Углерод и его соединения

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: лес реферат, зимой сочинение
| Добавил(а) на сайт: Papanov.

Позже было установлено, что высокой чувствительностью к углекислому газу обладает смесь индия с оксидами кальция, позволяющая хорошо идентифицировать этот парниковый газ даже в присутствии паров воды. Оксид индия получали путем гидролиза хлорида индия в присутствии раствора аммиака; осадок нагревали до 850C. Полученное вещество еще активнее реагировало на углекислый газ, если к нему добавляли примерно 5% оксида кальция. Изготовленный на этой основе детектор оказался в состоянии измерять концентрации углекислого газа, не превышающие 2 тыс. частей на 1 млн. даже в присутствии 1,8% водяных паров.

Таким образом, способность оксида индия реагировать на малые концентрации углекислого газа связана с присутствием иных оксидов, причем оксид кальция повышает чувствительность в наибольшей степени; далее следуют оксиды стронция и бария; оксиды металлов – никеля, магния и калия – вполовину, а цинка, натрия, празеодима и неодима в 10 раз менее чувствительны.

Есть надежда на создание приборов, способных с большой точностью регистрировать наличие в атмосфере углекислого газа.

Очистка и последующая утилизация углекислого газа проходит через различного рода фильтры. Прибегают также и к рассеиванию выбросов.

Для контроля в России используются следующие приборы (табл. 4).
| |метод |определяемое |измеряемая |погрешность,% |
|тип прибора|измерения |вещество |концентрация, | |
| | | |мг/м3 | |
|ФЛ-5601 |фотоколориметр|углекислый газ|0-20 |10 |
| |ический | | | |
|КУ-3 |кондуктометрич|углекислый газ|0-500 |5,0 |
| |еский | | | |
|ГАИ-2 |оптикоабсорбци|углекислый газ|0-5 |4 |
| |онный | | | |

В России ПДК (предельно допустимой концентрации) по содержанию углекислого газа не установлено, в США – 9000 мг/м3. Благодаря строгому учету нарушений ПДК и высоким штрафам в США выбросы углекислого газа на 1 млрд. долларов национального продукта за последние 10 лет уменьшились с 470 до 350 тыс. м3. Сокращение выбросов углекислого газа на 60% обойдется примерно в 21012$.

В ФРГ валовый национальный продукт с 1973 г. по 1985 г. увеличился на
26%, а выбросы углекислого газа сократились на 11%.

Океаническая вода как пожиратель углекислого газа.

Согласно подсчетам специалистов, примерно на 60% углекислого газа, ежегодно поступающего в атмосферу Земли, надолго остается в воздушном пространстве, способствуя парниковому эффекту, остальное количество поглощается на суше и в Мировом океане. Однако механизм и активные участники этого процесса все еще вызывают дискуссии среди специалистов.

Недавно группа сотрудников Плимутской морской лаборатории
(Великобритания) во главе с Уотсоном исследовала влияние скоплений планктона в северо-восточной части Атлантического океана на поглощение углекислого газа его поверхностными водами. Как показали измерения, это влияние очень существенно, причем содержание углекислого газа в воде, обусловленное активностью этих микроорганизмов, может различаться на 10% в пунктах, отстоящих друг от друга всего на 20 км. Все прежние оценки интенсивности поглощения углекислого газа Мировым океаном не учитывали подобный биологический фактор и, следовательно, были ошибочны. В течение длительного времени специалисты основным поглотителем углекислого газа считали Южный океан, и лишь в 1990 г. появились свидетельства, что и в
Северном полушарии существуют районы, где этот процесс идет весьма активно.

Процесс растворения углекислого газа – в приложении 13.

Колоссальное значение океана состоит и в том, что он, будучи “легкими” планеты, пробуцирует своим фитопланктоном почти половину всего кислорода атмосферы. В обменном процессе между атмосферой и океаном, то есть в
“дыхании” океана участвует 100 млрд тонн CO2. При этой жизнь, населяющая океан, ассимилирует в год в среднем 126 млрд. тонн CO2. Против 20 млрд. тонн, ассимилируемых жизнью суши. Океан, как насос, поглощает своими холодными водами CO2 в полярных широтах и отдает его в нагретых экваториальных и тропических зонах. Именно поэтому давление CO2 в области тропиков всегда несколько выше, чем в высоких широтах. Мировой океан как среда жизни представляет интерес прежде всего потому, что именно здесь, по мнению многих ученых, зародилась жизнь, которая в длительном процессе эволюции дала колоссальное многообразие форм. Разнообразие форм жизни на земле поразительно, хотя оно основано на одном типе химического процесса – фотосинтезе, в результате которого в растениях из неорганических веществ создается органическое. Большое часть растительного мира океана это микроскопические фитопланктоновые организмы прикрепленные ко дну водные растения занимают очень небольшую часть), которые в основном и являются первичной продукцией моря. Объем ежегодной продукции фитопланктона в
Мировом океане оценивается величиной 500 млрд. тонн. На основе первичной продукции развиваются все другие морские организмы – бактерии, зоопланктон, рыбы, морские звери. Для развития фитопланктона кроме энергии солнечного света необходимы неорганические компоненты. В состав организмов входит до
60 химических элементов, однако 90–95% массы организмов состоит из 6 элементов, называемых биофильными (жизнелюбивыми) или биогенными. Это углерод, кислород, водород, фосфор, кремний.

Схема обмена углерода между его соединениями в океане

Атмосфера

CO2 водные CO2 H2CO3
HCO3- CO32- растения растворенные органические вода вещества остатки животные CaCO3

CaCO3 организмов крист. раст. органические CaCO3 тв. CaCO3 тв. вещества

На больших глубинах, где фотосинтез из-за недостатка света прекращается, идет образование CO2 за счет разложения органического вещества в результате распада. В верхнем 500 метровом слое окисляется в среднем до 87% первичной продукции. В донные осадки попадает 0,1% органического вещества. В океане ежегодно оседает все вносимое реками количество гидрокарбонатов 1,7 млрд. тонн кальция (0,5 млрд. тонн) и частично магния (0,36 млрд. тонн).

Неравномерное потребление углекислоты наземными системами.

Почвы – один из важнейших природных ресурсов, который человечество активно использует с незапамятных времен. Почвы, почти сплошным ковром покрывающие поверхность земной суши, представляют собой как бы “кожу
Земли”, которая предохраняет горные породы от интенсивного разрушения.
Почвы – не просто субстрат, на котором растут растения, в них происходят активные биологические, химические и физические процессы, регулирующие обмен веществом и энергией между литосферой, гидросферой, атмосферой.
Распределение почв, как и многих других биологических систем, подчиняются закону природной зональности, во многом связанной с климатическими параметрами. Как же поведут себя почвы в условия парникового эффекта?
Потеряют ли черноземы свое плодородие? Что будет с тундровыми почвами, формирующимися на вечной мерзлоте, если она оттает на большую глубину?
Будет ли скорость изменения почв равна скорости изменения климата? Как в условиях нарастающего парникового эффекта проявятся изменения почв связанные с другими антропогенными воздействиями на природу – ирригаций, сведением лесов, добычей полезных ископаемых, кислотными осадками?

Опыта по изучению данной проблемы мало. Но ясно, что локальные изменения передаются на почвы смежных территорий через поверхностные и грунтовые воды, однако со значительно меньшей скоростью и на меньшие пространства, нежели это имеет место в других природных средах (в воздухе, в воде).

Наиболее существенные сдвиги будут наблюдаться, видимо, в почвах северных широт где по прогнозам, потепление климата и увеличение осадков значительно превысят соответствующие средние и глобальные.

В тундре и лесотундре (севернее 70(с.ш.) где ожидается, что средняя температура поднимется на 4-5(C (главным образом за счет зимних температур) и возрастет количество осадков (на 50-100 мм) границы лесотундры и северной тайги начнут медленно сдвигаться к северу, значит на щебнистых и песчаных грунтах усилятся процессы подзолообразования, а на тяжелых глинистых породах, особенно в низинах – глеевые процессы или заболачивание.

В таежной зоне Восточной Сибири могут усилиться протаивание почв и грунтов, а также подзолистый процесс на равнинах в легких почвах, заболачивание полей, расширение термокарстовых и солифлюкционных явлений, приводящих к механическому перемещению почв, оползням, просадкам.

В южной тайге ожидается потепление зимой и летом на 2-3(C с одновременным уменьшением количества осадков (до 25 мм). Можно представить, что в хвойных лесах с подзолистыми почвами соответственно появятся широколиственные породы и кустарники, усилится дерновый процесс в почвах, и они приблизятся к серым лесным. На дерново-подзолистых почвах сельскохозяйственных угодий количество влаги может заветно снизиться.

В лесостепной зоне серых лесных почв, оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов – главной сельскохозяйственной зоне – прогнозируют некоторое потепление (на 1-2(C)и уменьшение осадков на 15-20 мм. В связи с этим в почвенном покрове весьма вероятна тенденция эволюции лугово- черноземных и черноземовидных луговых почв в черноземы, а в плакорах – за счет непромывного водного режима в последних – повысится уровень карбонатов. Усиление сухости климата в лесостепной зоне потребует в сельскохозяйственном производстве активизации мероприятий по сохранению влаги в почвах, а вероятнее всего – расширение орошаемого земледелия.