V ozračju je več ogljikovega dioksida. Ogljikov dioksid v ozračju

Povzročil ostro debato v komentarjih na temo, ali je človeška civilizacija glavni vir toplogredni plini na planetu. dragi dims12 ponudil zanimivo povezavo, ki pravi, da vulkani oddajajo 100-500-krat manj ogljikovega dioksida kot sodobna civilizacija:

Kot odgovor na to, draga vladimir000 prinesel svoje. Kot rezultat, je prejel te emisije CO2 človeška civilizacija veliko manj: približno 600 milijonov ton:

Vrstni red vaših številk je čuden. Iskanje daje skupno moč vseh elektrarn na Zemlji 2*10^12 vatov, to pomeni, da ob predpostavki, da vse delujejo na fosilna goriva vse leto, dobimo približno 2*10^16 vatnih ur letne porabe, tj. 6*10^15 KJ.

Ponovno iskanje poda specifično toploto zgorevanja v prvih desetih tisočih kJoulov na kilogram fosilnega goriva. Za poenostavitev vzemimo 10.000 in predpostavimo, da vse predelano gorivo brez sledu odleti v dimnik.

Potem, da bi v celoti pokrili energetske potrebe človeštva, se izkaže, da je dovolj, da sežgejo 6*10^15 / 10^4 kilogramov ogljika na leto, to je 6*10^8 ton. 600 megaton na leto. Glede na to, da obstajajo tudi jedrske, hidro in druge obnovljive elektrarne, ne vidim, zakaj bi se končna poraba povečala za 500-krat.

Razlika je bila ogromna - 500-krat. Toda hkrati mi ni bilo čisto jasno, od kod ta 500-kratna razlika. Če 29 milijard ton delite s 600 milijoni ton, bo razlika 50-krat. Po drugi strani pa je ta razlika verjetno posledica ne 100 % Učinkovitost elektrarna, in z dejstvom, da fosilna goriva ne porabijo le elektrarne, ampak tudi za transport, ogrevanje domov ali proizvodnjo cementa.

Zato je ta izračun mogoče narediti bolj natančno. Za to preprosto uporabimo naslednji citat: " pri kurjenju premoga v količini ene tone ekvivalentnega goriva se porabi 2,3 tone kisika in izpusti 2,76 tone ogljikovega dioksida, pri zgorevanju zemeljskega plina pa 1,62 tone ogljikovega dioksida in enako 2,35 tone kisika. se porabijo ".

Koliko ekvivalenta goriva človeštvo trenutno porabi na leto? Takšni statistični podatki so navedeni v poročilih podjetij B.P.. Približno 13 milijard ton standardnega goriva. Tako človeštvo v ozračje izpusti okoli 26 milijard ton ogljikovega dioksida. Poleg tega isti podatki zagotavljajo podrobno statistiko o emisijah CO2 za vsako leto. Iz tega izhaja, da ti izpusti nenehno naraščajo:

Hkrati le polovica teh emisij pride v ozračje. Druga polovica

Atmosferski zrak je mešanica različnih plinov. Vsebuje trajne sestavine ozračja (kisik, dušik, ogljikov dioksid), inertne pline (argon, helij, neon, kripton, vodik, ksenon, radon), majhne količine ozona, dušikovega oksida, metana, joda, vodne pare, kot v spremenljivih količinah tudi različne nečistoče naravnega izvora in onesnaženje, ki je posledica človekovih proizvodnih dejavnosti.

Kisik (O2) je za človeka najpomembnejši del zraka. Potreben je za izvajanje oksidativnih procesov v telesu. V atmosferskem zraku je vsebnost kisika 20,95%, v zraku, ki ga izdihne oseba - 15,4-16%. Zmanjšanje v atmosferskem zraku na 13-15% povzroči motnje fizioloških funkcij, na 7-8% pa vodi v smrt.

Dušik (N) - je glavni sestavni del atmosferski zrak. Zrak, ki ga oseba vdihne in izdihne, vsebuje približno enako količino dušika - 78,97-79,2%. Biološka vloga Glavna prednost dušika je, da je razredčilo kisika, saj življenje v čistem kisiku ni mogoče. Ko se vsebnost dušika poveča na 93%, nastopi smrt.

Ogljikov dioksid (ogljikov dioksid), CO2, je fiziološki regulator dihanja. Vsebnost v čistem zraku je 0,03%, v človeškem izdihu - 3%.

Zmanjšanje koncentracije CO2 v vdihanem zraku ne predstavlja nevarnosti, saj njegovo potrebno raven v krvi vzdržujejo regulatorni mehanizmi zaradi sproščanja med presnovnimi procesi.

Povečanje vsebnosti ogljikovega dioksida v vdihanem zraku na 0,2% povzroči slabo počutje osebe, pri 3-4% je vznemirjeno stanje, glavobol, tinitus, palpitacije, počasen utrip, pri 8% pa pride do hude zastrupitve, izgube zavesti in pride smrt.

zadaj Zadnje čase Koncentracija ogljikovega dioksida v zraku industrijskih mest narašča zaradi intenzivnega onesnaževanja zraka s produkti zgorevanja goriv. Povečanje CO2 v atmosferskem zraku povzroči pojav strupene megle in “ Učinek tople grede", povezana z zakasnitvijo toplotnega sevanja zemlje z ogljikovim dioksidom.

Povečanje vsebnosti CO2 nad uveljavljeno normo kaže na splošno poslabšanje sanitarnega stanja zraka, saj se lahko skupaj z ogljikovim dioksidom kopičijo druge strupene snovi, poslabša se ionizacijski režim, poveča se onesnaženost s prahom in mikrobi.

Ozon (O3). Njegovo glavno količino opazimo na ravni 20-30 km od zemeljske površine. Površinske plasti ozračja vsebujejo zanemarljivo malo ozona - ne več kot 0,000001 mg/l. Ozon ščiti žive organizme na zemlji pred škodljivimi učinki kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja in hkrati absorbira dolgovalovno infrardeče sevanje, ki izhaja iz Zemlje, in jo ščiti pred čezmernim ohlajanjem. Ozon ima oksidativne lastnosti, zato je njegova koncentracija v onesnaženem mestnem zraku manjša kot v podeželje. V zvezi s tem je ozon veljal za pokazatelj čistosti zraka. Nedavno pa je bilo ugotovljeno, da ozon nastaja kot posledica fotokemičnih reakcij med nastajanjem smoga, zato je zaznavanje ozona v atmosferskem zraku glavna mesta velja za indikator njegove kontaminacije.

Inertni plini nimajo izrazitega higienskega in fiziološkega pomena.

Človekove gospodarske in proizvodne dejavnosti so vir onesnaževanja zraka z različnimi plinastimi nečistočami in suspendiranimi delci. Povečana vsebnost škodljivih snovi v ozračju in zraku zaprtih prostorov negativno vpliva na človeško telo. Pri tem je najpomembnejša higienska naloga normiranje njihove dopustne vsebnosti v zraku.

Sanitarno in higiensko stanje zraka se običajno ocenjuje z najvišjimi dovoljenimi koncentracijami (MPC) škodljivih snovi v zraku delovnega območja.

Najvišja dovoljena koncentracija škodljivih snovi v zraku delovnega prostora je koncentracija, ki pri vsakodnevnem 8-urnem delu, vendar ne več kot 41 ur na teden, v celotnem delovnem času ne povzroča bolezni ali odstopanj v zdravju. sedanjih in naslednjih generacij. Določene so povprečne dnevne in najvišje enkratne najvišje dovoljene koncentracije (veljajo do 30 minut v zraku delovnega prostora). Najvišja dovoljena koncentracija za isto snov se lahko razlikuje glede na trajanje izpostavljenosti osebe.

V živilskih podjetjih so glavni vzroki za onesnaženost zraka s škodljivimi snovmi kršitve tehnološki proces in izredne razmere (kanalizacija, prezračevanje itd.).

Higienske nevarnosti v zraku v zaprtih prostorih so ogljikov monoksid, amoniak, vodikov sulfid, žveplov dioksid, prah itd., pa tudi onesnaženost zraka z mikroorganizmi.

Ogljikov monoksid (CO) je plin brez vonja in barve, ki pride v zrak kot produkt nepopolnega zgorevanja tekočih in trdnih goriv. Povzroča akutno zastrupitev pri koncentraciji v zraku 220-500 mg/m3 in kronično zastrupitev - ob stalnem vdihavanju koncentracije 20-30 mg/m3. Povprečna najvišja dnevna koncentracija ogljikovega monoksida v atmosferskem zraku je 1 mg / m3, v zraku delovnega območja - od 20 do 200 mg / m3 (odvisno od trajanja dela).

Žveplov dioksid (S02) je najpogostejša nečistoča v atmosferskem zraku, saj žveplo vsebuje različne vrste goriva. Ta plin ima splošno strupeno delovanje in povzroča bolezni dihal. Dražilni učinek plina se zazna, ko njegova koncentracija v zraku preseže 20 mg/m3. V atmosferskem zraku je povprečna dnevna največja koncentracija žveplovega dioksida 0,05 mg / m3, v zraku delovnega območja - 10 mg / m3.

Vodikov sulfid (H2S) - običajno vstopi v atmosferski zrak z odpadki iz kemičnih, naftnih rafinerij in metalurških obratov, nastaja pa tudi in lahko onesnažuje zrak v zaprtih prostorih kot posledica gnitja živilskih odpadkov in beljakovinskih izdelkov. Vodikov sulfid deluje splošno toksično in povzroča nelagodje pri ljudeh v koncentraciji 0,04-0,12 mg/m3, koncentracija nad 1000 mg/m3 pa je lahko usodna. V atmosferskem zraku je povprečna dnevna največja koncentracija vodikovega sulfida 0,008 mg / m3, v zraku delovnega območja - do 10 mg / m3.

Amoniak (NH3) – kopiči se v zraku zaprti prostori med gnitjem beljakovinskih izdelkov, okvarami hladilnih enot s hlajenjem z amoniakom, med nesrečami kanalizacijskih objektov itd. Strupeno za telo.

Akrolein je produkt razgradnje maščob med toplotno obdelavo in lahko v industrijskih pogojih povzroči alergijske bolezni. MPC v delovnem območju je 0,2 mg/m3.

Policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH) - opažena je bila njihova povezava z razvojem malignih novotvorb. Najpogostejši in najaktivnejši med njimi je 3-4-benzo(a)piren, ki se sprošča pri zgorevanju goriva: premog, nafta, bencin, plin. Najvišji znesek 3-4-benz (a) piren se sprošča pri gorenju premoga, najmanj - pri gorenju plina. V obratih za predelavo hrane je lahko vir onesnaženja zraka s PAH dolgotrajna uporaba pregrete maščobe. Povprečna dnevna največja dovoljena koncentracija cikličnega aromatski ogljikovodiki v atmosferskem zraku ne sme presegati 0,001 mg/m3.

Mehanske nečistoče - prah, delci zemlje, dim, pepel, saje. Raven prahu se poveča z nezadostnim urejanjem okolice, slabimi dostopnimi cestami, motnjami zbiranja in odstranjevanja proizvodnih odpadkov, pa tudi s kršitvijo režima sanitarnega čiščenja (suho ali neredno mokro čiščenje itd.). Poleg tega se prašnost prostorov poveča s kršitvami pri načrtovanju in delovanju prezračevanja, načrtovalskih rešitvah (na primer z nezadostno izolacijo shrambe zelenjave od proizvodnih delavnic itd.).

Vpliv prahu na človeka je odvisen od velikosti prašnih delcev in njihove specifična težnost. Za človeka so najbolj nevarni prašni delci s premerom manj kot 1 mikron, saj... zlahka prodrejo v pljuča in lahko povzročijo kronično bolezen (pnevmokoniozo). Prah, ki vsebuje primesi strupenih kemičnih spojin, ima toksičen učinek na telo.

Najvišja dovoljena koncentracija saj in saj je zaradi vsebnosti rakotvornih ogljikovodikov (PAH) strogo normirana: povprečna najvišja dnevna koncentracija saj je 0,05 mg/m3.

V slaščičarnah z visoko močjo se lahko zrak zapraši s prahom iz sladkorja in moke. Prah moke v obliki aerosolov lahko povzroči draženje dihalnih poti in tudi alergijske bolezni. Največja dovoljena koncentracija prahu moke v delovnem prostoru ne sme presegati 6 mg/m3. V teh mejah (2-6 mg/m3) so predpisane najvišje dovoljene koncentracije drugih vrst rastlinskega prahu, ki ne vsebujejo več kot 0,2 % silicijevih spojin.

Septembra 2016 je koncentracija ogljikovega dioksida v Zemljinem ozračju presegla psihološko pomembno mejo 400 ppm (delcev na milijon). Zaradi tega so vprašljivi načrti razvitih držav, da preprečijo dvig temperature Zemlje za več kot 2 stopinji.

Globalno segrevanje je zvišanje povprečne temperature zemeljskega podnebnega sistema. V obdobju od 1906 do 2005 se je povprečna temperatura zraka ob površju planeta povečala za 0,74 stopinje, stopnja naraščanja temperature v drugi polovici stoletja pa je bila približno dvakrat višja kot v celotnem obdobju. Za ves čas opazovanja se leto 2015 šteje za najbolj vroče leto, ko so bili vsi kazalniki temperature za 0,13 stopinje višji od tistih iz leta 2014, prejšnjega rekorderja. IN razne dele globus temperature se različno spreminjajo. Od leta 1979 so se temperature nad kopnim dvignile dvakrat toliko kot nad oceanom. To je razloženo z dejstvom, da temperatura zraka nad oceanom raste počasneje zaradi njegove visoke toplotne kapacitete.

Gibanje ogljikovega dioksida v ozračju

Človekova dejavnost velja za glavni vzrok globalnega segrevanja. Posredne raziskovalne metode so pokazale, da je do leta 1850, tisoč ali dva tisoč let, temperatura ostala relativno stabilna, čeprav z nekaj regionalnimi nihanji.

Tako začetek podnebnih sprememb praktično sovpada z začetkom Industrijska revolucija v večini zahodne države. Glavni razlog danes velja za izpuste toplogrednih plinov. Dejstvo je, da se del energije, ki jo planet Zemlja prejme od Sonca, ponovno oddaja nazaj v vesolje v obliki toplotnega sevanja.

Toplogredni plini ovirajo ta proces tako, da absorbirajo nekaj toplote in jo ujamejo v ozračje.

Dodajanje toplogrednih plinov v ozračje vodi do še večjega segrevanja ozračja in povišanja temperature na površini planeta. Glavna toplogredna plina v Zemljinem ozračju sta ogljikov dioksid (CO 2) in metan (CH 4). Kot rezultat industrijska dejavnostčloveštvo koncentracija teh plinov v zraku narašča, kar vodi v letno povišanje temperature.

Ker podnebno segrevanje ogroža dobesedno celotno človeštvo, se po svetu vedno znova poskuša ta proces obvladati. Do leta 2012 glavna poravnalna pogodba za preprečevanje globalno segrevanje je bil Kjotski protokol.

Zajela je več kot 160 držav in predstavljala 55 % svetovnih emisij toplogrednih plinov. Vendar se po koncu prve faze Kjotskega protokola sodelujoče države niso mogle dogovoriti o nadaljnjih ukrepih. Del ovire za pripravo druge faze pogodbe je, da se številni udeleženci izogibajo uporabi proračunskega pristopa za določanje svojih obveznosti glede emisij CO 2 . Emisijski proračun CO 2 je količina izpustov v določenem časovnem obdobju, ki se izračuna iz temperature, ki je udeleženci ne smejo preseči.

V skladu z odločitvami iz Durbana do leta 2020 ne bo veljal noben zavezujoč podnebni sporazum, kljub potrebi po nujnih prizadevanjih za zmanjšanje emisij plinov in zmanjšanje emisij. Raziskave kažejo, da je trenutno edini način za zagotovitev »razumne verjetnosti« omejitve segrevanja na 2 stopinji (ki označuje nevarne podnebne spremembe) omejitev gospodarstev razvitih držav in prehod na strategijo proti rasti.

In septembra 2016 je bila po podatkih observatorija Mauna Loa premagana še ena psihološka ovira za izpust toplogrednega plina CO 2 - 400 ppm (delcev na milijon). Povedati je treba, da je bila ta vrednost že večkrat presežena,

a september tradicionalno velja za mesec z najnižjo koncentracijo CO 2 na severni polobli.

To je razloženo z dejstvom, da zelena vegetacija poleti uspe absorbirati določeno količino toplogrednih plinov iz ozračja, preden z dreves odpade listje in se del CO 2 vrne. Torej, če je bil psihološko pomemben prag 400 ppm presežen ravno septembra, potem najverjetneje mesečni kazalniki nikoli ne bodo nižji od te vrednosti.

»Ali je možno, da se bo oktobra letos koncentracija zmanjšala glede na september? Popolnoma izključeno

— Ralph Keeling, sodelavec Scripps Institution of Oceanography v San Diegu, pojasnjuje v svojem blogu. "Možni so kratkoročni padci ravni koncentracije, vendar bodo mesečna povprečja zdaj vedno presegla 400 ppm."

Keeling tudi ugotavlja, da lahko tropski cikloni za kratek čas zmanjšajo koncentracijo CO 2 . Z njim se strinja Gavin Schmidt, glavni klimatolog pri Nasi: »V najboljši možni scenarij lahko pričakujete neko ravnovesje in ravni CO2 ne bodo prehitro narasle. Toda po mojem mnenju CO 2 nikoli ne bo padel pod 400 ppm.«

Po napovedih bo do leta 2099 koncentracija CO 2 na Zemlji 900 ppm, kar bo približno 0,1 % celotne atmosfere našega planeta. Posledično bo povprečna dnevna temperatura v mestih, kot so Jeruzalem, New York, Los Angeles in Mumbaj blizu +45°C. V Londonu, Parizu in Moskvi bodo temperature poleti presegle +30°C.

Zelo velik. Ogljikov dioksid sodeluje pri nastajanju vseh živih snovi na planetu in skupaj z molekulami vode in metana ustvarja tako imenovani "učinek tople grede".

Vrednost ogljikovega dioksida ( CO 2 dioksid oz ogljikov dioksid) v življenju biosfere je sestavljen predvsem iz vzdrževanja procesa fotosinteze, ki ga izvajajo rastline.

Biti toplogrednih plinov , ogljikov dioksid v zraku vpliva na izmenjavo toplote planeta z okoliškim prostorom, učinkovito blokira ponovno sevano toploto na številnih frekvencah in tako sodeluje pri nastajanju.

V zadnjem času se je povečala koncentracija ogljikovega dioksida v zraku, kar vodi v...

Ogljik (C) je v ozračju vsebovan predvsem v obliki ogljikovega dioksida (CO 2) in v majhnih količinah v obliki metana (CH 4), ogljikovega monoksida in drugih ogljikovodikov.

Za atmosferske pline se uporablja koncept "življenjska doba plina". To je čas, v katerem se plin popolnoma obnovi, tj. čas, v katerem v ozračje vstopi enaka količina plina, kot ga vsebuje. Torej, za ogljikov dioksid je ta čas 3-5 let, za metan - 10-14 let. CO oksidira v CO 2 v nekaj mesecih.

V biosferi je pomen ogljika zelo velik, saj je del vseh živih organizmov. V živih bitjih je ogljik v reducirani obliki, zunaj biosfere pa v oksidirani obliki. Tako nastane kemična izmenjava življenski krog: CO 2 ↔ živa snov.

Viri ogljika v ozračju.

Vir primarnega ogljikovega dioksida je, med izbruhom katerega se sprosti v ozračje velik znesek plini Del tega ogljikovega dioksida nastane med termično razgradnjo starih apnencev v različnih metamorfnih conah.

Ogljik pride tudi v ozračje v obliki metana kot posledica anaerobne razgradnje organskih ostankov. Metan pod vplivom kisika hitro oksidira v ogljikov dioksid. Glavni dobavitelji metana v ozračje so tropski gozdovi in.

Atmosferski ogljikov dioksid pa je vir ogljika za druge geosfere - biosfero in.

Migracija CO 2 v biosferi.

Migracija CO 2 poteka na dva načina:

Pri prvi metodi se CO 2 med fotosintezo absorbira iz ozračja in sodeluje pri tvorbi organskih snovi z naknadnim pokopom v obliki mineralov: šote, nafte, oljnega skrilavca.

Pri drugi metodi ogljik sodeluje pri nastajanju karbonatov v hidrosferi. CO 2 se spremeni v H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2. Nato se ob sodelovanju kalcija (redkeje magnezija in železa) karbonati odlagajo po biogenih in abiogenih poteh. Pojavijo se debele plasti apnenca in dolomita. Po mnenju A.B. Ronov je bilo razmerje med organskim ogljikom (Corg) in karbonatnim ogljikom (Ccarb) v zgodovini biosfere 1:4.

Kako poteka geokemični cikel ogljika v naravi in ​​kako se ogljikov dioksid vrača v ozračje?