Neskatoties uz to, ka siltumnīcefekta gāzes ir ārkārtīgi svarīgas Zemei un tās iedzīvotājiem, tās ir radījušas cilvēcei arvien lielāku kaitējumu.
Siltumnīcefekta gāzu ietekme uz vidi ir bijusi palielinājās antropogēno darbību rezultātā kas ir palielinājuši šo gāzu daudzumu atmosfērā.
Saturs
Kas ir siltumnīcefekta gāzes?
Atmosfērā esošās gāzes, kas pazīstamas kā siltumnīcefekta gāzes, ietekmē planētas enerģijas bilanci. Tā sauktais siltumnīcas efekts ir to rezultāts.
Atmosfērā dabiskā veidā var atrast trīs vispazīstamāko siltumnīcefekta gāzu – oglekļa dioksīda (CO2), metāna un slāpekļa oksīda – zemas koncentrācijas.
Dažas siltumnīcefekta gāzes izdalās tikai cilvēka darbības rezultātā (piemēram, sintētiskie halogēni). Citi pastāv dabā, bet to klātbūtne ir palielināta cilvēka radītā (piemēram, oglekļa dioksīda) (piemēram, oglekļa dioksīda) dēļ.
Ar enerģētiku saistītas darbības (piemēram, fosilā kurināmā dedzināšana elektroapgādes un transporta sektorā), lauksaimniecība, zemes izmantošanas maiņa, atkritumu apsaimniekošana ārstniecības metodes un citas rūpnieciskas darbības ir antropogēno iemeslu piemēri.
Kas izraisa siltumnīcas efektu?
Šie ir galvenie siltumnīcas efekta iemesli.
1. Fosilā kurināmā dedzināšana
Mūsu dzīve lielā mērā ir atkarīga no fosilā kurināmā. Tos parasti izmanto elektroenerģijas ražošanai un transportēšanai. Oglekļa dioksīds izdalās fosilā kurināmā sadegšanas laikā.
Fosilā kurināmā izmantošana ir paplašinājusies līdz ar populācijas pieaugums. Tā rezultātā ir palielinājusies siltumnīcefekta gāzu izplūde atmosfērā.
2. Mežu izciršana
Oglekļa dioksīdu absorbē augi un koki, kas pēc tam atbrīvo skābekli. Koku ciršana izraisa ievērojamu siltumnīcefekta gāzu pieaugumu, kas paaugstina zemes temperatūru.
3. Lauksaimniecība
Viens no atmosfēras siltumnīcas efekta faktoriem ir slāpekļa oksīds, ko izmanto mēslošanas līdzekļos.
4. Rūpnieciskie atkritumi un poligoni
Bīstamās gāzes ražo uzņēmumi un ražotāji un izdala atmosfērā.
Turklāt poligonos izdalās metāns un oglekļa dioksīds, kas veicina siltumnīcefekta gāzu veidošanos.
7 Siltumnīcefekta gāzu ietekme uz vidi
Tālāk ir norādīta siltumnīcefekta gāzu ietekme uz vidi
1. Ūdens tvaiki
Troposfērā ir ūdens tvaiku un mākoņu veidā. Tindals 1861. gadā atzīmēja, ka nozīmīgākais infrasarkanās gaismas izmaiņu gāzveida absorbētājs ir ūdens tvaiki.
Pēc precīzākiem aprēķiniem, mākoņi un ūdens tvaiki veido attiecīgi 49 un 25% no garo viļņu (termiskās) absorbcijas.
Tomēr, salīdzinot ar citām SEG, piemēram, CO2, ūdens tvaiku dzīves ilgums atmosfērā ir īss (dienas) (gadi). Ūdens tvaiku koncentrācijas reģionālās atšķirības cilvēka darbība tieši neietekmē.
Tomēr, ņemot vērā cilvēka darbības netiešo ietekmi uz globālo temperatūru un ūdens tvaiku veidošanos, ko dēvē arī par ūdens tvaiku atgriezenisko saiti, sasilšana tiek pastiprināta.
2. Oglekļa dioksīds (CO2)
20% no termiskās absorbcijas izraisa oglekļa dioksīds.
Organiskā sadalīšanās, izdalīšanās okeānā un elpošana ir CO2 dabisko avotu piemēri.
Antropogēnā CO2 avoti ietver cementa ražošanu, attīrīšanu meži, kā arī fosilā kurināmā, piemēram, ogļu, naftas un dabasgāzes, dedzināšana, cita starpā.
Pārsteidzoši, ka rūpniecība rada 21% no tiešajām CO2 emisijām, bet 24% no lauksaimniecības, mežsaimniecības un citiem zemes lietojumiem.
No aptuveni 270 mol.mol-1 1750. gadā līdz pašreizējiem daudzumiem, kas pārsniedz 385 mol.mol-1, CO2 saturs atmosfērā ir ievērojami palielinājies iepriekšējo divu gadsimtu laikā.
Kopš 1970. gadiem aptuveni puse no visām antropogēnajām CO2 emisijām laikā no 1750. līdz 2010. gadam ir radušās.
Tiek prognozēts, ka 3. gadā pasaules vidējā virsmas temperatūra paaugstināsies par 5–2100°C augstās CO2 koncentrācijas un ūdens pozitīvās atsauksmes rezultātā.
3. Metāns (CH4)
Primārā organiskā gāze atmosfērā ir metāns (CH4). Galvenais dabasgāzes elements, globāls degvielas avots, ir CH4.
Gan lauksaimniecība, gan liellopu audzēšana ievērojami veicina CH4 emisijas, lai gan galvenokārt vainojama fosilā kurināmā izmantošana.
Kopš pirmsindustriālā laikmeta CH4 koncentrācija ir palielinājusies divas reizes. Pašreizējā vidējā koncentrācija visā pasaulē ir 1.8 mol.mol-1.
Lai gan tā koncentrācija ir tikai 0.5% no CO2 koncentrācijas, pastāv bažas par CH4 emisijas pieaugumu atmosfērā. Faktiski kā SEG tā ir 30 reizes spēcīgāka nekā CO2.
Kopā ar oglekļa monoksīdu (CO) CH4 ražo O3 (skatīt zemāk), kas palīdz regulēt OH daudzumu troposfēra.
4. Slāpekļa oksīdi (NxO)
Slāpekļa oksīds (NO) un slāpekļa oksīds (N2O) tiek uzskatīti par siltumnīcefekta gāzēm (SEG). To globālās emisijas pēdējā gadsimta laikā ir palielinājušās, galvenokārt cilvēka darbības rezultātā. No augsnes izdalās NO un N2O.
N2O ir spēcīga SEG, bet NEVIENS netieši nepalīdz O3 veidošanā. N2O var būt 300 reizes spēcīgāks par SEG nekā CO2. Pirmais ierosina O3 izvadīšanu stratosfērā.
N2O koncentrācija atmosfērā palielinās galvenokārt mikrobu aktivitātes rezultātā ar slāpekli (N) bagātās augsnēs, kas saistītas ar lauksaimniecību un mēslošanas darbībām.
Divi galvenie NO avoti atmosfērā ir antropogēnās emisijas (no fosilā kurināmā sadedzināšanas) un biogēnās emisijas no augsnēm. Slāpekļa oksīds ātri veidojas no NO troposfērā (NO2).
Gaistošie organiskie savienojumi (GOS) un hidroksilgrupa var reaģēt ar NO un NO2 (saukti par NOx), radot attiecīgi organiskos nitrātus un slāpekļskābi.
Tie piekļūst ekosistēmām ar atmosfēras nogulsnēšanos, ko ietekmē skābums vai N bagātināšana un kas ietekmē slāpekļa ciklu.
5. NAV avotu un ķīmisko reakciju augos
Reducējošie un oksidatīvie ceļi ir aprakstīti kā divi galvenie NO veidošanās procesi augos.
Reduktīvajā ceļā NR pārvērš nitrītu par NO anoksijas, skāba pH vai paaugstināta nitrītu līmeņa klātbūtnē.
Vairākas darbības, tostarp stomatāla slēgšana, sakņu attīstība, dīgtspēja un imunoloģiskās reakcijas, ir saistītas ar NR atkarīgu NO ražošanu.
Ksantīna oksidāze, aldehīda oksidāze un sulfīta oksidāze ir tikai daži no molibdēna enzīmiem, kas var samazināt nitrītu daudzumu augos.
Dzīvniekiem nitrītu var samazināt arī ar elektronu transportēšanas sistēmu mitohondrijās.
Oksidējot organiskās vielas, piemēram, poliamīnus, hidroksilamīnu un arginīnu, oksidācijas ceļš rada NO.
Dzīvnieku NOS enzīmi katalizē arginīna pārvēršanos par citrulīnu un NO. Tika veikti daudzi pētījumi, lai identificētu augu NOS un no arginīna atkarīgo NO ražošanu augos.
Pēc tam, kad NOS tika atklāts zaļajā aļģē Ostreococcus Tauri, augu genomos tika veikts augstas caurlaidības bioinformātiskais pētījums.
Šis darbs parāda, ka no vairāk nekā 1,000 pārbaudītajiem augstāko augu genomiem NOS homologi tika atrasti tikai nelielā skaitā fotosintēzes mikroorganismu, piemēram, aļģēs un kramaļģu.
Visbeidzot, augstākie augi ražo NO, kas ir atkarīgs no arginīna, bet specifiskais enzīms vai fermenti, kas ir atbildīgi par oksidācijas procesiem, joprojām nav zināmi.
6. Ozons (O3)
Ozons (O3) galvenokārt atrodas stratosfērā, bet daži tiek ražoti arī troposfērā.
Ozona slānis un stratosfēras ozons tie dabiski rodas ķīmiskās reakcijās starp skābekli (O2) un saules ultravioleto (UV) starojumu.
Viena O2 molekula tiek sadalīta ar saules UV gaismu divos skābekļa atomos (2 O). Rezultāts ir (O3) molekula, kas rodas, kad katrs no šiem ārkārtīgi reaģējošajiem atomiem savienojas ar O2.
(O3) slānis absorbē aptuveni 99% no Saules vidējās frekvences UV starojuma, kura viļņa garums ir no 200 līdz 315 nm. Pretējā gadījumā tie var kaitēt dzīvības formām, kas atrodas tuvu Zemes virsmai.
Lielāko daļu troposfēras O3 ražo NOx, CO un GOS, reaģējot ar saules gaismu. Tomēr tika atzīmēts, ka pilsētās NOx var iztīrīt O3.
Gaisma, gadalaiks, temperatūra un GOS koncentrācija ietekmē šo dubulto NOx un O3 mijiedarbību.
Turklāt ievērojama NOx klātbūtnē CH4 oksidēšanās ar OH troposfērā izraisa formaldehīda (CH2O), CO un O3 veidošanos.
O3 troposfērā ir kaitīgs gan augiem, gan dzīvniekiem (arī cilvēkiem). O3 ir dažāda ietekme uz augiem. Šūnas, kas pazīstamas kā stomas, kas galvenokārt atrodas augu lapu apakšpusē, ļauj CO2 un ūdenim iekļūt audos.
Augi, kas ir pakļauti augstam O3 līmenim, aizver stomatus, kas palēnina fotosintēzi un ierobežo augu attīstību. Spēcīgu oksidatīvo stresu var izraisīt arī O3, kas kaitē augu šūnām.
7. Fluorētā gāze
Sintētiskas, spēcīgas siltumnīcefekta gāzes, piemēram, fluorogļūdeņraži, perfluorogļūdeņraži, sēra heksafluorīds un slāpekļa trifluorīds, izdalās dažādu sadzīves, komerciālu un rūpniecisku lietojumu un darbību rezultātā.
Dažreiz stratosfēras ozona slāni noārdošo savienojumu (piemēram, hlorfluorogļūdeņražu, daļēji halogenētu hlorfluorogļūdeņražu un halonu) vietā tiek izmantotas fluorētas gāzes, īpaši fluorogļūdeņraži.
Salīdzinot ar citām siltumnīcefekta gāzēm, fluorētās gāzes parasti tiek emitētas mazākos daudzumos, tomēr tās ir spēcīgas siltumnīcefekta gāzes.
Tās dažreiz sauc par gāzēm ar augstu GSP, jo noteiktam masas daudzumam tās uztver ievērojami vairāk siltuma nekā gāzes ar zemāku globālās sasilšanas potenciāls (GWP) piemēram, CO2, kas parasti svārstās no tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošu.
Secinājumi
Tā kā katra siltumnīcefekta gāze absorbē enerģiju atšķirīgi un tai ir atšķirīgs “dzīves laiks” jeb atmosfērā pavadītais laiks, katrai no tām ir atšķirīga spēja absorbēt siltumu no atmosfēras.
Saskaņā ar Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes datiem, piemēram, būtu nepieciešami simtiem oglekļa dioksīda molekulu, lai siltumu absorbcijas ziņā (IPCC) atbilstu vienas sēra heksafluorīda molekulas, kas ir visspēcīgākā siltumnīcefekta gāze, sasilšanas efektam.
Siltumnīcefekta gāzu ietekme uz vidi – FAQ
Kā siltumnīcefekta gāzes ietekmē globālo sasilšanu?
Tā kā tie saglabā siltumu, kas citādi izplūstu no atmosfēras, siltumnīcefekta gāzes ir vainojamas globālajā sasilšanā. Šīs gāzes, atšķirībā no skābekļa un slāpekļa, var absorbēt starojumu un saglabāt siltumu. Zeme tiek turēta temperatūrā, kurā var pastāvēt dzīvība siltumnīcefekta gāzu dēļ.
Ieteikumi
- 6 ĢMO ietekme uz vidi
. - 10 Skābā lietus ietekme uz vidi
. - 3 Oglekļa monoksīda ietekme uz vidi
. - 8 Jūras līmeņa paaugstināšanās ietekme uz vidi
. - 9 Pārstrādes ietekme uz vidi
. - Kā atrisināt ūdens problēmas ciemos - 10 idejas
No sirds kaislīgs vides aizstāvis. Vadošais satura autors uzņēmumā EnvironmentGo.
Es cenšos izglītot sabiedrību par vidi un tās problēmām.
Tas vienmēr ir bijis par dabu, mums ir jāsargā, nevis jāiznīcina.