Содержание

1	Диоксид углерода и парниковый эффект, изменение климата…	Стр. 3
2	Понятие о тяжелых и токсичных элементах. Свинцовое загрязнение воздуха, воды и пищи……………………………….	Стр. 9
3	Используемая литература…………………………………………	Стр. 17

1. Диоксид углерода и парниковый эффект, изменение климата

Диоксид углерода (углекислый газ) - CO₂, бесцветный газ, без запаха, со слегка кисловатым вкусом, является продуктом окисления соединений, содержащих углерод (рис.1).

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода

Рис.1.1. Химическая формула диоксида углерода

Диоксид углерода так же образуется при сжигании топлива, во время лесных пожаров, при извержении вулканов и выветривании карбонатных горных пород. В то же время поглощение СО₂ из атмосферы основными его потребителями (лесными растениями и фитопланктоном Мирового океана) сократилось за счет уменьшения площадей лесов, гибели фитопланктона (Рис.2). В результате этого поступление углерода в атмосферу стало превышать его потребление растениями. Ежегодный прирост СО₂ в атмосфере составляет около 3,5 млрд. т.

Рис.1.2. Круговорот углекислого газа

Тщательные измерения содержания атмосферного СО₂ были начаты в 1957 г. Киллингом в обсерватории Мауна-Лоа (рис. 3). Регулярные измерения содержания атмосферного СО₂ проводятся также на ряде других станций. Из анализа наблюдений можно заключить, что годовой ход концентрации СО₂ обусловлен в основном сезонными изменениями цикла фотосинтеза и деструкции растений на суше; на него также влияет, хотя и в меньшей степени, годовой ход температуры поверхности океана, от которого зависит растворимость СО₂ в морской воде. Третьим, и, вероятно, наименее важным фактором является годовой ход интенсивности фотосинтеза в океане. Среднее за каждый данный год содержание СО₂ в атмосфере несколько выше в северном полушарии, поскольку источники антропогенного поступления СО₂ расположены преимущественно в северном полушарии. Кроме того, наблюдаются небольшие межгодовые изменения содержания СО₂, которые, вероятно, определяются особенностями общей циркуляции атмосферы. Из имеющихся данных по изменению концентрации СО₂ в атмосфере основное значение имеют данные о наблюдаемом в течение последних 25 лет регулярном росте содержания атмосферного СО₂. Более ранние измерения содержания атмосферного углекислого газа (начиная с середины прошлого века) были, как правило, недостаточно полны. Образцы воздуха отбирались без необходимой тщательности и не производилась оценка погрешности результатов. С помощью анализа состава пузырьков воздуха из ледниковых кернов стало возможным получить данные для периода с 1750 по 1960 год. Было также выявлено, что определенные путем анализа воздушных включений ледников значения концентраций атмосферного СО₂ для 50-х годов хорошо согласуются с данными обсерватории Мауна-Лоа. Концентрация СО₂ в течение 1750-1800 годов оказалась близкой к значению 280 млн, после чего она стала медленно расти и к 1984 году составляла 3431 млн.

Рис 1.3. Изменения концентрации атмосферной углекислоты (кривая Килинга).

В норме диоксид углерода содержится в нижних слоях атмосферы (так называемой тропосфере) в очень небольшом количестве - около 300 частей на миллион или 0,03% в объемных единицах. Важность этого газа определяется его вкладом в парниковый эффект, проявляющийся в масштабе всей планеты. Диоксид углерода прозрачен для коротковолнового излучения, поступающего от Солнца, но он сильно поглощает энергию в длинноволновой части спектра, которая переизлучается Землей обратно в космос. Таким образом, диоксид углерода «ловит» уходящее излучение, согревая нижние слои атмосферы, в свою очередь излучающие энергию обратно к поверхности Земли (а также вверх и в стороны). Естественно, что в конце концов любая «порция» входящей энергии будет рассеяна и потеряна в космосе, но энергообмена между атмосферой и поверхностью Земли, обусловленного наличием диоксида углерода и других парниковых газов, достаточно, чтобы повысить температуру поверхности Земли примерно на 40°С по сравнению с той, что наблюдалась бы в отсутствие такого обмена. Очень важно осознать, что без некоторого основного уровня парникового эффекта, мало изменявшегося на протяжении миллионов лет, живые системы, во всяком случае в той форме, в какой мы их знаем существовать бы не могли.

Имеющиеся в настоящее время данные ясно свидетельствуют о том, что содержание в атмосфере диоксида углерода и других газов, обеспечивающих парниковый эффект, в частности моноксида углерода, метана и хлорфтор-углеродов, увеличивается со скоростью, беспрецедентной для недавней истории Земли; это увеличение по логике вещей должно способствовать повышению температуры окружающей среды. В свою очередь такое повышение температуры усиливает испарение и соответственно увеличивает концентрацию водяных паров в атмосфере. Поскольку водяной пар также действует как мощный поглотитель длинноволнового излучения, это приведет к дальнейшему повышению температуры в приповерхностных слоях атмосферы. Достигнутое в результате всех этих процессов повышение температуры вызовет изменение в распределении и интенсивности основных воздушных и водных потоков, определяющих погоду на планете, что в свою очередь может существенным образом повлиять на хозяйственную деятельность человека.

Некоторые ученые - метеорологи и правительственные чиновники не придавали большого значения угрозе парникового эффекта, полагая, что он будет компенсирован за счет возросшей запыленности атмосферы (из-за усилившейся эрозии почвы в результате сведения лесов, интенсификации сельского хозяйства, уничтожения живых изгородей, перевыпаса и т.д.) и, таким образом, результирующее воздействие окажется незначительным. Однако необычные (порой катастрофические для человека) погодные явления, наблюдавшиеся в планетарном масштабе летом 2010 г показали, что это не так. Сильные наводнения, связанные с потеплением климата и увеличением осадков в Польше, Китае – унесшие более 500 человек, всего пострадавших от наводнений в Китае – более 29 млн. человек, а так же сильные пожары, начавшиеся летом 2010 года из-за достижения рекордных температурных данных свыше 35 градусов по Цельсию, которые принесли и приносят до сих огромный как экономический, так и социальный ущерб России. Все эти события не вызывают уже сомнений воздействия хлор-фторуглеродов на озоновый слой, которые привели к гораздо более широкому признанию реальной возможности возникновения глобальных климатических изменений при загрязнении среды и к осознанию угрожающих последствий этих изменений.

Независимо от того, вызваны ли описываемые события парниковым эффектом или нет, надо приветствовать усилия правительств, направленные на контроль за поступлением в атмосферу загрязняющих ее парниковых газов, так как природные механизмы, обеспечивающие их удаление, работают слишком медленно, чтобы изменить ситуацию (такое наблюдается, например, в случае диоксида углерода), или же создают новые проблемы, как, например, в случае разрушения озона стратосферы хлорфтор-углеродами. Перед лицом глобальной опасности изменения климата в 1992 г. на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро странами-членами ООН была подписана рамочная Конвенция об изменении климата, которая ратифицирована Российской Федерацией 4 ноября 1994 г. В настоящее время Конвенция вступила в силу. Согласно статьям 4 и 12 Конвенции Российская Федерация обязана регулярно разрабатывать и представлять Конференции сторон Конвенции национальные программы и сообщения с подробным описанием политики и мер по регулированию антропогенных выбросов и стоков парниковых газов, а также мер по адаптации к изменениям климата.

Учитывая, что до стабилизации концентрации парниковых газов на уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему, а следовательно, не привел бы к опасным последствиям изменения климата, пройдет еще немало времени, необходимо в ближайшей перспективе на национальном уровне выполнить определенные подготовительные меры, направленные на адаптацию к возможным последствиям изменения климата.

Эти меры должны обеспечивать ведение хозяйства в условиях изменяющегося климата, свести к минимуму отрицательные последствия для экономики, здоровья населения, качества окружающей среды. Вместе с тем, задача состоит в том, чтобы всемерно использовать возникающие при изменении климата позитивные эффекты.