VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Особым свойствам диоксида углерода является то, что при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па) он не существует в жидком состоянии, а только в виде газа (сухого льда). Если повысить атмосферное давление двуокись углерода может стать жидкой. Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,0395 %.

Диоксид углерода не токсичен, но и не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает гиперкапнию состояние, связанное с избытком диоксида углерода в крови (может вызывать сонливость, слабость, головную боль и даже удушье), когда его парциальное давление превышает 45 мм рт. ст. Однако недостаток углекислого газа в крови (гипокапния, возникающая, например, при гипервентиляции лёгких) тоже опасен. Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса [5].

Накопление диоксида углерода в атмосфере является пусковым механизмом парникового эффекта. Диоксид углерода при взаимодействии с водой образует нестабильную угольную кислоту, способную распадаться на воду и диоксида углерода.

В природной среде источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры. Также углекислый газ получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием.

Растения поглощают углекислый газ благодаря солнечному свету в процессе фотосинтеза, выделяя в атмосферу кислород [3]. Наиболее активными, эффективными и долговечными «хранителями» углерода являются деревья. В процессе развития и роста деревья очень быстро поглощают и накапливают углерод, а в зрелом возрасте способны хранить его сотни лет. Поэтому сохранение и умножение лесов – одна из важнейших задач сохранения и поддержания глобального углеродного баланса.

Поверхность океанов становится прохладнее дальше от береговой линии, и растворимость в поверхностном слое воды диоксид углерода увеличивается. Повышении температуры воды у поверхности приводит к выделению излишков газа в атмосферу. Поэтому повышение средней глобальной температуры может ускорить процесс нарушения природного баланса углерода в атмосфере. В верхних слоях океана находятся наиболее продуктивные живые организмы, чьи ткани, органы и раковины строятся на основе углерода, и тем самым абсорбируют атмосферный углерод, растворенный в верхних слоях воды. Потепление морской воды препятствует привычному формированию живых организмов, тем самым снижая темпы поглощения углерода. Мировой океан содержит около 36000 гига тонн углерода.

Растения поглощают молекулы углерода, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений. Пока растения не погибнут, углерод может оставаться в растениях, тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений, таким как грибы и термиты. В итоге углерод вернется в атмосферу в качестве диоксида углерода.

Если растения съедены травоядными животными, то углерод, либо вернется в атмосферу в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти, либо травоядные животные будут съедены плотоядными и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями.

Если растения погибают и оказываются под землей, тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо – например, в уголь. Углерод может войти в ткани морских растений или животных, тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и превращается в известняк или из отложений вновь перейдет в морскую воду[4].

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40-70°) широт Северного полушария [1]. Вегетация в тропиках практически не зависит от сезона, сухой пояс пустынь 20 - 30° (обоих полушарий) дает малый вклад в круговорот углекислоты, а полосы суши, наиболее покрытые растительностью, расположены на Земле асимметрично (в Южном полушарии в средних широтах находится океан). Поэтому с октября по февраль вследствие фотосинтеза содержание диоксида углерода в атмосфере повышается, а с марта по сентябрь падает. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гниение, разложение гумуса гетеротрофное дыхание растений, лесные пожары), так и сжигание ископаемых топлив (угля, газа, нефти), заметно увеличивающееся в зимний сезон. Большое количество углекислоты растворено в океане. Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Литературы

1. Власова О.С. Экология. ВолгГАСУ, 2014.

2. http://www.krugosvet.ru

3. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. 2013.

4. http://www.facepla.net/

5. Крупнова Т.Г.,Кострюкова А.М. Химия окружающей среды. 2011.

6. http://fb.ru/

Код для цитирования: Скопировать