Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и аэрозолей и его последствия

Тюменский государственный  университет

ИМЕНИТ

Кафедра геоэкологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по теме: «Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и аэрозолей и  его последствия» 
 
 

Выполнил: Студент 116а группы

  Жованик И.А. 

Преподаватель: Гарманова Т.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тюмень 2012 
 

Содержание 

Понятие техногенного воздействия..........................................................................3

Углекислый  газ (СО₂).................................................................................................4

Техногенное увеличение концентрации СО₂ в атмосфере и примеры.......................................................................................................................4

Последствия................................................................................................................5

Аэрозоли......................................................................................................................5

Последствия техногенного увеличения концентрации аэрозолей в атмосфере....................................................................................................................7

Использованная  литература.......................................................................................8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Понятие техногенного воздействия 

Техногенные воздействия — это воздействия  промышленных и сельскохозяйственных технологий, транспорта и коммуникаций, а также объектов военного назначения, способные вызвать нарушения  жизнедеятельности населения, функционирования объектов экономики, систем государственного управления, окружающей среды.

Определяются  назначением объектов техносферы и  создаваемых ими опасностей - энергетических, информационных, биологических; они  различаются длительностью (краткосрочные, длительные, циклические), степенью (сверхслабые, слабые, сильные, сверхсильные), допустимостью (допустимые, недопустимые), контролируемостью (контролируемые, неконтролируемые).

Источники загрязняющих веществ разнообразны, также многочисленны виды отходов и характер их воздействия на компоненты биосферы. Биосфера загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами и сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных заводов. Огромный вред наносят водным ресурсам сточные воды целлюлозно-бумажной, пищевой, деревообрабатывающей, нефтехимической промышленности. Развитие автомобильного транспорта привело к загрязнению атмосферы городов и транспортных коммуникаций токсичными металлами и токсичными углеводородами, а постоянное возрастание масштабов морских перевозок вызвало почти повсеместное загрязнение морей и океанов нефтью и нефтепродуктами. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений привело к появлению ядохимикатов в атмосфере, почвах и природных водах, загрязнению биогенными элементами водоемов и сельскохозяйственной продукции. При разработках на поверхность земли извлекаются миллионы тонн разнообразных горных пород, образующих пылящие и горящие терриконы и отвалы. В процессе эксплуатации химических заводов и тепловых электростанций также образуется огромное количество твердых отходов (огарок, шлаки, золы), которые складируются на больших площадях, оказывая негативное влияние на атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвенный покров.

Наиболее ярким  примером практически необратимых  последствий данного рода человеческой деятельности являются чрезвычайные ситуации, техногенные аварии и катастрофы, в результате которых негативное воздействие сказывается практически  на все компоненты окружающей среды. 
 
 
 
 
 

Углекислый  газ (СО₂) 

Углекислый  газ (Оксид углерода (IV), диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) — CO₂, бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом.

Углекислый газ в зависимости от давления и температуры может находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии. В газообразном состоянии диоксид углерода представляет собой бесцветный газ с немного кисловатым вкусом и запахом. В атмосфере Земли содержится около 0,04% углекислого газа. При нормальных условиях его плотность составляет 1,98 г/л – примерно в 1,5 раза больше плотности воздуха.

Формируется при соединении двух элементов: углерода и кислорода. Он образуется в процессе сжигания угля или углеводородных соединений, при ферментации жидкостей, а также как продукт дыхания людей и животных. В небольших количествах он содержится и в атмосфере, откуда он ассимилируется растениями, которые, в свою очередь, производят кислород (Процесс фотосинтеза).  

Техногенное увеличение концентрации СО₂ в атмосфере 

В связи с  активным использованием человечеством ископаемых энергоносителей в качестве топлива, происходит быстрое увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере. Впервые антропогенное влияние на концентрацию двуокиси углерода отмечается с середины XIX века. Начиная с этого времени, темп её роста увеличивался и в конце 2000-х происходил со скоростью 1,7% за год. Согласно отдельным исследованиям, современный уровень CO₂ в атмосфере является максимальным за последние 800 тыс. лет и, возможно, за последние 20 млн. лет.

Основные источники источники выброса СО₂ в атмосферу:

1) Тепловые  электростанции и котельные установки  - В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик, так как современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. тонн угля в сутки.

2) Выбросы  автотранспорта - В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений, наибольшую концентрацию в их составе имеет углекислый газ.

3) Животноводческие  и птицеводческие фермы — из  удобрений и гниющих останков животных выделяется огромное количество углекислого газа.

4) Добыча и  переработка минерального сырья  - при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах). Так же сказывается вырубка лесов под пастбища и фермы. 

Последствия 

Увеличение  концентрации углекислого газа может  крайне негативно сказаться на здоровье и жизнедеятельности человека, так  как он препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти.

Так же увеличение данного газа в атмосфере способствует образованию процесса, называемого  «парниковым эффектом», Парниковые газы, и в первую очередь СО₂, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей. Это скажется на климате Земли. Исследования показали, что при наступлении «парникового эффекта» температура воздуха в местах со светлыми почвами повыситься на 3 градуса, а в местах с темными почвами на 5, 8 градуса. Самое значительное повышение температуры наблюдалось на увлажненных почвах с растительностью и травяным покровом.  Это в свою очередь неблагоприятно скажется на организмах, которые населяют биосферу, включая нас, так как при повышении температуры в данных областях кардинально изменится климат, растительность и фауна региона.

Всё вместе это  нанесёт непоправимый вред окружающей среде. 

Аэрозоли 

С точки зрения неорганической химии, аэрозоль - это  система, состоящая из газа (воздуха) и взвешенных в нём твердых  или жидких частиц. По происхождению  аэрозоли делятся на две группы: 
1) дисперсионные аэрозоли, образующиеся при диспергировании (измельчении, распылении) твердых и жидких веществ и переходе порошкообразных тел во взвешенное состояние под действием воздушных потоков, сотрясений и т. п.; 
2) конденсационные аэрозоли, образующиеся при объемной конденсации пересыщенных паров и в результате газовых реакций, ведущих к образованию нелетучих продуктов.

Различие между  этими группами аэрозолей помимо их происхождения заключается в  том, что дисперсионные аэрозоли в большинстве случаев грубее, чем конденсационные, обладают большим  разнообразием частиц по их размерам и форме.

Различают три  основных вида аэрозолей: пыль, дым, туман:

1) Пыль представляет  собой дисперсионный аэрозоль  с твердыми частицами независимо  от их размера.

2) Дым —  конденсационный аэрозоль с твердыми  частицами независимо от их размера.

3) Туман —  дисперсионный и конденсационный  аэрозоль с жидкими частицами.

В метеорологии под аэрозолем понимают твердые  и жидкие частицы, плавающие в  атмосфере и выпадающие на Землю. Аэрозоли попадают в атмосферу от многих источников. По происхождению они подразделяется на аэрозоли естественного и антропогенного происхождения:

1) Источниками  естественных аэрозолей являются  океаны, космическая пыль, частицы  почвы и горных пород, поднимаемых  в воздух при ветровой эрозии, органические вещества — пыльца растений споры, бактерии и др., частицы дыма, возникающие при лесных и торфяных пожарах, продукты вулканических извержений.

Атмосферные аэрозоли над океаном образуются в результате разбрызгивания капель морской воды и их последующего испарения. Капли образуются при сдувании ветром брызг с гребней волн, при выпадении на водную поверхность осадков, в прибойной зоне побережий. Основным компонентом морских аэрозолей является хлорид натрия, однако в них присутствуют карбонаты, сульфаты, калий, магний и кальций.

Важным источником естественных аэрозолей являются вулканы, но их вклад сильно варьирует во времени и пространстве. Это понятно, так как одно мощное извержение может  многократно превысить выброс частиц в атмосферу, который происходит в периоды "спокойной" вулканической деятельности. Например, при взрыве Кракатау в 1883 г. эруптивные облака поднялись на высоту 30 км и в Батавии, находящейся в 160 км от вулкана, день превратился в ночь. Извержение вулкана Агунг на о. Бали в 1963 г. выбросило большое количество аэрозолей в тропосферу и стратосферу, вызвав на всем земном шаре весьма эффектные вечерние зори. Появление аэрозолей в стратосфере в результате этого извержения вызвало повышение там температуры примерно на 5°С. Вулканические аэрозоли представляют собой тонко измельченную лаву либо капли серной кислоты, содержащей растворы сульфатов, галогенидов, следы никеля и хрома.

Значительная  часть аэрозолей поступает в  атмосферу с поверхности почвы  и скальных пород. В Атлантике, начиная  от побережья Сенегала почти до центра океана, простирается область постоянного интенсивного выноса сахарской пыли. Этот район у мореплавателей получил название "море мрака". Известно много районов на Земном шаре, где также постоянно происходит вынос в атмосферу пыли, песка и мелкодисперсных частиц.

Степные, кустарниковые  и лесные пожары являются еще одним  важным источником тропосферных аэрозолей. Зола, выбрасываемая при пожарах  в атмосферу, состоит из неорганических веществ, минералов, первоначально  присутствовавших в тканях растений. В золе имеются частицы углерода, не полностью сгоревшие смолистые вещества. Крупные лесные пожары могут быть источниками атмосферных аэрозолей, заметных в глобальном масштабе. Так, дым от лесных пожаров на западе Канады в 1950 г. наблюдался, например, над Британскими островами.