Изменение климата – одна из глобальных экологических проблем

В настоящее время основными парниковыми газами являются углекислый газ С02, метан СН4, хлорфторуглероды (фреоны) и оксид азота(I) N20. По докладу специалистов «Гринпис» доля влияния основных парниковых газов на глобальное потепление длительное время составляла: С02 — 55% (0,5%), фреонов и родственных им газов - 24% (4%), СН4 - 15% (0,9%), N20 - 6% (0,8%) (в скобках указан уровень среднегодового

прироста этих газов). Тропосферный озон 03 тоже относится к парниковым газам, но его трудно оценить количественно. Возникает он в тропосфере в результате химических реакций под действием солнечного света между углеводородами и оксидами азота, образовавшимися при сжигании ископаемого топлива.

К 2000 г. доля влияния этих основных парниковых газов на глобальное потепление изменилась. Табл. 1 составлена на основе данных, опубликованных в журнале «Химия в России» (2000, № 8) по материалам статьи американского ученого Кевина Гурни. По сравнению с 1990 г. возросла доля углекислого газа с 55 до 64% и метана — с 15 до 20%, уменьшилась доля фреонов (в связи с их запретом) с 24 до 10%, на прежнем уровне осталась доля N20 (6%) (табл. 1).

Табл.1. Основные парниковые газы, их источники и доля влияния на глобальное потепление (данные 2000 г.)

Антропогенный парниковый эффект на 57% обусловлен добычей и потреблением энергии, на 9% — исчезновением лесов, на 14% — сельскохозяйственной деятельностью и на 20% — остальным промышленным производством, не связанным с энергетическим циклом (в том числе и производством фреонов) (рис. 2.).

Рис. 2 Вклад в развитие парникового эффекта по видам хозяйственной деятельности (данные по докладу «Гринпис», 1993 г.): 1— производство и использование энергии; 2— сельское хозяйство; 3— промышленность, в том числе производство и использование фреонов; 4 — вырубка лесов.

Исходная причина накопления теплоулавливающих газов в атмосфере связана с промышленностью, которая использует в качестве источника энергии ископаемое топливо. Начиная с 1860-х гг. отмечается рост потребления ископаемого топлива, соответственно увеличивается концентрация С02 в атмосфере. Сжигание ископаемого топлива — основной источник углекислого газа (86%). Уголь является наиболее утлеродоемким топливом, за ним следуют нефть и природный газ. Это означает, что при сгорании угля эмиссия (выпуск) углерода на единицу топлива будет больше, чем при сгорании нефти и природного газа, а соответственно больше и выброс С02 (при условии полного сгорания угля). Ежегодный выброс углерода в виде СО, в 1990 г. составил 5,6—5,7 млрд т. Одна треть углекислого газа в атмосфере Европы связана с работой автомобилей.

Вырубка лесов также способствует переходу С02 в атмосферу. Это происходит в процессе как сжигания деревьев, так и постепенного разрушения и гниения древесины, остающейся на местах лесозаготовок (при этом происходит выделение С02 и СН4, причем последний является продуктом анаэробного разложения). Количество углерода, поступившего в атмосферу в виде С02 за счет сведения лесов, по данным за 1990 г., оценивается в 1,5—3,0 млрд т ежегодно. Эти источники дают 12% поступлений углекислого газа в атмосферу.

Источником С02 в атмосфере является также процесс гниения органических веществ в почве, особенно в лесных экосистемах.

На долю остальных источников, включая производство цемента или окисление монооксида углерода СО, приходится 2% С02.

Углекислый газ считается основным парниковым газом. Его влияние на глобальное потепление в последнее десятилетие XX в. разными учеными оценивается в 55—64% (оценка 64% максимальная).

Вторым парниковым газом по значимости, т. е. по влиянию на глобальное потепление, является метан СН4, происхождение которого в атмосфере имеет как природную, так и антропогенную историю. Природный газ (метан) имеет не только самостоятельные месторождения; он часто сопутствует нефтяным месторождениям, поэтому имеет название «попутный природный газ». При добыче и транспортировке СН4 попадает в атмосферу (утечка природного газа). Источником метана в атмосфере служат также болота. Болота всей планеты ежегодно выделяют около 115 млнтСН4.

Рисоводство — еще один источник поступлений СН4 в атмосферу. Современные плантации риса ежегодно производят около 110 млн т СН4, что составляет примерно 20% всех его антропогенных выбросов.

Метан является продуктом жизнедеятельности, он выделяется при пищеварительной ферментации (например, у скота). Выделяется СН4 и при силосовании (например, в процессе заготовки и хранения измельченной кукурузной массы в прессованном виде).

При сведении лесов древесина, остающаяся в местах лесозаготовок, разлагается в анаэробных условиях с выделением метана. Метан образуется и при так называемом метановом брожении растительных остатков («болотный газ»).

Примерно 20% глобального потепления обусловлено присутствием метана в атмосфере.

В образовании парникового эффекта молекула СН4 в 21 раз более эффективна, чем СО2, (Химия в России, 2000, № 8). Изданных «Гринпис» за 1993 г. по сравнительной оценке влияния СН4 и С02 следует, что по степени влияния на глобальное потепление за период в 20 лет метан в 63 раза превосходит углекислый газ, по выполненному расчету эффект глобального потепления от каждого 1 кг СН4 за этот период в 63 раза больше, чем от каждого 1 кг С02.

 Скачать реферат