных характеристик, которые могут изменить RMR человека (например, возраст, пол, рост и вес тела). Скорректированные МЭД могут быть уместны для предоставления персонализированные значения НДПИ, отражающие и индивидуальные затраты энергии на физическую активность в размере и, таким образом, избегают потенциальных недооценка и неправильная классификация стоимости энергии PA, сообщаемой, когда используя стандартные значения НДПИ.Однако следует подчеркнуть, что исправленная процедура корректировки НДПИ не должна заменять использование стандартного НДПИ. значения при обобщении стоимости энергии PA для населения, для использования в эпиднадзор и эпидемиологические исследования, а также в условиях, когда данные сравниваются между группами. Наконец, ни стандартная, ни исправленная Значения MET заменяют прямую оценку RMR или затрат энергии и делают не устранять все ошибки и неверные классификации, выявленные при прямом измерении.

Каталожные номера

1. Хоули ET. Ты Просил об этом: вопрос авторитета. ACSM’S Health Fitness J. 2000; 4 (1): 6, 40.

2. Харрис Дж. А., Бенедикт Ф.Г. Биометрическое исследование основного метаболизма человека. Proc Natl Acad Sci США . 1918; 4 (12): 370–373.

3. Эйнсворт Б., Хаскелл В., Леон А., Джейкобс Д. Р. мл., Монтой Х. Дж., Саллис Дж. Ф., Паффенбаргер Р.С., мл. Сборник физических нагрузок: Классификация энергетические затраты при физической активности человека Медико-спортивные упражнения. 1993; 25: 71-80

4. Эйнсворт Б., Хаскелл В., Уитт М., Ирвин М.Л., Шварц А.М., Страт С.Дж., О’Брайен WL, Бассетт Д.Р. мл., Шмитц К.Х., Эмпленкур П.О., Джейкобс Д.Р. мл., Леон А.С. Сборник физических нагрузок: обновление кодов активности и МЕТ интенсивности. Медико-спортивные упражнения. 2000; 32 (9 Дополнение): S498-S504

5. Эйнсворт BE, Haskell WL, Herrmann SD, Meckes N, Greer JL, Vezina J, Bassett DR, Jr., Tudor-Locke C, Whitt-Glover MC, Jacobs DR Jr., Леон А.С. ^. 2011 Компендиум физического Виды деятельности: второе обновление кодов видов деятельности и интенсивности МЕТП для классификации энергетическая стоимость физической активности человека. Рукопись готовится.

6. Brooks AG, Холерс RT, Гор CJ и др. Измерение и прогнозирование МЕТ во время домашнего хозяйства активность у женщин от 35 до 45 лет. Eur. J. Appl. Physiol . 2004; 91 (5-6): 638-648. Доступно по адресу: [дата обращения: 04:42:00].

7. Бирн, Нью-Мексико, Хиллз AP, Hunter GR, Weinsier RL, Schutz Y. Метаболический эквивалент: один размер — нет подходят все. J. Appl. Physiol . 2005; 99 (3): 1112-1119. Доступно по адресу: [Доступно 23:22:30].

8. Ганн С., Брукс А., Уизерс Р., Гор С., Оуэн Н., Бут М и Бауман А. Определение расхода энергии в некоторых домашних хозяйствах. и садовые работы. Med Sci Sports Exerc 34: 895–902, 2002.

9. Gunn S, Van Der Ploeg G, Withers R, Gore C, Owen N, Bauman A и Cormack Дж.Измерение и прогнозирование энергии расход у самцов при выполнении домашних и садовых работ. Eur J Appl Physiol 91: 61–70, 2004.

10. Козей С, Лайден К, Штауденмайер Дж., Фридсон П. Ошибки в оценках МЕТ физической активности используя 3,5 мл x кг (-1) x мин (-1) в качестве базового потребления кислорода. J Phys Закон о здоровье . 2010; 7 (4): 508-516. Доступно по адресу: [дата обращения 23:20:01].

11. Кван М, Ву Дж, Квок Т. Стандартное значение потребления кислорода, эквивалентное одному метаболическому эквивалент (3.5 мл / мин / кг) не подходит для пожилых людей. Int J Food Sci Nutr . 2004; 55 (3): 179-182. Доступно по адресу: [дата обращения: 04:45:05].

12. Физический Консультативный комитет по руководящим принципам деятельности, Указания по физической активности отчет консультативного комитета . 2008 г., Министерство здравоохранения и человека США Услуги: Вашингтон, округ Колумбия.

13. Хоули ET. Письмо редактору. Дж Phys Act Health. 2011; 8: 141-142 .

14.Смит Э. Здоровье и болезни. Лондон: Уолтон и Маберли; 1861; С. 300-301.

15. Укроп ББ. Экономия мышечных упражнений. Phys Rev. 1936; 16: 263-291.

Источники выбросов парниковых газов

Обзор

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Парниковые газы задерживают тепло и делают планету теплее. Деятельность человека является причиной почти всего увеличения выбросов парниковых газов в атмосфере за последние 150 лет. ¹ Самым крупным источником выбросов парниковых газов в результате деятельности человека в США является сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии, тепла и транспорта.

Агентство по охране окружающей среды

отслеживает общие выбросы в США, публикуя Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США . В этом годовом отчете оцениваются общие национальные выбросы и удаления парниковых газов, связанные с деятельностью человека в Соединенных Штатах.

Основными источниками выбросов парниковых газов в США являются:

• Транспорт (29 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Транспортный сектор генерирует наибольшую долю выбросов парниковых газов.Выбросы парниковых газов от транспорта в основном происходят от сжигания ископаемого топлива для наших автомобилей, грузовиков, кораблей, поездов и самолетов. Более 90 процентов топлива, используемого для транспорта, производится на нефтяной основе, в основном это бензин и дизельное топливо2
• Производство электроэнергии (25 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Производство электроэнергии составляет вторую по величине долю выбросов парниковых газов. Примерно 62 процента нашей электроэнергии вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, в основном угля и природного газа.3
• Промышленность (23 процента выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов в промышленности в основном связаны с сжиганием ископаемого топлива для получения энергии, а также выбросами парниковых газов в результате определенных химических реакций, необходимых для производства товаров из сырья.
• Коммерческие и жилые (13 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов от предприятий и домов возникают в основном из-за сжигания ископаемого топлива для обогрева, использования определенных продуктов, содержащих парниковые газы, и обращения с отходами.
• Сельское хозяйство (10 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства происходят от домашнего скота, такого как коровы, сельскохозяйственных земель и производства риса.
• Землепользование и лесное хозяйство (12 процентов выбросов парниковых газов в 2019 г.) — Земельные участки могут выступать в качестве поглотителя (поглощая CO ₂ из атмосферы) или источника выбросов парниковых газов. В Соединенных Штатах с 1990 года управляемые леса и другие земли являются чистым поглотителем, т. Е. Они поглощают из атмосферы больше CO ₂ , чем выделяют.

Выбросы и тенденции

С 1990 года валовые выбросы парниковых газов в США увеличились на 2 процента. Из года в год выбросы могут расти и падать из-за изменений в экономике, цен на топливо и других факторов. В 2019 году выбросы парниковых газов в США снизились по сравнению с уровнем 2018 года. Снижение произошло в основном за счет выбросов CO ₂ от сжигания ископаемого топлива, что было результатом множества факторов, включая снижение общего энергопотребления и продолжающийся переход от угля к менее углеродоемкому природному газу и возобновляемым источникам энергии.

Примечание. Все оценки выбросов из реестра г. США по выбросам и стокам парниковых газов: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Ссылки

1. IPCC (2007). Резюме для политиков. В: Изменение климата 2007: Основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Маннинг, З.Чен, М. Маркиз, К. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
2. IPCC (2007). Изменение климата 2007: Смягчение. (PDF) (863 стр., 24 МБ) Вклад Рабочей группы III в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Б. Мец, О. Дэвидсон, П. Р. Бош, Р. Дэйв, Л. А. Мейер (редакторы)], Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
3. U.S. Управление энергетической информации (2019). Объяснение электричества — основы

Выбросы в электроэнергетике

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Электроэнергетический сектор включает производство, передачу и распределение электроэнергии. Углекислый газ (CO ₂ ) составляет подавляющую часть выбросов парниковых газов в этом секторе, но также выбрасываются меньшие количества метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O). Эти газы выделяются при сгорании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, для производства электроэнергии.Менее 1 процента выбросов парниковых газов в этом секторе приходится на гексафторид серы (SF ₆ ), изолирующий химикат, используемый в оборудовании для передачи и распределения электроэнергии.

Выбросы парниковых газов в электроэнергетике по источникам топлива

Сжигание угля более углеродоемкое, чем сжигание природного газа или нефти для получения электроэнергии. Хотя на использование угля приходилось около 61 процента выбросов CO ₂ в этом секторе, на него приходилось только 24 процента электроэнергии, произведенной в Соединенных Штатах в 2019 году.На использование природного газа приходилось 37 процентов выработки электроэнергии в 2019 году, а на использование нефти приходилось менее одного процента. Оставшаяся генерация в 2019 году поступила из источников неископаемого топлива, включая ядерные (20 процентов) и возобновляемые источники энергии (18 процентов), в том числе гидроэлектроэнергию, биомассу, ветер и солнечную энергию.1 Большинство этих неископаемых источников, таких как атомная, гидроэлектрическая, ветровая и солнечная энергия не излучают.

Выбросы и тенденции

В 2019 году электроэнергетический сектор был вторым по величине источником U.S. выбросы парниковых газов, составляющие 25 процентов от общего объема выбросов в США. Выбросы парниковых газов от электричества снизились примерно на 12 процентов с 1990 года из-за перехода на источники производства электроэнергии с меньшими и неизвлекаемыми выбросами и повышения эффективности конечного использования энергии.

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

Изображение большего размера для сохранения или печати

Выбросы парниковых газов конечным потребителем электроэнергии

Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Электричество используется в других секторах — в домах, на предприятиях и на фабриках. Следовательно, можно отнести выбросы парниковых газов от производства электроэнергии к секторам, которые используют электроэнергию. Анализ выбросов парниковых газов по секторам конечного использования может помочь нам понять спрос на энергию в разных секторах и изменения в использовании энергии с течением времени.

Когда выбросы от производства электроэнергии относятся к сектору конечного промышленного использования, на промышленную деятельность приходится гораздо большая доля выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов от коммерческих и жилых зданий также существенно возрастают, если учитывать выбросы от конечного использования электроэнергии, из-за относительно большой доли использования электроэнергии (например, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; освещения и бытовых приборов) в этих секторах. В транспортном секторе в настоящее время относительно невысокий процент использования электроэнергии, но он растет за счет использования электрических и подключаемых к сети транспортных средств.

Сокращение выбросов от электроэнергии

Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с производством, передачей и распределением электроэнергии. В таблице ниже приведены категории этих возможностей и приведены примеры. Более полный список см. В главе 7 (PDF) (88 стр., 3,6 МБ) документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ». ²

Партнеры

Пример возможностей сокращения для сектора электроэнергетики

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Повышение эффективности электростанций, работающих на ископаемом топливе, и переключение видов топлива	Повышение эффективности существующих электростанций, работающих на ископаемом топливе, за счет использования передовых технологий; замена менее углеродоемких видов топлива; переключение производства с электростанций с более высокими выбросами на электростанции с меньшими выбросами.	Перевод котла, работающего на угле, на использование природного газа или совместного сжигания природного газа. Преобразование одноцикловой газовой турбины в парогазовую. Перенос отгрузки электрогенераторов на низкоэмиссионные агрегаты или электростанции.
Возобновляемая энергия	Использование возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива для производства электроэнергии.	Увеличение доли электроэнергии, вырабатываемой из ветряных, солнечных, гидро- и геотермальных источников, а также из некоторых источников биотоплива, за счет добавления новых мощностей по производству возобновляемой энергии.
Повышенная энергоэффективность конечного использования	Снижение потребления электроэнергии и пикового спроса за счет повышения энергоэффективности и энергосбережения в домах, на предприятиях и в промышленности.	EPA ENERGY STAR® только в 2018 году предотвратили выброс более 330 миллионов метрических тонн парниковых газов, помогли американцам сэкономить более 35 миллиардов долларов на энергозатратах и ​​сократили потребление электроэнергии на 430 миллиардов кВтч.
Ядерная энергия	Производство электроэнергии с помощью ядерной энергии, а не сжигания ископаемого топлива.	Продление срока эксплуатации существующих атомных станций и строительство новых ядерных генерирующих мощностей.
Улавливание и секвестрация углерода (CCS)	Улавливание CO 2 в качестве побочного продукта сгорания ископаемого топлива до его попадания в атмосферу, транспортировка CO 2 , закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно отобранную и подходящую подземную геологическую формацию, где он надежно хранится.	Улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции с последующей транспортировкой CO 2 по трубопроводу с закачкой CO 2 глубоко под землю на тщательно выбранном и подходящем близлежащем заброшенном нефтяном месторождении, где он надежно хранится .Узнайте больше о CCS.

Ссылки

1. Управление энергетической информации США (2019). Объяснение электричества — Основы.
2. IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ). Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С.Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel и J.C. Minx (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Выбросы в транспортном секторе

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Транспортный сектор включает перемещение людей и товаров на автомобилях, грузовиках, поездах, кораблях, самолетах и ​​других транспортных средствах. Большинство выбросов парниковых газов от транспорта представляют собой выбросы диоксида углерода (CO ₂ ) в результате сгорания продуктов на основе нефти, таких как бензин, в двигателях внутреннего сгорания.К крупнейшим источникам выбросов парниковых газов, связанных с транспортом, относятся легковые автомобили, грузовики средней и большой грузоподъемности и малотоннажные грузовики, включая внедорожники, пикапы и минивэны. На эти источники приходится более половины выбросов от транспортного сектора. Остальные выбросы парниковых газов в транспортном секторе происходят от других видов транспорта, включая коммерческие самолеты, корабли, лодки и поезда, а также трубопроводы и смазочные материалы.

Относительно небольшие количества метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) выделяются при сгорании топлива. Кроме того, небольшое количество выбросов гидрофторуглерода (ГФУ) относится к транспортному сектору. Эти выбросы возникают в результате использования мобильных кондиционеров и рефрижераторного транспорта.

Выбросы и тенденции

В 2019 году выбросы парниковых газов от транспорта составили около 29 процентов от общих выбросов парниковых газов в США, что делает его крупнейшим источником выбросов U.S. Выбросы парниковых газов. Что касается общей тенденции, то с 1990 по 2019 год общие выбросы от транспорта увеличились, в значительной степени, из-за увеличения спроса на поездки. Количество пройденных миль (VMT) легковыми автомобилями (легковыми автомобилями и малотоннажными грузовиками) увеличилось на 48 процентов с 1990 по 2019 год в результате совокупности факторов, включая рост населения, экономический рост, разрастание городов. , и периоды низких цен на топливо. В период с 1990 по 2004 год средняя экономия топлива среди новых автомобилей, продаваемых ежегодно, снижалась по мере роста продаж легких грузовиков.Начиная с 2005 года, средняя экономия топлива для новых автомобилей начала расти, в то время как VMT для легких грузовиков росла лишь незначительно в течение большей части периода. Средняя экономия топлива новым транспортным средством улучшалась почти каждый год с 2005 года, замедляя темпы роста выбросов CO ₂ , а доля грузовиков составляет около 56 процентов от новых автомобилей в 2019 модельном году.

Узнайте больше о выбросах парниковых газов на транспорте .

Выбросы, связанные с потреблением электроэнергии для транспортных операций, включены выше, но не показаны отдельно (как это было сделано для других секторов).Эти косвенные выбросы незначительны и составляют менее 1 процента от общих выбросов, показанных на графике. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов от транспорта

Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с транспортом. В таблице ниже приведены категории этих возможностей и приведены примеры.Более полный список см. В главе 8 Вклада Рабочей группы III года в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата года. ¹

Примеры возможностей сокращения в транспортном секторе

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Переключение топлива	Использование топлива, выделяющего меньше CO 2 , чем топливо, используемое в настоящее время.Альтернативные источники могут включать биотопливо; водород; электричество из возобновляемых источников, таких как ветер и солнце; или ископаемое топливо с меньшей интенсивностью CO 2 , чем топливо, которое они заменяют. Узнайте больше об экологичных автомобилях и альтернативных и возобновляемых источниках топлива.	Использование общественных автобусов, которые работают на сжатом природном газе, а не на бензине или дизельном топливе. Использование электрических или гибридных автомобилей при условии, что энергия вырабатывается из низкоуглеродного или неископаемого топлива. Использование возобновляемых видов топлива, например низкоуглеродного биотоплива.
Повышение топливной эффективности за счет усовершенствованного дизайна, материалов и технологий	Использование передовых технологий, дизайна и материалов для разработки более экономичных автомобилей. Узнайте о правилах EPA в отношении выбросов парниковых газов в автомобилях	Разработка передовых автомобильных технологий, таких как гибридные автомобили и электромобили, которые могут накапливать энергию от торможения и использовать ее в дальнейшем для получения энергии. Снижение веса материалов, используемых для изготовления транспортных средств. Снижение аэродинамического сопротивления транспортных средств за счет улучшенной конструкции формы.
Улучшение операционной практики	Применение методов, минимизирующих расход топлива. Совершенствование практики вождения и технического обслуживания автомобилей. Узнайте о том, как отрасль грузовых перевозок может сократить выбросы с помощью программы SmartWay EPA.	Сокращение среднего времени руления для самолетов. Разумное вождение (избегание резких ускорений и торможений, соблюдение скоростного режима). Уменьшение холостого хода двигателя. Улучшенное планирование рейса для судов, например, за счет улучшенных погодных маршрутов для повышения топливной эффективности.
Снижение спроса на поездки	Использование городского планирования для сокращения количества миль, которые люди проезжают каждый день. Снижение потребности в вождении за счет мер по повышению эффективности поездок, таких как программы для пригородных, велосипедных и пешеходных поездок.Узнайте о программе «Умный рост» Агентства по охране окружающей среды.	Строительство общественного транспорта, тротуаров и велосипедных дорожек для увеличения выбора транспорта с низким уровнем выбросов. Зонирование для смешанных областей использования, так что жилые дома, школы, магазины и предприятия расположены близко друг к другу, что снижает необходимость вождения.

Ссылки

1. IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ).Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Выбросы в промышленном секторе

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2.Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Промышленный сектор производит товары и сырье, которые мы используем каждый день.Парниковые газы, выделяемые во время промышленного производства, делятся на две категории: прямых выбросов, , которые производятся на предприятии, и косвенных выбросов, , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использованием на предприятии электроэнергии.

Прямые выбросы образуются в результате сжигания топлива для получения энергии или тепла, в результате химических реакций и утечек из промышленных процессов или оборудования. Большинство прямых выбросов связано с потреблением ископаемого топлива для производства энергии.Меньший объем прямых выбросов, примерно одна треть, связан с утечками из систем природного газа и нефти, использованием топлива в производстве (например, нефтепродуктов, используемых для производства пластмасс) и химических реакций при производстве химикатов, чугуна и стали. , и цемент.

Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется промышленным объектом для питания промышленных зданий и оборудования.

Дополнительная информация о выбросах на уровне предприятия из крупных промышленных источников доступна через инструмент публикации данных Программы отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды.Информацию на национальном уровне о выбросах от промышленности в целом можно найти в разделах, посвященных сжиганию ископаемого топлива и главе «Промышленные процессы» в Реестре по выбросам и стокам парниковых газов США .

Выбросы и тенденции

В 2019 году прямые промышленные выбросы парниковых газов составили 23 процента от общих выбросов парниковых газов в США, что сделало их третьим по величине источником выбросов парниковых газов в США после секторов транспорта и электроэнергетики.С учетом как прямых, так и косвенных выбросов, связанных с использованием электроэнергии, доля отрасли в общих выбросах парниковых газов в США в 2019 году составила 30 процентов, что делает ее крупнейшим источником парниковых газов из всех секторов. Общие выбросы парниковых газов в США от промышленности, включая электричество, снизились на 16 процентов с 1990 года.

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

Изображение большего размера для сохранения или печати

Сокращение промышленных выбросов

Существует множество видов промышленной деятельности, вызывающих выбросы парниковых газов, и множество возможностей для их сокращения.В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей промышленности по сокращению выбросов. Более полный список см. В главе 10 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ». ¹

Примеры возможностей сокращения для промышленного сектора

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Энергоэффективность	Переход на более эффективные промышленные технологии.Программа EPA ENERGY STAR® помогает отраслям стать более энергоэффективными.	Определение способов, которыми производители могут использовать меньше энергии для освещения и обогрева предприятий или для работы оборудования.
Переключение топлива	Переход на топливо, которое приводит к меньшим выбросам CO 2 , но с таким же количеством энергии при сгорании.	Использование природного газа вместо угля для работы машин.
Переработка	Производство промышленных продуктов из материалов, которые повторно используются или возобновляются, вместо производства новых продуктов из сырья.	Использование стального и алюминиевого лома вместо выплавки нового алюминия или ковки новой стали.
Обучение и информирование	Информирование компаний и работников о мерах по сокращению или предотвращению утечек выбросов от оборудования. EPA имеет множество добровольных программ, которые предоставляют ресурсы для обучения и других шагов по сокращению выбросов. EPA поддерживает программы для алюминиевой, полупроводниковой и магниевой промышленности.	Введение политики и процедур обращения с перфторуглеродами (ПФУ), гидрофторуглеродами (ГФУ) и гексафторидом серы (SF 6 ), которые сокращают количество случайных выбросов и утечек из контейнеров и оборудования.

Ссылки

1. IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ). Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)].Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Выбросы в коммерческом и жилом секторе

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Жилой и коммерческий секторы включают все дома и коммерческие предприятия (за исключением сельскохозяйственной и промышленной деятельности). Выбросы парниковых газов в этом секторе происходят из прямых выбросов , включая сжигание ископаемого топлива для отопления и приготовления пищи, управление отходами и сточными водами и утечки хладагентов в домах и на предприятиях, а также косвенных выбросов , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использование электроэнергии, потребляемой домами и предприятиями.

Прямые выбросы возникают в результате бытовой и коммерческой деятельности различными способами:

• При сжигании природного газа и нефтепродуктов для отопления и приготовления пищи выделяется диоксид углерода (CO ₂ ), метан (CH ₄ ). ) и закиси азота (N ₂ O). Выбросы от потребления природного газа составляют 80 процентов прямых выбросов CO ₂ от ископаемого топлива в жилищном и коммерческом секторах в 2019 году. Потребление угля является второстепенным компонентом энергопотребления в обоих этих секторах.
• Органические отходы, отправляемые на свалки, содержат выбросы CH ₄ .
• Очистные сооружения выбрасывают CH ₄ и N ₂ O.
• При анаэробном сбраживании на биогазовых установках выделяется CH ₄ .
• Фторированные газы (в основном гидрофторуглероды или ГФУ), используемые в системах кондиционирования и охлаждения, могут выделяться во время обслуживания или в результате утечки оборудования.

Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется в жилой и коммерческой деятельности, такой как освещение и бытовая техника.

Дополнительную информацию на национальном уровне о выбросах в жилом и коммерческом секторах можно найти в главах «Энергетика» и «Тенденции» Инвентаризации США.

Выбросы и тенденции

В 2019 году прямые выбросы парниковых газов от домов и предприятий составили 13 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов от домов и предприятий меняются из года в год, что часто коррелирует с сезонными колебаниями в использовании энергии, вызванными, главным образом, погодными условиями.Общие выбросы парниковых газов в жилых и коммерческих помещениях, включая прямые и косвенные выбросы, в 2019 году увеличились на 3 процента с 1990 года. Выбросы парниковых газов в результате прямых выбросов на месте в домах и на предприятиях увеличились на 8 процентов с 1990 года. Кроме того, косвенные выбросы от потребление электроэнергии домами и предприятиями увеличилось с 1990 по 2007 год, но с тех пор снизилось примерно до уровня 1990 года в 2019 году.

Все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов от домов и предприятий

В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей по сокращению выбросов от домов и предприятий. Более полный список вариантов и подробную оценку того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. В главе 9 и главе 12 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата ».

Примеры возможностей сокращения в жилом и коммерческом секторе

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Жилые и коммерческие здания	Снижение энергопотребления за счет энергоэффективности.	Дома и коммерческие здания используют большое количество энергии для отопления, охлаждения, освещения и других функций. Методы «зеленого строительства» и модернизация могут позволить новым и существующим зданиям использовать меньше энергии для выполнения тех же функций, что приведет к снижению выбросов парниковых газов.Методы повышения энергоэффективности здания включают лучшую изоляцию; более энергоэффективные системы отопления, охлаждения, вентиляции и охлаждения; эффективное люминесцентное освещение; пассивное отопление и освещение для использования солнечного света; и покупка энергоэффективной техники и электроники. Узнайте больше об ENERGY STAR®.
Очистка сточных вод	Повышение энергоэффективности систем водоснабжения и канализации.	На системы питьевого водоснабжения и водоотведения приходится около 2 процентов энергопотребления в Соединенных Штатах.За счет внедрения методов энергоэффективности в свои водопроводные и канализационные предприятия муниципалитеты и коммунальные предприятия могут сэкономить от 15 до 30 процентов использования энергии. Узнайте больше об энергоэффективности для систем водоснабжения и канализации.
Управление отходами	Уменьшение количества твердых отходов, отправляемых на свалки. Улавливание и использование метана, образующегося на существующих полигонах.	Свалочный газ — это естественный побочный продукт разложения твердых отходов на свалках. В основном он состоит из CO 2 и CH 4 .Существуют хорошо зарекомендовавшие себя недорогие методы сокращения выбросов парниковых газов из бытовых отходов, включая программы рециркуляции, программы сокращения отходов и программы улавливания метана на свалках.
Кондиционирование и охлаждение	Снижение утечки из оборудования для кондиционирования воздуха и холодильного оборудования. Использование хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления.	Обычно используемые в домах и на предприятиях хладагенты включают озоноразрушающие хладагенты на основе гидрохлорфторуглерода (ГХФУ), часто ГХФУ-22, и смеси, полностью или в основном состоящие из гидрофторуглеродов (ГФУ), которые являются сильнодействующими парниковыми газами.В последние годы в технологиях кондиционирования воздуха и охлаждения произошел ряд достижений, которые могут помочь розничным торговцам продуктами питания сократить как заправку хладагента, так и выбросы хладагента. Узнайте больше о программе EPA GreenChill по сокращению выбросов парниковых газов в супермаркетах.

Выбросы в сельском хозяйстве

Общий объем выбросов в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати Сельскохозяйственная деятельность — растениеводство и животноводство для производства продуктов питания — вносит свой вклад в выбросы различными способами:

• Различные методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к увеличению доступности азота в почве и к выбросам закиси азота (N ₂ О).Конкретные виды деятельности, которые способствуют выбросам N ₂ O с сельскохозяйственных земель, включают внесение синтетических и органических удобрений, выращивание азотфиксирующих культур, осушение органических почв и методы орошения. На управление сельскохозяйственными почвами приходится чуть более половины выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики. *
• Домашний скот, особенно жвачные, такие как крупный рогатый скот, производят метан (CH ₄ ) как часть их нормальных пищеварительных процессов.Этот процесс называется кишечной ферментацией, и на него приходится более четверти выбросов сельскохозяйственного сектора экономики.
• Способ обращения с навозом домашнего скота также способствует выбросам CH ₄ и N ₂ O. Различные методы обработки и хранения навоза влияют на количество производимых парниковых газов. На использование навоза приходится около 12 процентов общих выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе США.
• К меньшим источникам сельскохозяйственных выбросов относятся CO ₂ от известкования и внесения мочевины, CH ₄ от выращивания риса и сжигание растительных остатков, которые производят CH ₄ и N ₂ O.

Более подробную информацию о выбросах от сельского хозяйства можно найти в главе о сельском хозяйстве в Реестре выбросов и стоков парниковых газов США .

* Управление пахотными землями и пастбищами также может приводить к выбросам или связыванию двуокиси углерода (CO ₂ ).Однако эти выбросы и абсорбция включены в секторы «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Выбросы и тенденции

В 2019 году выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики составили 10 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве с 1990 года увеличились на 12 процентов. Движущие силы этого увеличения включают 9-процентное увеличение выбросов N ₂ O в результате обработки почв, а также 60-процентный рост суммарных выбросов CH ₄ и N ₂ Выбросы O от систем управления навозом домашнего скота, отражающие более широкое использование жидких систем с интенсивными выбросами в течение этого периода времени.Выбросы из других сельскохозяйственных источников в целом оставались неизменными или изменились на относительно небольшую величину с 1990 года.

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

Изображение большего размера для сохранения или печати

Сокращение выбросов в сельском хозяйстве

В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов в сельском хозяйстве. Для получения более полного списка вариантов и подробной оценки того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. Главу 11 документа , Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата .

Примеры возможностей сокращения для сельскохозяйственного сектора

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Управление земельными ресурсами и земледелием	Корректировка методов землепользования и выращивания сельскохозяйственных культур.	Удобрение культур с соответствующим количеством азота, необходимым для оптимального урожая, поскольку чрезмерное внесение азота может привести к более высоким выбросам закиси азота без повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Слив воды с заболоченных рисовых почв во время вегетационного периода для сокращения выбросов метана.
Животноводство	Корректировка практики кормления и других методов управления для уменьшения количества метана, образующегося в результате кишечной ферментации.	Улучшение качества пастбищ для повышения продуктивности животных, что может снизить количество метана, выделяемого на единицу продукции животноводства.Кроме того, повышение продуктивности животноводства может быть обеспечено за счет улучшения методов разведения.
Управление навозом	Контроль процесса разложения навоза для снижения выбросов закиси азота и метана. Улавливание метана при разложении навоза для производства возобновляемой энергии.	Обработка навоза в твердом виде или хранение его на пастбище вместо его хранения в системе на жидкой основе, такой как лагуна, вероятно, снизит выбросы метана, но может увеличить выбросы закиси азота. Хранение навоза в анаэробных лагунах для максимального увеличения производства метана с последующим улавливанием метана для использования в качестве заменителя энергии ископаемым видам топлива. Для получения дополнительной информации об улавливании метана из систем управления навозом см. Программу AgSTAR Агентства по охране окружающей среды, добровольную информационно-просветительскую программу, которая способствует извлечению и использованию метана из навоза.

Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство Выбросы и связывание

Растения поглощают углекислый газ (CO ₂ ) из атмосферы по мере роста и накапливают часть этого углерода в виде надземной и подземной биомассы на протяжении всей своей жизни.Почвы и мертвое органическое вещество / подстилка также могут накапливать часть углерода этих растений в зависимости от того, как обрабатывается почва, и других условий окружающей среды (например, климата). Такое хранение углерода в растениях, мертвом органическом веществе / подстилке и почве называется биологическим связыванием углерода. Поскольку биологическое связывание выводит CO ₂ из атмосферы и сохраняет его в этих углеродных пулах, его также называют «стоком» углерода.

Выбросы или связывание CO ₂ , а также выбросы CH ₄ и N ₂ O могут происходить в результате управления землями в их текущем использовании или по мере того, как земли переводятся в другое землепользование.Углекислый газ обменивается между атмосферой и растениями и почвой на суше, например, когда пахотные земли превращаются в пастбища, когда земли обрабатываются для выращивания сельскохозяйственных культур или когда растут леса. Кроме того, использование биологического сырья (например, энергетических культур или древесины) для таких целей, как производство электроэнергии, в качестве сырья для процессов, создающих жидкое топливо, или в качестве строительных материалов может привести к выбросам или улавливанию. *

В США в целом, с 1990 года деятельность в области землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) привела к большему удалению CO ₂ из атмосферы, чем выбросам.По этой причине сектор ЗИЗЛХ в Соединенных Штатах считается чистым поглотителем, а не источником CO ₂ за этот период времени. Во многих регионах мира верно обратное, особенно в странах, где расчищены большие площади лесных угодий, часто для использования в сельскохозяйственных целях или для строительства поселений. В этих ситуациях сектор ЗИЗЛХ может быть чистым источником выбросов парниковых газов.

* Выбросы и связывание CO ₂ представлены в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство» в Перечне.Выбросы метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) также происходят в результате землепользования и хозяйственной деятельности в секторе ЗИЗЛХ. Другие выбросы от CH ₄ и N ₂ O также представлены в секторе энергетики.

Выбросы и тенденции

В 2019 году чистый CO ₂ , удаленный из атмосферы сектором ЗИЗЛХ, составил 12 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В период с 1990 по 2019 год общее связывание углерода в секторе ЗИЗЛХ снизилось на 11 процентов, в первую очередь из-за снижения скорости чистого накопления углерода в лесах и пахотных землях, а также увеличения выбросов CO ₂ в результате урбанизации.Кроме того, хотя и эпизодически по своей природе, увеличенные выбросы CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O от лесных пожаров также имели место в течение временного ряда.

* Примечание. Сектор ЗИЗЛХ является чистым «поглотителем» выбросов в Соединенных Штатах (например, поглощается больше выбросов парниковых газов, чем от землепользования), поэтому чистые выбросы парниковых газов от ЗИЗЛХ отрицательны. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2019. Увеличенное изображение для сохранения или печати

Сокращение выбросов и увеличение стоков в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства

В секторе ЗИЗЛХ существуют возможности для сокращения выбросов и увеличения потенциала улавливания углерода из атмосферы за счет увеличения поглотителей. В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей как для сокращения выбросов, так и для увеличения поглотителей. Более полный список см. В главе 11 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ».

Примеры возможностей сокращения в секторе ЗИЗЛХ

Тип	Как сокращаются выбросы или увеличиваются стоки	Примеры
Изменение в землепользовании	Увеличение накопления углерода за счет другого использования земли или поддержание накопления углерода путем предотвращения деградации земель.	Облесение и сведение к минимуму преобразования лесных земель в другие виды землепользования, такие как поселения, пахотные земли или луга.
Изменения в практике землепользования	Совершенствование практики управления существующими видами землепользования.	Использование сокращенных методов обработки почвы на пахотных землях и улучшенных методов управления выпасом на пастбищах. Посадка после естественного или антропогенного нарушения лесов для ускорения роста растительности и минимизации потерь углерода в почве.

6,457 миллионов метрических тонн CO

_{2 эквивалента} — что это значит?

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 обеспечения согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10 процентов), чем американская «короткая» тонна.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в двуокиси углерода ( CO ₂ ) эквивалент .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, используемые в реестре США, которые взяты из Второго отчета об оценке (SAR) МГЭИК. Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов парниковых газов с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 к U.S. Перечень и обсуждение GWP в МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ).

.