Kuldioxid i atmosfæren. CO2-niveauer i verden: vi har nået point of no return

Farvelægning

I september krydsede vi den røde linje: koncentrationen af ​​kuldioxid i jordens atmosfære steg til 400 ppm. Over 200 års industriel udvikling er koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfæren steget fra 280 til 400 ppm. Klimatologer mener, at CO 2 i atmosfæren aldrig vil falde.

Det menes nu, at stigningen i kuldioxidniveauer skyldes menneskelig aktivitet. Stigningen i CO 2 -koncentrationen faldt sammen med begyndelsen af ​​den industrielle revolution. Siden da er dette tal kun steget og kommer ikke til at falde i den nærmeste fremtid. Dette kan bevises ved, at Jordens atmosfære i september normalt har det laveste niveau af kuldioxid for året. Men i 2016 faldt CO 2 ikke i september.

Data om koncentrationen af ​​kuldioxid i jordens atmosfære er leveret af flere organisationer. Det vigtigste overvågningscenter er Mauna Loa-observatoriet. Det ligger på den sydlige skråning af bjerget af samme navn på en af ​​Hawaii-øerne. Oplysningerne indhentet af observatoriets personale bruges til global overvågning af atmosfærens tilstand og til analyse af problemer forbundet med global opvarmning.

"Er det muligt, at CO 2 -koncentrationerne falder til under 400 ppm i oktober 2016? Nej, det er meget usandsynligt,” siger Ralph Keeling, ledende videnskabsmand for kuldioxidovervågningsprogrammet ved Scripps Institution of Oceanography. En lille negativ tendens er stadig mulig, mener videnskabsmanden, men faldet i kuldioxidniveauer kan kun være kortsigtet.

Årsagerne til den negative dynamik kan være forskellige. For eksempel registrerede Mauna Loa-observatoriet et fald i CO 2 til under 400 ppm i august i år. Dette forklares med, at der i august passerede en orkan på Hawaii-øerne, som forårsagede et fald i koncentrationen af ​​kuldioxid. Overordnet siger klimaforskere, at vi allerede lever i en "400 ppm" verden, og det kommer ikke til at ændre sig i den nærmeste fremtid. Hvilke konsekvenser kan dette have for en person?

Carolyn Snyder fra Stanford University (USA) udførte arbejde med at analysere temperaturen på Jorden over en periode på to millioner år. Værket sammenlignede dynamikken i temperatur og ændringer i koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfæren. Som det viser sig, er jordens klima endnu mere følsomt over for kuldioxid end tidligere antaget. Snyder hævder, at temperaturen i de næste tusind år vil stige med flere grader på én gang. Hun skitserede sine resultater i en artikel offentliggjort i tidsskriftet Nature.

For at spore temperaturdynamikken på Jorden over en periode på 2 millioner år brugte Snyder en specifik teknik, der kræver at estimere forholdet mellem magnesium- og calciumisotoper i sedimentære bjergarter. Denne metode kan kun bruges til at vurdere langsigtede ændringer i temperaturparametre på planeten.

Som det viser sig, har de sidste fem tusinde år været de varmeste i en periode på 120.000 år. Det er sandt, at temperaturtoppen fandt sted netop i de første 5000 år af den angivne tidsperiode. Dengang var den gennemsnitlige årlige temperatur omkring 3,5 °C højere end nu. Det var varmere på Jorden for kun 2 millioner år siden, da gennemsnitstemperaturen var omkring +16°C. Nu er den gennemsnitlige årlige temperatur på Jorden +14°C. Snyder byggede en temperaturskala afhængig af koncentrationen af ​​kuldioxid. Ved at bruge metoden foreslået af Carolyn Snyder, ved et CO2-niveau på 560 ppm, ville den gennemsnitlige årlige temperatur stige fra +14°C til +23°C.

Stigningen i kuldioxidkoncentrationer over de seneste 200 år fra 280 til 400 ppm skulle medføre en stigning i den gennemsnitlige årlige temperatur på Jorden med omkring +5°C. Indtil videre taler forskerne om en forskel med den førindustrielle periode på kun +1°C. Snyder hævder, at årsagen er trægheden i planetens klima. Efter nogen tid vil temperaturen stige. Og selvom CO 2 -koncentrationen forbliver på det nuværende niveau, vil den gennemsnitlige årlige temperatur på Jorden om 1000 år stige med de forudsagte +5°C.

Atmosfærisk luft er en blanding af forskellige gasser. Det indeholder permanente bestanddele af atmosfæren (ilt, nitrogen, kuldioxid), inerte gasser (argon, helium, neon, krypton, brint, xenon, radon), små mængder ozon, lattergas, metan, jod, vanddamp, som f.eks. samt i varierende mængder, forskellige urenheder af naturlig oprindelse og forurening som følge af menneskelig produktion.

Ilt (O2) er den vigtigste del af luften for mennesker. Det er nødvendigt for gennemførelsen af ​​oxidative processer i kroppen. I atmosfærisk luft iltindholdet er 20,95%, i luften udåndet af en person - 15,4-16%. Reduktion af det i atmosfærisk luft til 13-15% fører til forstyrrelser fysiologiske funktioner, og op til 7-8% - til døden.

Nitrogen (N) - er det vigtigste integreret del atmosfærisk luft. Den luft, som en person indånder og udånder, indeholder omtrent den samme mængde nitrogen - 78,97-79,2%. Biologisk rolle Den største fordel ved nitrogen er, at det er et iltfortynder, da liv er umuligt i ren ilt. Når nitrogenindholdet stiger til 93 %, indtræder døden.

Kuldioxid (kuldioxid), CO2, er en fysiologisk regulator af respiration. Indhold i ren luft er 0,03%, i menneskelig udånding - 3%.

Et fald i CO2-koncentrationen i indåndingsluften udgør ikke en fare, pga påkrævet niveau det opretholdes i blodet ved reguleringsmekanismer på grund af dets frigivelse under metaboliske processer.

En stigning i kuldioxidindholdet i den indåndede luft til 0,2% får en person til at føle sig utilpas; ved 3-4% er der en ophidset tilstand, hovedpine, tinnitus, hjertebanken, langsom puls, og ved 8% opstår alvorlig forgiftning, tab af bevidsthed og døden kommer.

Bag På det sidste Koncentrationen af ​​kuldioxid i luften i industribyer er stigende som følge af intens luftforurening med brændstofforbrændingsprodukter. En stigning i CO2 i den atmosfæriske luft fører til forekomsten af ​​giftige tåger i byer og "drivhuseffekten" forbundet med tilbageholdelse af termisk stråling fra jorden af ​​kuldioxid.

En stigning i CO2-indhold over den etablerede norm indikerer en generel forringelse af luftens sanitære tilstand, da der sammen med kuldioxid kan akkumulere andre giftige stoffer, ioniseringsregimet kan forværres, og støv og mikrobiel forurening kan stige.

Ozon (O3). Dens hovedmængde observeres i niveauet 20-30 km fra jordens overflade. Atmosfærens overfladelag indeholder en ubetydelig mængde ozon - ikke mere end 0,000001 mg/l. Ozon beskytter levende organismer på jorden mod de skadelige virkninger af kortbølget ultraviolet stråling og absorberer samtidig langbølget infrarød stråling, der kommer fra Jorden, og beskytter den mod overdreven afkøling. Ozon har oxiderende egenskaber, så dets koncentration i forurenet byluft er lavere end i landdistrikter. I denne henseende blev ozon betragtet som en indikator for luftens renhed. Det er dog for nylig blevet fastslået, at ozon dannes som et resultat af fotokemiske reaktioner under dannelsen af ​​smog, derfor betragtes påvisningen af ​​ozon i den atmosfæriske luft i store byer som en indikator for dets forurening.

Inerte gasser har ikke en udtalt hygiejnisk og fysiologisk betydning.

Menneskelige økonomiske aktiviteter og produktionsaktiviteter er en kilde til luftforurening med forskellige gasformige urenheder og suspenderede partikler. Det øgede indhold af skadelige stoffer i atmosfæren og indeluften har en negativ effekt på den menneskelige krop. I denne forbindelse er den vigtigste hygiejniske opgave at standardisere deres tilladte indhold i luften.

Luftens hygiejniske og hygiejniske tilstand vurderes normalt ud fra de maksimalt tilladte koncentrationer (MPC) af skadelige stoffer i luften i arbejdsområdet.

Den maksimalt tilladte koncentration af skadelige stoffer i luften i et arbejdsområde er en koncentration, der under dagligt 8-timers arbejde, dog højst 41 timer om ugen i hele arbejdsperioden, ikke forårsager sygdomme eller afvigelser i helbredet. af de nuværende og efterfølgende generationer. De daglige gennemsnitlige og maksimale engangs maksimalt tilladte koncentrationer er fastsat (gyldige i op til 30 minutter i luften i arbejdsområdet). Den maksimalt tilladte koncentration for det samme stof kan være forskellig afhængig af varigheden af ​​dets eksponering for en person.

På fødevarefabrikker er de vigtigste årsager til luftforurening skadelige stoffer er krænkelser teknologisk proces og nødsituationer (kloakvand, ventilation osv.).

Hygiejniske risici i indeluften omfatter kulilte, ammoniak, svovlbrinte, svovldioxid, støv osv. samt luftforurening fra mikroorganismer.

Kulilte (CO) er en lugtfri og farveløs gas, der kommer ind i luften som et produkt af ufuldstændig forbrænding af væske og fast brændsel. Det forårsager akut forgiftning ved en koncentration i luften på 220-500 mg/m3 og kronisk forgiftning - med konstant indånding af en koncentration på 20-30 mg/m3. Den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af kulilte i atmosfærisk luft er 1 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - fra 20 til 200 mg/m3 (afhængigt af arbejdets varighed).

Svovldioxid (S02) er den mest almindelige urenhed i atmosfærisk luft, da svovl er indeholdt i forskellige typer brændstof. Denne gas har en generel toksisk virkning og forårsager sygdomme luftrør. Den irriterende virkning af gassen opdages, når dens koncentration i luften overstiger 20 mg/m3. I atmosfærisk luft er den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af svovldioxid 0,05 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - 10 mg/m3.

Svovlbrinte (H2S) - kommer sædvanligvis ind i den atmosfæriske luft med affald fra kemiske, olieraffinaderier og metallurgiske anlæg, og dannes også og kan forurene indeluften som følge af råd madspild og proteinprodukter. Svovlbrinte har en generel toksisk effekt og giver ubehag hos mennesker ved en koncentration på 0,04-0,12 mg/m3, og en koncentration på mere end 1000 mg/m3 kan være dødelig. I atmosfærisk luft er den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af svovlbrinte 0,008 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - op til 10 mg/m3.

Ammoniak (NH3) - akkumuleres i luften i lukkede rum under rådnende proteinprodukter, funktionsfejl i ammoniakkølede køleenheder og ulykker kloakkonstruktioner osv. Giftig for kroppen.

Acrolein er et produkt af fedtnedbrydning under varmebehandling og kan forårsage allergiske sygdomme under industrielle forhold. MPC ind arbejdsområde- 0,2 mg/m3.

Polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH'er) - deres forbindelse med udviklingen af ​​maligne neoplasmer er blevet bemærket. Den mest almindelige og mest aktive af dem er 3-4-benzo(a)pyren, som frigives, når brændstof forbrændes: kul, olie, benzin, gas. Maksimumsbeløb 3-4-benz(a)pyren frigives ved afbrænding af kul, minimalt - ved afbrænding af gas. I fødevareforarbejdningsanlæg kan en kilde til PAH-luftforurening være langvarig brug af overophedet fedt. Den gennemsnitlige daglige maksimale koncentrationsgrænse for cykliske aromatiske kulbrinter i atmosfærisk luft bør ikke overstige 0,001 mg/m3.

Mekaniske urenheder - støv, jordpartikler, røg, aske, sod. Støvniveauet stiger med utilstrækkelig landskabspleje, dårlige adgangsveje, krænkelse af indsamling og fjernelse af produktionsaffald samt overtrædelse af det sanitære rengøringsregime (tørt eller uregelmæssigt) våd rengøring og osv.). Derudover øges støvindholdet af lokaler med overtrædelser i design og drift af ventilation, planlægningsløsninger (for eksempel med utilstrækkelig isolering af grøntsagskammeret fra produktionsværksteder osv.).

Støvets indvirkning på mennesker afhænger af størrelsen af ​​støvpartiklerne og deres specifik vægtfylde. De farligste støvpartikler for mennesker er dem, der er mindre end 1 mikron i diameter, fordi... de trænger let ind i lungerne og kan forårsage dem kronisk sygdom(pneumokoniose). Støv indeholdende giftige urenheder kemiske forbindelser, har en giftig effekt på kroppen.

Den maksimalt tilladte koncentration for sod og sod er strengt standardiseret på grund af indholdet af kræftfremkaldende kulbrinter (PAH'er): den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration for sod er 0,05 mg/m3.

I konfekturebutikker med høj effekt kan luften blive støvet af sukker og melstøv. Melstøv i form af aerosoler kan forårsage irritation af luftvejene samt allergiske sygdomme. Den maksimalt tilladte koncentration af melstøv i arbejdsområdet bør ikke overstige 6 mg/m3. Inden for disse grænser (2-6 mg/m3) reguleres maksimalt tilladte koncentrationer af andre typer plantestøv, der ikke indeholder mere end 0,2 % siliciumforbindelser.

Forårsagede en voldsom debat i kommentarerne om emnet, om den menneskelige civilisation er hovedkilden drivhusgasser på planeten. Kære dæmper 12 gav et interessant link, der siger, at vulkaner udsender 100-500 gange mindre kuldioxid end moderne civilisation:

Som svar på dette, kære vladimir000 bragte dit. Som et resultat modtog han den emission CO2 den menneskelige civilisation er meget mindre: omkring 600 millioner tons:

Rækkefølgen af ​​dine numre er mærkelig. Søgningen giver den samlede effekt af alle kraftværker på Jorden 2*10^12 watt, det vil sige, hvis det antages, at de alle kører på fossile brændstoffer hele året rundt, får vi cirka 2*10^16 watt-timers årligt forbrug, det vil sige 6*10^15 KJoule.

Igen giver søgningen specifik varme forbrænding af de første titusindvis af KJoule per kilogram fossilt brændstof. Lad os for nemheds skyld tage 10.000 og antage, at alt forarbejdet brændsel flyver sporløst ned af skorstenen.

Så, for fuldt ud at dække menneskehedens energibehov, viser det sig, at det er nok at forbrænde 6*10^15 / 10^4 kg kulstof om året, det vil sige 6*10^8 tons. 600 megaton om året. I betragtning af, at der også er atomkraft-, vandkraft- og andre vedvarende stationer, kan jeg ikke se, hvorfor det endelige forbrug vil stige 500 gange.

Forskellen var enorm - 500 gange. Men samtidig forstod jeg ikke helt, hvor denne 500 gange forskel kom fra. Hvis man dividerer 29 milliarder tons med 600 millioner tons, vil der være en forskel på 50 gange. På den anden side skyldes denne forskel sandsynligvis ikke 100 % Effektivitet kraftværk, og med det faktum, at fossile brændstoffer ikke kun forbruges af kraftværker, men også til transport, opvarmning af boliger eller fremstilling af cement.

Derfor kan denne beregning foretages mere præcist. For at gøre dette bruger vi blot følgende citat: " Ved afbrænding af kul i mængden af ​​et ton ækvivalent brændsel forbruges 2,3 tons ilt, og der udledes 2,76 tons kuldioxid, og ved afbrænding naturgas Der udledes 1,62 ton kuldioxid, og de samme 2,35 tons ilt forbruges ".

Hvor meget ækvivalent brændstof forbruger menneskeheden i øjeblikket om året? Sådanne statistikker findes i virksomhedsrapporter B.P.. Omkring 13 milliarder tons standardbrændstof. Således udleder menneskeheden omkring 26 milliarder tons kuldioxid til atmosfæren. Desuden giver de samme data detaljerede statistikker over emissioner CO2 for hvert år. Det følger heraf, at disse emissioner konstant vokser:

Samtidig kommer kun halvdelen af ​​disse emissioner ud i atmosfæren. Den anden halvdel

Det ser ud til, at Jorden har krydset en betydelig tærskel midt i den globale opvarmning.

I september er kuldioxidniveauet (CO2) i atmosfæren typisk minimalt. Denne koncentration er det pejlemærke, som udsving i drivhusgasniveauer måles i forhold til det næste år. Men CO2-niveauerne forbliver høje i september, omkring 400 ppm, og mange forskere mener, at drivhusgaskoncentrationerne ikke vil falde under denne tærskel i vores levetid.

Jorden har støt akkumuleret CO2 i atmosfæren siden den industrielle revolution, men niveauer på 400 ppm skaber en ny normal, som ikke er set på vores planet i millioner af år.

"Sidste gang CO2-indholdet i vores planets atmosfære var 400 ppm var omkring tre en halv million år siden, og klimaet på det tidspunkt var meget anderledes end i dag," sagde han. e-mail Christian Science Monitor lektor, School of Marine and atmosfæriske fænomener ved State University of New York ved Stony Brook, David Black.

"Især Arktis (nord for 60. breddegrad) var betydeligt varmere end i dag, og havniveauerne på planeten var 5-27 meter højere, end de er i dag," bemærkede Black.

"Det tog millioner af år for atmosfæren at nå op på 400 ppm CO2. Og før det faldt til 280 ppm (dette tal var på tærsklen til den industrielle revolution), tog det yderligere millioner af år. Det er meget alarmerende for klimaforskere, at mennesker har gjort på få århundreder, hvad naturen har gjort i millioner af år, hvor de fleste af disse ændringer er sket inden for de sidste 50-60 år."

Globale CO2-koncentrationer er periodisk steget over 400 ppm i flere år; men i sommer sæson I vækstsæsonen optages en betydelig del af kuldioxiden i atmosfæren under fotosyntesen, og derfor er CO2-niveauet under dette niveau det meste af året.

Sammenhæng

Drivhuseffekt vanvid

Wprost 15/12/2015

Verden er dårligt forberedt på global opvarmning

The Globe And Mail 05/09/2016

Klimakatastrofe i Europa

Dagbladet 05/02/2016

Det er tid til at tackle klimaet

Projektsyndikat 26/04/2016

Giftigt klima

Die Welt 18/01/2016
Men på grund af menneskelig aktivitet (primært afbrænding af fossile brændstoffer) bliver der frigivet mere CO2 til atmosfæren, og det årlige minimum kom tættere og tættere på 400 ppm-mærket. Forskere frygter, at planeten har nået point of no return i år.

"Er det muligt, at den månedlige rate i oktober 2016 var lavere end i september og faldt til under 400 ppm? Praktisk talt ingen,” skrev direktøren for programmet fra Institut for Oceanografi. Scripps Ralph Keeling.

Der har tidligere været tilfælde, hvor CO2-niveauerne er faldet under tidligere september-niveauer, men disse er yderst sjældne. Ifølge videnskabsmænd, selv hvis verden helt holder op med at udsende kuldioxid til atmosfæren fra i morgen, vil dens koncentration forblive over 400 ppm i flere år.

"I bedste tilfælde(i dette scenarie) kan vi forvente stabilisering i den nærmeste fremtid, og derfor er det usandsynligt, at CO2-niveauet ændrer sig meget. Men om 10 år eller deromkring vil det begynde at falde, sagde NASAs chefklimaforsker Gavin Schmidt til Climate Central. "Efter min mening vil vi ikke se månedlige aflæsninger under 400 ppm igen."

Selvom stigende CO2-koncentrationer i atmosfæren giver anledning til bekymring, skal det bemærkes, at 400 ppm-mærket alene er i højere grad en rutevejledning snarere end en stiv indikator, der varsler verdens klimaapokalypse.

"Folk kan lide afrundede tal," siger Damon Matthews, en økologiprofessor ved Concordia University i Montreal. "Det er også meget symbolsk, at den globale temperatur parallelt med stigningen i CO2 er steget en grad over det førindustrielle niveau."

Disse indikatorer er selvfølgelig for det meste symbolske, men de er en reel illustration af den bane, som jordens klima følger.

"CO2-koncentrationen er noget reversibel, fordi planter absorberer kuldioxid," siger Dr. Matthews. "Men temperaturen, der opstår fra sådanne ændringer, er irreversibel i fravær af menneskelig indsats."

Kuldioxid i form drivhusgas bidrager ikke kun til den globale opvarmning, men påvirker også tilstanden i verdenshavene negativt på grund af dens forsuring. Når kuldioxid opløses i store mængder i vand, bliver noget af det til kuldioxid, som reagerer med vandmolekyler og producerer brintioner, hvilket øger surheden i havmiljøet. Dette fører igen til koralblegning og skaber forstyrrelser livscyklus små organismer, hvilket også påvirker større organismer negativt længere nede i fødekæden.

Nyheden om tærsklen på 400 ppm kommer, efterhånden som verdens ledere tager skridt til at ratificere Paris-klimaaftalen, som har til formål systematisk at reducere kulstofemissioner på verdensplan fra og med 2020.

Lande, der ratificerer aftalen, har et stort arbejde foran sig.

"For at reducere atmosfæriske CO2-niveauer på en flerårig tidsskala, skal vi ikke kun bruge og udvikle ikke-kulstofbaserede energikilder; vi har også brug for fysiske, kemiske og biologiske metoder fjerne CO2 fra atmosfæren,” siger Black. "Der er teknologi til at fjerne atmosfærisk CO2, men den er endnu ikke anvendelig til omfanget af det eksisterende problem."