Глобальне потепління і наслідки для України

Парниковий ефект та парникові гази, основні джерела та поглиначі парникових газів.

Останні роки ми помічаємо потепління клімату. Літо стає жаркішим, зима – м’якшою. Вчені помітили, що в останні 100-130 років наша атмосфера помітно потеплішала і цей процес невмолимо продовжується, середня температура вперто повзе вверх. Лише за останні 100 років середньорічна температура підвищилась щонайменше на 0,3-0,6С.

Глобальне потепління пояснюють так званим парниковим ефектом. Суть його полягає в наступному. Земля отримує енергію Сонця в основному у видимій частині спектру, а сама, оскільки є набагато більш холодним тілом, випромінює в космічний простір головним чином інфрачервоні промені. Але багато газів, які знаходяться в атмосфері – водяний пар, вуглекислий газ, метан, окисли азоту та інші – прозорі для видимих променів, але активно поглинають інфрачервоні, утримаючи тим самим в атмосфері частину тепла, яку ті повинні були б віддавати в космос. Таким чином, на поверхні Землі утримується температура на рівні, придатному для життя. Затримуючи тепло в атмосфері Землі, ці гази створюють ефект, який називається парниковим, а гази – парниковими.

Парниковий ефект існує з тих пір, як на нашій планеті з’явилася атмосфера. Парниковий ефект сам по собі не є негативним явищем. Без парникового ефекту температура навколоземних шарів атмосфери була б в середньому на 30 градусів нижче від існуючої, а поверхня Землі була б лише - -18С. А це означає відсутність умов для життя, бо вода на земній поверхні існувала б тільки у вигляді льоду.

Люди своєю діяльністю посилюють парниковий ефект за рахунок викидів СО2, СН4, N2O та інших газів. В останнє сторіччя в результаті людської діяльності вміст вуглекислоти в атмосфері виріс більш ніж на чверть, метану – в 2,5 рази. Протягом останніх 100 років внесок СО2 в сумарні викиди становив приблизно 66%. Починаючи з вісімдесятих років, внесок вуглекислого газу в глобальне потепління став менш значним. З’явилися і нові речовини з парниковим ефектом - в першу чергу хлорфторвуглеці, в том числі добре відомі фреони.

За останні 20 років внесок СО2 в сумарні викиди парникових газів становить біля 50%, СН4 - 18%, N2O - 6%, хлорфторвуглеців - 14% від загального внеску в глобальне потепління.

Існують 6 основних парникових газів, які входять до хімічного складу атмосфери:

1) водяна пара

2) вуглекислий газ

3) метан

4) озон

5) закис азоту

6) і, останнім часом, хлорфторвуглеці. Крім них, всі інші парникові гази зустрічаються в природі.

Вуглекислий газ СО2 – найзначніший з антропогенних парникових газів. Хоча цей газ природного походження, завдяки діяльності людини він утворюється у найбільшій кількості.

Індустріалізація призвела до збільшення використання видів палива, що видобувається з надр Землі: вугілля, нафта, газ (органічне паливо). При їхньому спалюванні у великій кількості викидається СО2. Найбільші викиди вуглекислого газу відбуваються у транспорті та виробництві електроенергії та тепла.

Інші джерела викидів СО2:

-хімічні промислові процеси

-лісове господарство та зміни в землекористуванні.

На Україні при видобуванні та спаленні органічного палива утворюється 95% всіх викидів СО2. З промислових процессів найзначніший внесок у викиди СО2 дає виробництво цементу.

Якщо подивитися на викиди СО2 в світі, то найбільші кількості цього газу викидаються в розвинутих країнах: США, Японії, Канаді, країнах західної Європи: Німеччині, Англії, Італії, Росії, Україна займає 10 місце в світі по викидам СО2.

Ліси, океани та грунти поглинають СО2, утримаючи рівновагу між кількістю СО2 в атмосфері та у воді і грунтах. Але людська діяльність приводить до негативного впливу на цю рівновагу.

Метан СН4 виробляється у великих кількостях в результаті біологічних перетворень в природі. Оцінки обсягів щорічних природних джерел та стоків метану в світі складають приблизно 500 мільйонів тонн.

Природними джерелами атмосферного метану є:

1) анаеробний розклад органічних речовин у біологічних системах (болота, тундра),

2) перетравлення термітами деревини шляхом розкладу целюлози в метан,

3) океани, моря та прісні водоймища.

Основними антропогенними джерелами викидів метану є:

1) вирощування рису на дуже зволожених землях,

2) кишкова ферментація тварин та розклад відходів тваринного походження,

3) розклад твердих міських відходів,

4) видобуток та транспортування вугілля, природного газу та нафти.

З даних 1990 року на Україні найбільший внесок у викиди метану вносить енергетика - біля 65%, також багато метану викидається при виробництві сільськогосподарської продукції та при утилізації відходів.

Метан - супутній продукт спалювання біомаси та неповного згорання палива.

Поглиначами метану є грунти та хімічні перетворення в атмосфері.

Природні джерела атмосферного закису азоту N2O - океани, грунти тропічних та помірних широт, ліси та луки. Наприклад, вміст N2O в грунтах є результатом життєдіяльності грунтових бактерій.

Антропогенними джерелами емісії закису азота є:

1) сільськогосподарська обробка грунтів, особливо використання азотомістких добрив,

2) спалювання викопного природного палива,

3) виробництво адипінової (нейлонової) та азотної кислот,

4) спалювання біомаси.

За данними 1990 року, на Україні найбільший внесок в антропогенні викиди N2O дає утилізація міських відходів - 43%. Також вагомі внески в викиди закису азоту дають хімічна промисловість та енергентика.

Найбільша концентрація озону О3 у верхніх шарах атмосфери, де формується так званий озоновий шар. Заподіяні цьому шару ушкодження викликають занепокоєння. Озон є і парниковим газом. В нижні шари атмосфери (тропосферу) озон потрапляє в результаті хімічних перетворень кисню в присутності світла та деяких хімічних речовин, переважно антропогенного характеру. Завдяки складним хімічним реакціям в щільних шарах атмосфери деякі речовини, переважно створені людиною, з’єднуються і виникає озон.

Озон в тропосфері утворюється в результаті взаємодії сонячного світла з киснем та іншими атмосферними газами або з промисловими забруднюючими речовинами:

О2 + hν = O + O

O + O2 + M = O3 + М(із збільшеною енергією),

де М - певна хімічна сполука.

Кількість озону в багатьох випадках залежить від погодних умов та наявності сонячного тепла. Його кількість також зростає.

Хлорфторвуглеці та фторвуглеці (перфторвуглеці, гідрофторвуглеці та гексафторид сірки SF6) - це гази, яких не було в атмосфері до початку ХХ сторіччя і які з'явилися виключно в результаті діяльності людини.