Задания второй части

Изменения концентрации CO2 в ppm на протяжении последних 800 тыс. лет (сверху — за последнюю тысячу лет) по 2019 год.

Изменение концентрации диоксида углерода в атмосфере является ключевым фактором парникового эффекта. На протяжении последних 800 тысяч лет наблюдается колебание уровня CO2, как показано на графике ниже. Благодаря анализу геологических данных, ученые определяют взаимосвязь между концентрацией CO2 и изменением климата на Земле.

Роль в парниковом эффекте

Когда рассматривается спектр пропускания земной атмосферы, видно, что CO2 играет важную роль в поглощении инфракрасного излучения. На его примере и образуются полосы поглощения, как показано в таблице ниже.

Источники CO2

Естественные и антропогенные источники CO2 в атмосфере важны для баланса углеродного цикла. Вулканические извержения, дыхание животных, а также промышленные выбросы – все они вносят свой вклад в концентрацию CO2. Растения же преобразуют его в углеводы во время фотосинтеза, выпуская кислород в атмосферу.

Температурные изменения и углеродный цикл

Взаимосвязь между изменением температур и углеродным циклом является действенной. Примером может служить извержение вулкана Пинатубо в 1991 году, которое оказало значительное влияние на климат Земли.

Современная концентрация углекислого газа в атмосфере

Современные данные показывают, что концентрация углекислого газа в атмосфере продолжает расти. Сезонные колебания и изменения по широте демонстрируют динамику изменений.

Заключение

Изменение концентрации CO2 в атмосфере играет критическую роль в изменяющемся климате Земли. Понимание и управление углеродным циклом является важным для сохранения экосистемы планеты.

Изменения концентрации атмосферного углекислого газа в течение фанерозоя

Изменения концентрации атмосферного углекислого газа в течение фанерозоя (последние 541 млн лет, современность справа). В течение большей части последних лет уровень CO2 значительно превосходил современный.

На более продолжительных интервалах времени содержание атмосферного CO2 определяется на основании определения баланса геохимических процессов, включая определение количества материала органического происхождения в осадочных породах, выветривание силикатных пород и вулканизм в изучаемый период.

На протяжении десятков миллионов лет в случае любого нарушения равновесия в цикле углерода происходило последующее уменьшение концентрации CO2. Потому как скорость этих процессов исключительно низка, установка взаимосвязи эмиссии диоксида углерода с последующим изменением его уровня в течение следующих сотен лет является сложной задачей.

Взаимосвязь с концентрацией в океане

Обмен диоксидом углерода между водоемами и воздухом

В земных океанах диоксида углерода в сто раз больше, чем в атмосфере — 36⋅1012 тонн в пересчете на углерод. Растворенный в воде CO2 содержится в виде гидрокарбонат- и карбонат-ионов. Гидрокарбонаты получаются в результате реакций между скальными породами, водой и CO2. Одним из примеров является разложение карбоната кальция:

CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca2+ + 2HCO3-

Реакции, подобные этой, приводят к сглаживанию колебаний концентрации атмосферного CO2. Так как правая часть реакции содержит кислоту, добавление CO2 в левой части уменьшает pH, то есть приводит к закислению океана. Другие реакции между диоксидом углерода и некарбонатными породами тоже приводят к образованию угольной кислоты и его ионов.

Влияние концентрации CO2 в атмосфере на продуктивность растений (фотосинтез)

По способу фиксации CO2 подавляющее большинство растений относятся к типам фотосинтеза С3 и С4. К группе С3 принадлежит большинство известных видов растений (около растительной биомассы Земли это С3-растения). К группе С4 принадлежат некоторые травянистые растения, в том числе важные сельскохозяйственные культуры: кукуруза, сахарный тростник, просо.

C4-механизм фиксации углерода выработался как приспособление к условиям низких концентраций CO2 в атмосфере. Практически у всех видов растений рост концентрации CO2 в воздухе приводит к активизации фотосинтеза и ускорению роста.

Влияние концентрации CO2 в атмосфере на продуктивность растений:

Добавление в окружающий воздух CO2 приведет к росту продуктивности у С3-растений на 40% и у С4 на 30%. У фруктовых деревьев и бахчевых культур прирост составит 30%, у бобовых 20%, у корнеплодных 10%, у овощных 5%.

Диоксид углерода: состав, свойства, применение

Традиционные названия углекислый газ: диоксид углерода, углеродная кислота, двуокись углерода, сухой лёд (в твёрдом состоянии).

Свойства

Подробные характеристики диоксида углерода представлены в таблице:

Фразы безопасности: S9, S23, S36

Применение

Диоксид углерода используется в различных областях, таких как:

• В пищевой промышленности для газирования напитков.
• В медицине как компонент в дыхательных смесях.
• В производстве сухого льда для хранения и транспортировки продуктов.
• В технологии суперкритической сушильной мойки.
• В индустрии для газификации топлива.

Нахождение в природе

Диоксид углерода можно найти в минеральных источниках, он образуется при гниении органических веществ и выделяется при дыхании животных и растений. Растворим в воде, что важно для многих экологических процессов.

Изотермы углекислого газа на диаграмме Эндрюса показывают его состояние в разных условиях давления и температуры. При атмосферном давлении сухой лёд сублимирует, переходя из твёрдого состояния в газообразное.

Для получения жидкого диоксида углерода необходимо повысить давление. При определенных условиях газ сгущается в бесцветную жидкость, что находит применение в различных технологиях и промышленных процессах.

Медиафайлы на Викискладе

Понимание свойств и применения диоксида углерода важно для его безопасного использования в различных отраслях. Обладая информацией о данном веществе, можно эффективно использовать его потенциал в различных сферах жизни.

Химические свойства диоксида углерода

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует нестойкую угольную кислоту. Реагирует со щелочами с образованием её солей — карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Взаимодействие с оксидом активного металла

При растворении в воде образует равновесную смесь раствора диоксида углерода и угольной кислоты, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты.

Реагирует со щелочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов.

Содержание углекислого газа в человеческой крови

Во вдыхаемом человеком воздухе углекислый газ практически отсутствует, а в выдыхаемом воздухе его содержится около 4%.

Содержание углекислого газа в крови человека приблизительно таково:

• Гемоглобин: 90%
• Физико-химически в растворённом виде: 5%
• Карбаминовые соединения: 5%

Транспортировка углекислого газа в крови

Углекислый газ транспортируется в крови тремя различными способами, в зависимости от типа крови. Гемоглобин является основным белком для транспортировки углекислого газа, который связывается с ним в другом месте, чем кислород. Благодаря аллостерическим эффектам, возникает конкуренция между кислородом и углекислым газом при связывании с гемоглобином.

Регулирование pH крови

Ионы гидрокарбоната регулируют pH крови и поддерживают кислотно-щелочное равновесие. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови: медленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, а чрезмерно глубокое дыхание — респираторный алкалоз.

Применение в быту

Использование реакции серной кислоты с мелом или мрамором приводит к образованию малорастворимого сульфата кальция. Для приготовления газированных напитков можно использовать реакцию пищевой соды с лимонной кислотой или кислым лимонным соком.

В итоге, понимание химических свойств диоксида углерода позволяет лучше понять его влияние на организм человека и возможности применения в различных областях.

В пищевой промышленности углекислота используется как консервант и разрыхлитель, обозначается на упаковке кодом Е290.

В криохирургии используется как одно из основных веществ для криоабляции новообразований.

Жидкая углекислота широко применяется в системах пожаротушения и в огнетушителях. Автоматические углекислотные установки для пожаротушения различаются по системам пуска, которые бывают пневматическими, механическими или электрическими.

При сооружении московского метро в XX веке жидкая углекислота использовалась для заморозки грунта.

Углекислый газ используется для газирования лимонада, газированной воды и других напитков. Углекислый газ используется также в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его распад с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в инертной среде.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии (в газобаллонной пневматике) и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

Хранение углекислоты в стальном баллоне в сжиженном состоянии выгоднее, чем в виде газа. Углекислота имеет сравнительно низкую критическую температуру +31 °С. В стандартный 40-литровый баллон заливают около 20 кг сжиженного углекислого газа, и при комнатной температуре в баллоне будет находиться жидкая фаза, а давление составит примерно 6 МПа (60 кгс/см2). Если температура будет выше +31 °С, то углекислота перейдёт в сверхкритическое состояние с давлением выше 7,36 МПа. Стандартное рабочее давление для обычного 40-литрового баллона составляет 15 МПа (150 кгс/см2), однако он должен безопасно выдерживать давление в 1,5 раза выше, то есть 22,5 МПа, — таким образом, работа с подобными баллонами может считаться вполне безопасной.

Твёрдая углекислота — «сухой лёд» — используется в качестве хладагента в лабораторных исследованиях, в розничной торговле, при ремонте оборудования (например: охлаждение одной из сопрягаемых деталей при их посадке внатяжку) и так далее. Для сжижения углекислого газа и получения сухого льда применяются углекислотные установки.

Изменения концентрации атмосферного углекислого газа (кривая Килинга). Измерения в обсерватории на горе Мауна-Лоа, Гавайи.

Ежегодные колебания концентрации атмосферной углекислоты на планете определяются, главным образом, растительностью средних (40—70°) широт Северного полушария.

Большое количество углекислоты растворено в океане.

Углекислый газ составляет значительную часть атмосфер некоторых планет Солнечной системы: Венеры, Марса.

Влияние на взрослых здоровых людей Концентрация углекислого газа, ppm

Нормальный уровень на открытом воздухе 350—450

Максимально допустимая концентрация в течение 8 часового рабочего дня 5000

Лёгкое отравление, учащается пульс и частота дыхания, тошнота и рвота 30 000

Добавляется головная боль и лёгкое нарушение сознания 50 000

Потеря сознания, в дальнейшем — отравление с последующим смертельным исходом 100 000

Каким гормоном регулируются циклы сна и бодрствования у человека? Какой железой вырабатывается этот гормон и к какому отделу мозга относится эта железа? В каких целях люди могут принимать этот гормон в виде таблеток?

1. Циклы сна и бодрствования регулируются гормоном мелатонином;2) Этот гормон образуется в эпифизе (шишковидная железа);3) Эпифиз относится к промежуточному мозгу;4) Людям назначается мелатонин в виде таблеток при нарушении сна (бессонница), так как этот гормон обладает снотворным эффектом;5) Также его назначают при смене часовых поясов.

Ребёнок заболел ангиной. Было назначено лечение противовирусными средствами, однако эффекта не наблюдалось. Ребёнка пришлось госпитализировать. Выяснилось, что ребёнок не слышит на одно ухо. Поясните, в чём ошибка в назначении лечении врачом-педиатром? Почему не наблюдалось лечебного эффекта? Почему ребёнок потерял слух на одно ухо?

1)Возбудитель ангины – микроорганизм бактериальной природы (Стрептококк), который не чувствителен к противовирусным препаратам;2) Врач-педиатр должен был назначить антибактериальные препараты;3) Антибиотики действуют на бактерий, противовирусные направлены на уничтожение вирусов. Однако вирусы не будут чувствительны к антибиотикам;4) Ангина – воспаление нёбных миндалин. Глотка сообщается со средним ухом с помощью слуховой трубы (Евстахиева труба);5) Инфекция по слуховой трубе распространилась в среднее ухо и вызвала воспаление – отит, поэтому ребёнок потерял слух.

Максимально подробно опишите путь прохождения лекарственного средства, введённого в большую ягодичную мышцу (в/м введение), если препарат должен оказать действие на сердечную мышцу?

1. Лекарственное вещество попадёт по капиллярам, питающим большую ягодичную мышцу, в большой круг кровообращения;2) После капилляров кровь с лекарственным веществом попадёт в вены БКК, которые по нижней полой вене попадут в правое предсердие;3) Из правого предсердия кровь попадет в правый желудочек через трикуспидальный клапан, а затем по лёгочному стволу и лёгочным артериям – в лёгкие;4) В капиллярах лёгких кровь обогащается кислородом, артериальная кровь по лёгочным венам поступит в левое предсердие;5) Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек через митральный (дикуспидальный) клапан, а затем кровь с лекарственным препаратом попадёт в аорту;6) Коронарные артерии, питающие миокард, отходят от начального отдела аорты (луковица аорты);7) Коронарные артерии делятся на артериолы и капилляры, окутывая весь миокард, тем самым доставляя лекарственный препарат во все участки сердечной мышцы.

К участковому врачу обратилась бабушка, когда гостевала у сына в городе. Она никогда не принимала витамины, потому что всю жизнь жила в деревне и всегда работала на открытом воздухе. Врач выписал очень большие дозы витаминов группы В и всех жирорастворимых витаминов. Объясните, корректно ли назначение врача? Если нет, то что плохо в больших дозах водорастворимых и жирорастворимых витаминов?

1. Назначение некорректно. Люди, которые живут в деревне очень много работают на свежем воздухе, поэтому у них не бывает гиповитаминоза витамина Д. Деревенские люди кушают свежие овощи, которые богаты витаминами группы В. Также они кушают мясо, в котором содержится много жирорастворимых витаминов (А, Е);2) Гипервитаминоза водорастворимых витаминов не бывает, поэтому избыток витаминов группы В покинет организм вместе с мочой, поэтому никаких негативных эффектов быть не может;3) Однако гипервитаминоз жирорастворимых витаминов не менее опасное явление, чем гиповитаминоз. Жирорастворимые витамины накапливаются в печени, в лёгких и в других органах. Возникают метаболичеческие нарушения, которые могут привести к летальному исходу, патологии беременности.

Какой отдел опорно-двигательного аппарата представлен на ренгенограмме? Определите, чья это рентгенограмма: взрослого человека или ребёнка.

1. Пояс нижних конечностей, так как в центре картинки изображены тазовые кости (из седалищных, лобковых и подвздошных костей), посередине которых крестец. Также к тазовому прикрепляются бедренные кости;2) Это рентгенограмма ребёнка, так как видны участки, где кости пояса нижних конечностей не соединены друг с другом, то есть не до конца окостенели;3) Окостенение происходит по мере роста ребёнка.

В каких случаях кровососущие насекомые занимают в пищевых цепях положение консументов II, III и даже IV порядков?

1. Если кровососущее насекомое питается кровью растительноядного животного – то само является консументом II порядка;2) Если кровососущее насекомое питается кровью насекомоядного, мелкого хищника, или даже падальщика – то само является консументом III или IV порядка.

При искусственном разведении карпа в пруды запускают мальков толстолобика и белого амура. С какой целью это делают, несмотря на то что эти виды (толстолобик и белый амур) экономически не выгодны?

1. Пруды очень быстро зарастают, что нарушает рост и развитие карпа;2) Толстолобик и белый амур – растительноядные рыбы, они уничтожают растительность, очищают пруды.

На какие 2 основные группы делят растения по отношению к свету? Какие у них имеются признаки?

1. Гелиофиты (короткий стебель, светлые листья, расчленённые листья);2) Сциофиты (длинный стебель, тёмные листья, цельная листовая платина).

Какие абиотические явления могут приводить к затоплению территорий? Приведите реальные примеры.

1. продолжительные дожди. Примеры: летние наводнения на Амуре, летние паводки на реках ЕТР, наводнение в Австралии;2) резкое таяние снега весной. Примеры: половодье на реке Припять;3) таяние ледников в горах. Примеры: разливы горных рек;4) нагонные волны (в результате сильного ветра) Примеры: наводнения на Неве, наводнения в период тропических циклонов в Индии и Бангладеш;5) цунами. Примеры: наводнение в Японии (2011 год);6) заторы льдом или другими веществами на реках. Пример: заторное наводнение на реке Лена.

Зачем весной во многих регионах страны чернят лёд? (Посыпают лёд на реках углём).

1. тёмный цвет притягивает тепло и лёд быстрее тает;2) это необходимо, чтобы не было ледяных заторов;3) ледяные заторы могут приводить к затоплению территорий.

Перечислите основные теории возникновения жизни на Земле. Какой из этих теорий придерживался А.И. Опарин? Какой вклад он сделала в развитие этой теории?

1. Креационизм, самопроизвольное зарождение, стационарное состояние, панспермия, биопоэз или биохимическая эволюция;2. А. И. Опарин придерживался теории биохимической эволюции;3. А.И. Опарин выдвинул гипотезу, согласно которой начальные этапы химической эволюции были связаны с формированием в первичном океане Земли белковых структур. Первые белки могли создаваться из неорганических соединений за счёт энергии мощных электрических разрядов.

Назовите не менее 3-х эмбриологических доказательств эволюции.

1. Закон зародышевого сходства Карла Бэра, согласно которому на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению, что отражает единство происхождения животного мира.2) Биогенетический закон Геккеля-Мюллера, согласно которому многоклеточные организмы в своем онтогенезе кратко повторяют филогенез.3) Организмы начинают свое развитие с одной клетки.

Какие ароморфозы обеспечили развитие древнейших организмов в архее и протерозое? Укажите не менее трёх ароморфозных признаков и их значение в эволюции.

) Возникновение фотосинтеза обеспечило первичный синтез органических веществ из неорганических, накопление кислорода в воде и атмосфере, при достижении второй точки Пастера произошло образование озонового экрана;2) Появление аэробного типа обмена веществ обеспечило синтез большого количества АТФ и снабжение организмов энергией;3) Половой процесс привёл к появлению у организмов разнообразных признаков – материала для эволюции;4) Появление многоклеточности, дифференциация клеток, формирование тканей, органов и систем органов;5) Появление эукариот, что обеспечило разнообразие организмов разных царств живой природы.

меры борьбы с комнатной мухой

1. улучшения санитарного состояния уличных туалетов, помещении для скота, мест складывания пищевых отходов для сокращения мест размножения комнатной мухи ;2) защита продуктов питания от посещения мухами.

Назовите представителей класса хрящевые рыбы. Какие признаки характерны для рыб данного класса? К какому надклассу и классу относится Латимерия, ответ поясните?

1. акулы, скаты;2) Хрящевые рыбы имеют: плакоидную чешую, скелет из хрящевой ткани, отсутствие жаберных крышек, брюшное расположение рта, оплодотворение внутреннее;3) Латимерия. Надкласс рыбы и Класс Костные рыбы, костный скелет, есть плавательный пузырь, имеют фронтальное положение рта и костную чешую.