Проблема парникового эффекта

Вв едение природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современ ности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотв ращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаи мовыгодное сотрудничество государств. Все мы в последние десятилетия наблюдаем, резкое повышени е температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и су ховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходи т? Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная де ятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата З емли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличе ние автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов угл екислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зон ы, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли. 1. Сущность парникового эффек та Есть противоположенные мнен ия, что климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще , в последние годы метеорологи разных стран приходят к выводу, что во всео бъемлющей системе погоды на земном шаре что-то расстроилось. По их мнени ю, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метео рологи считают, что приближается стихийная всеобщая катастрофа, котору ю будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, отсутствия уро жая, голода или, наоборот, рассчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, счита ющимся наилучшими в мировой истории. Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера, тем не менее, скоре е не охлаждается, а нагревается. Причиной тому – грандиозные изменения , произведенные человеком. Сейчас, как утверждают метеорологи, человечес кая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на клим атический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, одна ко, многие ученые связывают это с парниковым эффектом. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ - предполагае мое потепление климата на Планете в результате накопления в атмосфере "п арниковых газов", пропускающих солнечные кратковременные лучи и препят ствующие тепловому излучению с поверхности Земли. ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ - это газы, в ызывающие своим повышенным содержанием в атмосфере парниковый эффект. Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев ат мосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при про изводстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о д орогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразн ых газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, з еленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации угл екислого газа в воздухе, связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что ат мосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощ ается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Др угая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение погл ощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средн ей температуры Планеты. Действие парникового эффекта анало гично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло названи е " парниковый эффект"). ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ. Рассмотрим, что происходит с телами в стеклянной оранжер ее. Излучение высокой энергии проникает в оранжерею через стекло. Оно по глощается телами внутри оранжереи. Затем они сами испускают излучение б олее низкой энергии, поглощаемое стеклом. Стекло посылает часть этой эне ргии обратно, снабжая объекты внутри дополнительным теплом. Точно таким же образом земная поверхность получает дополнительное тепло по мере то го, как "парниковые" газы поглощают, а затем выделяют излучение более низк ой энергии. Газы, вызывающие своей повышенн ой концентрацией парниковый эффект, называют парниковыми газами. В осно вном это углекислый газ и водяной пар, но существуют и другие газы, поглощ ающие энергию, исходящую от Земли. Например, хлорофтор, содержащий углев одородные газы, например, фреоны или хладоны. Концентрация этих газов в а тмосфере также увеличивается. ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. П риродный газ, используемый в энергетике, относится к не возобновляемым э нергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый в ид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие в ещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязн ителем атмосферы является смесь оксидов азота. На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующ их, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниково му эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, выр абатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженн ого и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможн ость значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качест во воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнени ю с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе доб ычи и транспортировки к месту потребления. Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов к убических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит боле е чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в сое динении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газог идратные скопления). Большинство месторождений природного газа распол агаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной т ундры. Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, ег о можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделя ется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ. Углекислый газ - диоксид углерода, по стоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниен ии растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парников ый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислог о газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- не фти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода . Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. При горении, как известно, поглощ ается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, к аждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углеки слого газа. Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с э тим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углеки слого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту. Вот и полу чается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше. Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэто му в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медле нно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффе кт. ХЛОРОФТОРСОДЕРЖАЩИЕ ГАЗЫ. Галогены или хлорофторсодержащие га зы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных фторпроизводных, например, смазочных вещес тв, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим р еагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается т акже, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере. Один из самых распространенных фреонов - дифтордихлорэтан (фреон-12) - газ, н е ядовит, не реагирует с металлами, без цвета и запаха. Под давлением легко сжижается и превращается в жидкость с температурой кипения – 30 градусо в по Цельсию. Применяется в холодильных установках и как растворитель дл я образования аэрозолей. Хлор служит для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений. Его применяют в производств е соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов и др. Большое количество хлора используется для отбеливания тканей и целлюлозы, идущ ей на изготовление бумаги. Хлор применяют также для стерилизации питьевой воды и обеззараживания сточных вод. В цветной металлургии его используют для хлорирования руд, которое является одной из стадий получения некоторых металлов. Особенн о большое значение приобрели за последнее время некоторые хлорорганич еские продукты. Например, хлорсодержащие органические растворители та кие как: дихлорэтан, четыреххлористый углерод, широко применяются для эк стракции жиров и обезжиривание металлов. Некоторые хлорорганические п родукты служат эффективными средствами борьбы с вредителями сельскохо зяйственных культур. На основе хлорорганических продуктов изготовля ют различные пластические массы, синтетические волокна, каучуки, замени тели кожи (павинол). Так как хлорофторсодержащие газы широко используютс я в промышленности, их добыча непрерывно растет, а, значит, также растут и выбросы в атмосферу этих газов. Хлорофторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повыше ния их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстр ее. Кроме того, фреоны, относящиеся к хлорофторсодержащим газам, разруша ют озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые х отя и борются с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают эколог ический баланс. Содержание озона в стратосфе ре также воздействует на климат. Поглощение озоном ультрафиолетовой ра диации приводит к нагреванию определенных слоев воздуха высоко в страт осфере. Эти слои не позволяют газообразным примесям проникать в толщу ст ратосферы. Тепловая «шапка» - важный фактор формирования тропосферного воздуха, а следовательно и климата Земли. По этому, любые виды человеческ ой деятельности, приводящие к уменьшению среднего содержания озона в ст ратосфере, могут иметь весьма серьезные отдаленные последствия для кли мата, здоровья людей, состояния всей живой природы. 2. Последствия парникового эффекта Вот что может случиться на Земле, есл и не остановить парниковый эффект: 1. Если температура на Земле буде т продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мирово й климат. 2. В тропиках будет выпадать боль ше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного па ра в воздухе. 3. В засушливых районах дожди ста нут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людя м и животным придется их покинуть. 4. Температура морей также повыси тся, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличени ю числа сильных штормов. 5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как: а) вода, нагреваясь, станов ится менее плотной и расширяется, расширение морской воды прив едет к общему повышению уровня моря; б) повышение температуры может рас топить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, напр имер, Антарктиду или высокие горные цепи. Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что тая ние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной по кров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно А нтарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов. Климатологи по дсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, урове нь Мирового океана повысится на 70-80 м. 6. Сократятся жилые земли. 7. Нарушится водосолевой баланс океанов. 8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов. 9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим из менениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги, и животным приде тся переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение тем пературы приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и мно гие виды животных. Кроме отрицательных последстви й глобального потепления, можно отметить несколько положительных. На пе рвый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уме ньшиться счета за отопление и увеличение продолжительности вегетацион ного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концентрации диокси да углерода может ускорить фотосинтез. Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольк у повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых облас тях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобаль ное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического веществ а в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу дио ксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем ? 3.Пути снижения воздействия пар никового эффекта на состояние климата Земли Главную меру по предупре ждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый ви д топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлив а. Это означает, что необходимо: - уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углеро да на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом; - использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диокси да углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и зав одских топок, а также автомобильных выхлопов; - повысить энергетический коэффициент полезного действия; - требовать, чтобы в новых дома х использовались более эффективные системы отопления и охлаждения; - увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии; - существенно замедлить вы рубку и деградацию лесных массивов; - удалить с прибрежных терр иторий резервуары для хранения опасных веществ; - расширить площади сущест вующих заповедников и парков; - создать законы, обеспечивающие предупреждение глобал ьного потепления; - выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устр анять их последствия. Полностью уничтожить парнико вый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя тем пература на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.