CO2 і атмосфера: у чому загроза?

Ймовірно, в останній рік у зв'язку зі світовою пандемією проблема забруднення повітря стала другорядною, однак це не означає, що вона стала не такою актуальною для планети. Від наслідків забруднення повітря щороку помирають 7 млн осіб. Лікування захворювань, які викликані загазованістю, коштує приблизно 1 трильйон доларів щорічно.

Багато з нас знають що таке СО2, проте не розуміють чому і як один з основотвірний газів нашої атмосфери шкідливий і в чому його загроза.

І так, СО2, вуглекислий газ - це безбарвний, не має запаху, негорючий і слабокислотні скраплений газ. Вуглекислий газ важчий за повітря і розчиняється в воді.

Формується він при з'єднанні двох елементів: вуглецю і кисню. Він утворюється в процесі спалювання вугілля або вуглеводневих сполук, при ферментації рідин, а також як продукт дихання людей і тварин. У невеликих кількостях він міститься і в атмосфері, звідки він асимілюється рослинами, будучи "будівельним матеріалом". Рослини, в свою чергу, виробляють кисень.

Замерзає при температурі -78.5 ° C з утворенням снігу, що складається з двоокису вуглецю. У вигляді водного розчину він утворює вугільну кислоту, проте вона не володіє достатньою стабільністю для того, щоб її можна було легко ізолювати.

СО2 явлется основотвірний одного з шарів атмосфери планети. Вуглекислий газ - це «ковдру» Землі. Концентрація діоксиду вуглецю в атмосфері Землі становить в середньому 0,04%. Він легко пропускає ультрафіолетові промені, які обігрівають нашу планету, і відображає інфрачервоні, що випромінюються з її поверхні в космічний простір. І якщо раптом вуглекислий газ зникне з атмосфери, то це в першу чергу позначиться на кліматі. На Землі стане набагато прохолодніше, дощі будуть випадати дуже рідко. До чого це врешті-решт призведе, здогадатися неважко.

Правда, така катастрофа нам поки що не загрожує. Швидше навіть, навпаки. Людська діяльність яка в більшості сфер має на увазі спалювання органічних речовин: нафти, вугілля, природного газу, деревини - поступово збільшує вміст СО2 в атмосфері планети. Значить, з часом треба чекати значного потепління і зволоження земного клімату. До речі, старожили вважають, що вже зараз помітно тепліше, ніж було за часів їхньої молодості.

^{Зростання температури на планеті, фото: bbc}

Властивість вуглекислого газу поглинати випускається Землею інфрачервоне випромінювання і є властивістю яке робить його парниковим газом і, внаслідок чого він бере участь в процесі глобального потепління.

Таким чином зростання концентрації СО2 в атмосфері, шляхом забруднення повітря в результаті людської діяльності призводить до парникового ефекту і зростання середньої температури на планеті.

За даними ЮНЕП, забруднення повітря, в основному, сприяють п'ять видів діяльності людини: сільське господарство, транспорт, промисловість, відходи і домашнє господарство.

Сільське господарство є головним джерелом метану - вуглеводню, який є одним з компонентом в освіті приземного озону - смогу. Метан - не тільки один з факторів зміни клімату, але і небезпечний забруднювач повітря, що викликає астму та інші види респіраторних захворювань.

^{Забруднення повітря, фото: rbc}

Метан стоїть на другому місці після двоокису вуглецю (CO2) і в ряді парникових газів, які виділяються в результаті діяльності людини. Викиди CO2 твердих частинок, які ще більш небезпечні з точки зору глобального потепління на планеті, в основному припадають на промисловість.

Особливе місце займають викиди, пов'язані з транспортом, які також є причиною передчасної смерті людей. Незважаючи на глобальний відмову від небезпечного етильованого бензину, транспортні засоби продовжують викидати в атмосферу дрібні тверді частинки, чорний вуглець і діоксид азоту.

Багато хто, напевно, здивуються, дізнавшись, що повсякденна діяльність людини також призводить до забруднення повітря. У багатьох країнах люди все ще спалюють сміття у дворах, а також використовують печі, що виділяють токсичні тверді частинки, оксид вуглецю, свинець і ртуть.

Сукупність забруднення атмосфери в результаті людської діяльності призводить до так званого парникового ефекту. Парниковий ефект це нагрівання атмосфери Землі, викликане збільшенням концентрації атмосферних газів, наприклад, водяної пари і, більшою мірою, вуглекислого газу. Ці гази поглинають випромінювання Землі, сповільнюючи, таким чином, передачу енергії від Землі в космос.

Ось, як влаштований механізм утворення парникового ефекту, коротко: з моменту першої промислової революції, під впливом людини почав стрімко змінюватися склад нижніх шарів атмосфери. Людина привніс нові гази або підвищив концентрацію вже містяться, - вуглекислого газу, водяної пари, озону і метану. Через це змінився сам механізм парникового ефекту: атмосфера як і раніше пропускає сонячну енергію, від Сонця надходить короткохвильове випромінювання і Земля як і раніше нагрівається. Однак коли Земля нагрівається, від неї виходить довгохвильова радіація, а для цього виду випромінювання наша атмосфера вже непрозрачнано, що утворюється тепло (через нового складу атмосфери) тепер затримується, не повертаючись у космос. Як результат - середня температура планети починає рости.

Довгохвильову радіацію затримують деякі гази: близько 31 градуса різниці з 33 градусів парникового ефекту забезпечується водяною парою. Діяльність людини підсилює парниковий ефект за рахунок викидів CO2 - відповідні вимірювання рівня CO2, які ведуться з 1959 року, показують постійне зростання цього параметра.

^{Парниковий ефект, фото mozaweb}

Людина використовує парниковий ефект в сільському господарстві. Наочною демонстрацією механізму роботи парникового ефекту є «парники» і «теплиці», які використовують багатьох з нас на дачах. Промені сонця проникають крізь прозорий дах і стіни, нагрівають грунт всередині, але тепло назад не повертається - фізичні бар'єри парника його затримують. Як результат - в теплицях температура завжди вище, ніж зовні при відсутності штучного обігріву.

Підвищення температури в свою чергу запускає нові і змінює звичні нам процеси. Як ми вже переконалися, в природі все взаємопов'язано. Слід побоюватися не конкретно підвищення температури на частки градусів, а наслідків, які це невелике (здавалося б) явище принесе з собою. Головне з цих наслідків - глобальне потеплення, яке може завдати колосальної шкоди бідним країнам. Ланцюжок така: глобальне потепління призводить до масштабних засух (або навпаки, потопів) - гинуть сільгоспугіддя (а з ними і урожай) і пасовища (а з ними - і тварини) - люди залишаються без їжі. Засуха на території країн Африки загрожує масштабним голодом і хвилями міграцій населення.

Серйозного ризику піддаються також територіально маленькі країни з однорідним кліматом, у яких економіка побудована з орієнтиром на одну галузь і у яких не буде «запасний варіант» у разі радикальних і швидких кліматичних змін. При виникненні подібних аномалій, цілі галузі економік опиняться під загрозою зникнення, - то ж сільське господарство, наприклад. Подібним ризикам піддаються держави, значна частина яких розташована на воді, в разі значного підйому рівня води, вони постраждають першими.

Посилення парникового ефекту і наступне за ним глобальне потепління завдає серйозних збитків по установ охорони системі, і масштаб негативного впливу в майбутньому буде тільки зростати. Через аномальну спеку підвищується ризик серцево-судинних захворювань, теплових ударів, непритомності і нападів епілепсії.

^{Наслідки глобального потепління, фото: tion}

Підвищена температура стимулює розмноження і поширення тварин, які є переносниками хвороб, - малярійних комарів, мух Цеце, енцефалітних кліщів. Такі тварини можуть почати заселяти території, на яких у людей ще немає імунітету до подібних захворювань.

Глобальне потепління також може спровокувати спалахи і цілі епідемії інфекційних захворювань.

Розуміючи глобальні ризики, державами були підписані ряд угод спрямованих на скорочення викидів парникових газів: Рамкова конвенція ООН про зміну клімату (1994 рік), Кіотський протокол (2005 рік) і Паризька хартія (2015 рік).

Однак керуючись економічною вигодою країни не сильно хоча обмежувати свою діяльність і або не виконують домовленості або залишають угоди, як, наприклад, США вийшли з Паризького угоди.

Вчені говорять про неминучість зростання середньої температури на планеті і продовжують моніторинг змін.

Концентрація основних забруднюючих речовин в повітрі у багатьох країнах ЄС продовжує перевищувати норми, про це йдеться в звіті Європейського агентства з навколишнього середовища, оприлюдненого 21 вересня.

Звіт охоплює дані за 2019 і попередні дані 2020 року. Моніторинг здійснювався більш ніж 4500 станціях в 40 країнах Європи. У більшості країн ЄС показники по 2019 перевищують європейські нормативи для щонайменше одного, або декількох забруднювачів.

У 21 країнах, в тому числі 16 країн ЄС, перевищує нормативи концентрація твердих частинок (PM10), а за строгими критеріями Всесвітньої організації охорони здоров'я - в 31.

Концентрація дрібних твердих частинок (PM2.5) за європейськими нормативами перевищена в 7 країнах, в тому числі в 4 країнах ЄС.

Концентрація приземного озону перевищена в 22 країнах, в тому числі 18 країнах ЄС, а діоксиду азоту - в 22 країнах, в тому числі 18 країнах ЄС.

У країнах Центральної та Східної Європи використання твердого палива для опалення будинків і потреб промисловості призводить до підвищеної концентрації в атмосфері дрібних і великих частинок, а також канцерогенної речовини бензопірену. Це може викликати розвиток серцево-судинних захворювань, раку легенів та інших хвороб, що призводять до передчасної смерті.

Для великих міст типовою проблемою є підвищена концентрація діоксиду азоту - через насиченість дорожнього руху, що може призводити до астми та інших проблем з дихальною системою.

^{ЮНЕСКО, міжнародна організація з охорони всесвітньої культурної і природної спадщини, фото: vyvoz}

Директиви ЄС визначають граничні показники для 13 забруднювачів повітря. Хоча враховуються і підходи ВООЗ, європейські критерії враховують технічну та економічну можливість і доцільність досягнення нормативів, тому в більшості випадків ці нормативи менш суворі, ніж установлені ВООЗ.

Забруднення атмосфери - серйозна загроза як здоров'ю людини, так і всієї навколишнього середовища. Наслідком забруднення є зниження вміст кисню у водах світового океану, призводить до зменшення біологічного різноманіття, провокує зміни клімату. Всі існуючі кліматичні угоди спрямовані на регулювання діяльності людини з метою зниження впливу на склад повітря і забруднення атмосфери.

До таких заходів належать:

регламентування та жорсткий контроль над споживанням природних (копалин) джерел енергії: вугілля, газу, нафти;

оптимізація споживання енергії та її економія на діючих підприємствах;

впровадження та модернізація технологій з енергозбереження;

популяризація велотранспорту, громадського транспорту, електромобілів і особистого електротранспорту через державні пільги і субсидії;

впровадження та популяризація альтернативних видів енергетики, створення державних програм і ініціатив, які підтримують підприємства, що перейшли на поновлювані джерела енергії - сонце, вітер, воду;

винахід і впровадження нових екологічних, безпечних холодоагентів;

екологічні та природоохоронні ініціативи щодо захисту лісів та запобігання лісових пожеж.