Джерела і сток СО2
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
?ок величини перевищує інтенсивність геологічних процесів перенесення цього елемента. З цієї причини слід обмежитися аналізом взаємодій в межах цієї системи, включаючи грунти.
2.1 Основні хімічні зєднання і реакції
Відомо більше мільйона вуглецевих зєднань, тисячі з яких беруть участь в біологічних процесах. Атоми вуглецю можуть знаходитися в одному з девяти можливих станів окислення: від +IV до -IV. Найпоширеніше явище це повне окислення, тобто +IV, прикладами таких зєднань можуть служити і . Більше 99% вуглецю в атмосфері міститься у вигляді вуглекислого газу. Біля 97% вуглецю в океанах існує в розчиненій формі (), а в літосфері у вигляді мінералів. Прикладом стану окислення +II є мала газова складова атмосфери, яка досить швидко окислюється до .Элементний карбон присутній в атмосфері в малих кількостях у вигляді графіту і алмаза, а в грунті у формі деревного вугілля. Асиміляція вуглецю в процесі фотосинтезу приводить до утворення відновленого вуглецю, який присутній в біоті, мертвій органічній речовині грунту, у верхніх шарах осадових порід у вигляді вугілля, нафти і газу, схованого на великих глибинах, і в літосфері у вигляді розсіяного недоокисленого вуглецю. Деякі газоподібні зєднання, що містять недоокислений вуглець
2.2 Ізотопи вуглецю
В природі відомо сім ізотопів вуглецю, з яких істотну роль відіграють три. Два з них і є стабільними, а один радіоактивним з періодом піврозпаду 5730 років. Необхідність вивчення різних ізотопів вуглецю обумовлена тим, що швидкості перенесення зєднань вуглецю і умови рівноваги в хімічних реакціях залежать від того, які ізотопи вуглецю містять ці зєднання. З цієї причини в природі спостерігається різний розподіл стабільних ізотопів вуглецю. Розподіл ізотопу, з одного боку, залежить від його утворення в ядерних реакціях з участю нейтронів і атомів азоту в атмосфері, а з іншою від радіоактивного розпаду.
3 Вуглець в атмосфері
3.1 Атмосферний вуглекислий газ
Ретельні вимірювання вмісту атмосферного були початі в 1957 році Киллінгом в обсерваторії Мауна-Лоа. Регулярні вимірювання вмісту атмосферного проводяться також в ряду інших станцій. Виходячи з аналізу дослідів можна сказати, що річний хід концентрації обумовлений в основному сезонними змінами циклу фотосинтезу і деструкції рослин на суші; на нього також впливає, хоча і меншій мірі, річний хід температури поверхні океану, від якого залежить розчинність в морській воді. Третім, і, ймовірно, якнайменше важливим чинником є річний хід інтенсивності фотосинтезу в океані. Середній за кожний даний рік вміст в атмосфері дещо вищий в північній півкулі, оскільки джерела антропогенного надходження знаходяться переважно в північній півкулі. Крім того, спостерігаються невеликі міжрічні зміни вмісту, які, ймовірно, визначаються особливостями загальної циркуляції атмосфери. З наявних даних по зміні концентрації в атмосфері основне значення мають дані про спостережуване протягом останніх 25 років по регулярному зростанні вмісту атмосферного . Більш ранні вимірювання вмісту атмосферного вуглекислого газу (починаючи з середини минулого століття) були, як правило, недостатньо повні. Зразки повітря відбиралися без необхідної ретельності і не проводилася оцінка похибки результатів. За допомогою аналізу складу пухирців повітря з льодовикових кусків стало можливим одержати дані для періоду з 1750 по 1960 рік. Було також виявлено, що визначені шляхом аналізу повітряних включень льодовиків значення концентрацій атмосферного для 50-х років добре узгоджуються з даними обсерваторії Мауна-Лоа. Концентрація протягом 1750-1800 років виявилася близькою до значення 280 млн, після чого вона стала дещо зростати і до 1984 року складала3431 млн.
3.2 Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі.
Вміст ізотопу виражається відхиленням () () відношення від загальноприйнятого стандарту. Перші вимірювання вмісту ізотопу в атмосфері були проведені Килінгом в 1956 році і повторені ним же в 1978 році. Значення для атмосферного в 1956 році було рівне 7, а в 1978 складало -7,65. Недавно були опубліковані також дані вимірювань у вуглекислому газі повітряних включень в льодовиках. В середньому оцінки зменшення в атмосферному протягом останніх 200 років складають 1,0-1,5. Спостережувані зміни вмісту викликані головним чином надходженням в атмосферу з меншим значенням при вирубці лісів, зміні характеру землекористування і спалювання викопного палива.
3.3 Вміст ізотопу С в атмосферному вуглекислому газі
Кількість ізотопу на Землі залежить від балансу між утворенням під впливом космічного випромінювання і його радіоактивним розпадом. Мабуть, до початку сільськогосподарської і промислової революції розподіл ізотопу в різних резервуарах вуглецю зберігався приблизно незмінним. До початку помітних змін, викликаних викидами при випробуваннях ядерної зброї, з початку минулого століття до його середини відбувалося зменшення змісту . Воно було головним чином викликано викидом за рахунок спалювання викопного палива, в якому не міститься радіоактивний ізотоп . Це привело до зменшення вмісту в атмосфері. Починаючи з першими випробуваннями ядерної зброї в 1952 і 1954 роках спостерігалися істотні зміни вмісту в атмосферному вуглекислому газі. Велике надходження в атмосферу відбулося в результаті ядерних випробувань, проведених США в Тихому океані в 1958 році і СРСР в 1961-1