Efekt cieplarniany
advertisement
Globalne zagrożenia planety Efekt cieplarniany Czym jest efekt cieplarniany? Ziemia posiada atmosferę o grubości ponad 1000 kilometrów. Atmosfera zawiera masy powietrza, które zatrzymują i magazynują ciepło pochodzące ze Słońca pod postacią promieniowania podczerwonego. Podwyższenie temperatury powierzchni Ziemi będące skutkiem zatrzymywania energii słonecznej przez gazy cieplarniane nazywane jest efektem cieplarnianym lub "szklarniowym". Czym są gazy cieplarniane? Gazy cieplarniane są lotnymi substancjami chemicznymi występującymi w atmosferze, których budowa fizykochemiczna pozwala na zatrzymywanie i magazynowanie energii cieplnej oraz przekazywanie jej do powierzchni Ziemi w postaci promieniowania podczerwonego. Powstawanie efektu cieplarnianego Znaczna część promieniowania słonecznego jest przepuszczana przez atmosferę ziemską i pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, co powoduje jej ogrzanie. Wskutek ocieplenia powierzchni Ziemi następuje emisja promieniowania podczerwonego. Znaczna część tego promieniowania jest pochłaniana przez znajdujące się w atmosferze cząsteczki wody, dwutlenku węgla i innych gazów oraz przez drobne kropelki wody w chmurach. Energia cieplna jest przekazywana przez atmosferę głównie z powrotem do powierzchni Ziemi w postaci tzw. promieniowania zwrotnego, a tylko częściowo w przestrzeń kosmiczną. Promieniowanie zwrotne ogrzewa ponownie powierzchnię Ziemi, dlatego jest podstawową przyczyną występowania na naszej planecie efektu cieplarnianego. Energia oddawana przez naszą planetę jest mniejsza od energii przyjmowanej pochodzącej ze Słońca. Przyczyny powstawania • wypalanie lasów, naturalne pożary, spalanie paliw • produkcja lodówek, zamrażarek, dezodorantów itp. • elektrociepłownie i środki transportu • procesy gnilne, hodowla bydła i uprawa ryżu działalność powodująca zwiększenie stężenia tlenków azotu i węglowodorów Skutki efektu cieplarnianego: • wzrost temperatury • wysychanie rzek i jezior • topnienie lodowców • zalewanie niżej położonych terenów • susze • zmiana lokalnych i globalnych warunków klimatycznych Ziemi Zapobieganie • Rozwijanie edukacji ekologicznej • Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych • Zmniejszenie emisji gazów niszczących ozon • Stosowanie alternatywnych źródeł energii • Oszczędzanie energii Notatka Efekt cieplarniany – zjawisko podwyższenia temperatury planety powodowane obecnością gazów cieplarnianych w atmosferze. Do gazów cieplarnianych zalicza się: a) para wodna b)dwutlenek węgla (CO2) c) metan (CH4) d) freony (CFC) e) podtlenek azotu (N2O) Główną przyczyną efektu cieplarnianego są gazy cieplarniane wytwarzane podczas: a)wycinania lasów deszczowych, co powoduje zmniejszenie się ilości pochłanianego dwutlenku węgla, przez co zalega on w atmosferze i powstrzymuje promieniowanie podczerwone przed swobodnym ujściem do przestrzeni kosmicznej b)spalania paliw kopalnych w elektrociepłowniach, elektrowniach i coraz to nowych fabrykach, zwiększając ilość produkowanego dwutlenku węgla, przez co rośliny nie nadążają z jego pochłanianiem c)transportu towarów i przewozu ludzi oraz zwiększenia się liczby pojazdów - wraz z nimi zwiększa się emisja metanu, dwutlenku d) Nadmiernej eksploatacja pól uprawnych z mokrych upraw ryżu i pastwisk pod hodowlę uwalniających metan podczas fermentacji e) Rosnącej masy odpadów organicznych z wielkich miast składowane na wysypiskach śmieci, które gnijąc emitują metan i dwutlenek węgla f) stosowania sztucznych nawozów uwalniających tlenki azotu g) Reakcji fotochemicznych spalin przemysłowych i komunikacyjnych, uwalniające niski ozon z promieniami Słońca Skutki ocieplania klimatu: a)topnienie lodowców i zalewania przez ich wody obszarów nadmorskich, co skutkuje utratą miejsc życia b)wzrost temperatur spowoduje najprawdopodobniej przesunięcie stref klimatycznych o 150-500 km ku biegunom do końca xxi wieku. w gorących obszarach plony zmniejszą się, w nowych cieplejszych zwiększą się, ale intensywnej uprawy nie wytrzymają gleby z deficytem wód i nowymi ciepłolubnymi szkodnikami c)szybkie zmiany klimaty zaburzą równowagę w ekosystemach i ginięcie wielu gatunków o małych zdolnościach adaptacyjnych d)zmiany klimatyczne zwiększą częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych i katastrof klimatycznych e)ocieplenie klimatu spowoduje przyspieszenie parowania wody i opadanie jej w nowych rejonach, co spowoduje zmniejszenie zasobów wody pitnej Dziura ozonowa Dziura ozonowa Co to jest ozon? Jak powstaje ozon? Czym jest dziura ozonowa ? Powstawanie dziury ozonowej Jak działa dziura ozonowa? Skutki niszczenia warstwy ozonowej Ochrona warstwy ozonowej Co to jest ozon? Ozon to forma tlenu z trzema atomami. Blisko powierzchni Ziemi jest trucizną, która współuczestniczy w tworzeniu smogu fotochemicznego i kwaśnego deszczu. Jak powstaje ozon? Jeśli dwuatomowej cząsteczce tlenu O2 dostarczymy odpowiednią dawkę energii, ulegnie ona rozpadowi. Swobodne atomy tlenu „O” teraz mogą stosunkowo łatwo łączyć się z cząsteczkami dwuatomowymi. Powstają trójatomowe cząsteczki ozonu O3. Na szczęście w niższej warstwie atmosfery, troposferze, znajduje się nie więcej niż 10% ozonu. Pozostałe 90% gromadzi się wysoko w stratosferze. Już 10-50km w górę od powierzchni Ziemi ozon staje się pożyteczny, tworzy warstwę ochronną dla życia. Naturalna warstwa ozonu nazywa się również ozonosferą. Ozon jest jedynym gazem w atmosferze, który zatrzymuje nadmiar promieniowania ultrafioletowego. Stwierdzono, że zawartą w tym promieniowaniu energię przetwarza na ciepło, dzięki czemu spełnia też funkcję atmosferycznego termoregulatora. Co to jest dziura ozonowa? Dziura ozonowa to zjawisko ubytku ozonu w ozonosferze, wywołane zanieczyszczeniem atmosfery związkami reagującymi z ozonem. Związki te to głównie freony, ale również i tlenki azotu, chlorek metylu czy bromek metylu. W wyniku reakcji następuje spadek stężenia ozonu i tworzenie się tzw. dziur ozonowych. Ubytki w warstwie ozonowej obserwuje się od końca lat 70, głównie w okolicach bieguna południowego, nad Antarktydą. Freon a dziura ozonowa? Freon to związek organiczny zawierający atomy chloru i fluoru. Freony są niepalne i w normalnych warunkach nieaktywne chemicznie. Jednak wysoko w atmosferze rozkładają się pod wpływem ultrafioletu, wydzielając węgiel, fluor i chlor. Węgiel spala się, atomy fluoru łączą się ze sobą, a chlor wchodzi w reakcję łańcuchową z ozonem O3 redukując go do zwykłego tlenu O2. Cl + O3 ClO + O2 Część chloru, docierającego do górnych warstw atmosfery, pochodzi również z gazów wulkanicznych. Jak powstaje dziura ozonowa? Gdzie wykorzystywano freony? Do niedawna były powszechnie stosowane : • • • • • • • do wyrobu farb i lakierów kosmetyków produktów w aerozolach pianek poliuretanowych w instalacjach chłodniczych i klimatyzacyjnych w przemyśle medycznym w sprężarkach Jak działa dziura oznowa? • Nadmiar promieni UV może doprowadzić do zakłócenia równowagi całych ekosystemów. Promieniowanie ultrafioletowe przenika wodę do kilku metrów wgłęb (w przypadku wód czystych nawet do kilkunastu metrów). Powoduje to zamieranie szczególnie wrażliwych organizmów roślinnych i zwierzęcych tworzących plankton. Zmniejszy się więc występowanie ryb żywiących się planktonem oraz ryb drapieżnych. • Promieniowanie ultrafioletowe wpływa również niekorzystnie na rośliny. Ponad dwie trzecie gatunków roślin jest wrażliwe na promienie UV. Należy przy tym zaznaczyć, że są to głównie gatunki roślin uprawnych i przemysłowych. • Promieniowanie ultrafioletowe może negatywnie wpływać bezpośrednio na ludzi. Wśród chorób najgroźniejsze są z pewnością choroby nowotworowe, szczególnie nowotwory skóry. Ponadto promieniowanie ultrafioletowe powoduje podrażnienie spojówek, a przez to występowanie licznych chorób oczu, głównie zaćmy. Promienie UV powodują także przyspieszenie procesów starzenia się skóry. • Jak dziś? • W latach 80. XX wieku rozpoczęły się regularne badania nad grubością warstwy ozonowej, do czego posłużyły satelity. • Konwencja Wiedeńska przyniosła wymierne efekty, w związku z czym przyszłość rysuje się jednak w jasnych barwach. Emisja freonów powoli, ale systematycznie maleje, jednakże na pełne odbudowanie warstwy ozonowej musimy jeszcze poczekać około 50 lat. • Od 1991 roku w Polsce istnieje całkowity zakaz używania freonów. Alternatywą, może być przykładowo stosowanie innych gazów napędowych, lub zamiast klasycznych dezodorantów - dezodorantów w sztyfcie. Notatka 1. Ozon w powietrzu jest szkodliwy dla wszystkich organizmów żywych, w górnej warstwie atmosfery (ozonosfera) chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. 2. Powstawanie ozonu. Pod wpływem energii świetlnej cząsteczki tlenu rozpadają się na pojedyncze atomy, po czym wolne (oderwane) atomy ponownie łączą się z dwuatomowymi cząsteczkami tlenu, tworząc cząsteczkę ozonu. 3. Dziura ozonowa powstaje na skutek zbyt dużej emisji freonów do atmosfery. Freony są niepalne i w normalnych warunkach nieaktywne chemicznie. Jednak wysoko w atmosferze rozkładają się pod wpływem ultrafioletu, wydzielając węgiel, fluor i chlor. Węgiel spala się, atomy fluoru łączą się ze sobą, a chlor wchodzi w reakcję łańcuchową z ozonem O3 redukując go do zwykłego tlenu O2. 4. Główne źródła emisji freonów: a. przemysł chłodniczy sprężarki zamrażarki lodówki klimatyzatory b. przemysł medyczny c. przemysł kosmetyczny d. przemysł chemiczny 5. Skutki dziury ozonowej: a. zmiany klimatyczne b. uszkodzenia komórek skóry (zmiany nowotworowe) c. przyspieszone starzenie się skóry d. choroby i dolegliwości narzadu wzroku (zaćma) e. obniżenie ogólnej odporności organizmu f. wzrost zapadalności na choroby wirusowe g. uszkodzenia tkanek roślinnych (spadek plonów) h. niszczenie flory i fauny planktonowej KWAŚNE DESZCZE Kwaśne deszcze Są to opady atmosferyczne o odczynie kwaśnym. Zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak: dwutlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, chlorowodór. Schemat powstawania kwaśnych opadów Występowanie Padają często w krajach, które nie są odpowiedzialne za ich powstawanie. Szkodliwe gazy mogą być bowiem przenoszone przez wiatr setki, a nawet tysiące, kilometrów od miejsca pochodzenia i wywołać niebezpieczne opady w regionie wolnym, zdawałoby się, od ekologicznych zagrożeń. Do powstania kwaśnych opadów przyczyniają się głównie Europa i Stany Zjednoczone. Efekty „kwaśnych opadów” Zagrożenia Kwaśne deszcze powodują m.in.: - obumieranie lasów, - zakwaszenie wód powierzchniowych oraz gleb, - opadanie liści drzew, - liczne choroby ludzi i zwierząt, - niszczenie budowli. Smog, zanieczyszczone powietrze zawierające duże stężenia pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest głównie motoryzacja i przemysł. Rozróżnia się dwa rodzaje smogu: 1) smog typu Los Angeles (smog fotochemiczny, utleniający), może wystąpić od lipca do października przy temperaturze 24÷35°C, powoduje ograniczenie widoczności do 0,8÷1,6 km (powietrze ma brązowawe zabarwienie). Głównymi zanieczyszczeniami są: tlenek węgla, tlenki azotu, węglowodory aromatyczne i nienasycone, ozon, pyły przemysłowe. Dla wytworzenia się smogu tego typu konieczne jest silne nasłonecznienie powietrza, natomiast ani dym, ani mgła nie mają większego znaczenia. 2) smog typu londyńskiego (kwaśny, "siarkawy"), może wystąpić w zimie przy temperaturze -3÷5°C, powoduje ograniczenie widoczności nawet do kilkudziesięciu metrów. Głównymi zanieczyszczeniami powietrza są: dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, pyły. Smog powoduje duszność, łzawienie, zaburzenie pracy układu krążenia, podrażnienie skóry. Wywiera również silne działanie korozyjne na środowisko. Dziękuję za uwagę
