7 Vplyv skleníkových plynov na životné prostredie

Napriek tomu, že skleníkové plyny sú pre Zem a jej obyvateľov mimoriadne dôležité, spôsobujú ľudstvu čoraz väčšie škody.

Účinky skleníkových plynov na životné prostredie boli zvýšená antropogénnou činnosťou ktoré zvýšili množstvo týchto plynov v atmosfére.

Čo sú to skleníkové plyny?

Plyny v atmosfére známe ako skleníkové plyny majú vplyv na energetickú bilanciu planéty. Výsledkom je takzvaný skleníkový efekt.

Nízke koncentrácie troch najznámejších skleníkových plynov – oxidu uhličitého (CO2), metánu a oxidu dusného – možno nájsť v atmosfére prirodzene.

Niektoré skleníkové plyny sa uvoľňujú iba ľudskou činnosťou (napr. syntetické halogénované uhľovodíky). Iné existujú prirodzene, ale sú prítomné vo zvýšených množstvách v dôsledku ľudských vstupov (napr. oxid uhličitý) (napr. oxid uhličitý).

Činnosti súvisiace s energiou (ako je spaľovanie fosílnych palív v sektore elektroenergetiky a dopravy), poľnohospodárstvo, zmena využívania pôdy, nakladanie s odpadmi a postupy spracovania a iné priemyselné operácie sú príkladmi antropogénnych príčin.

Čo spôsobuje skleníkový efekt?

Toto sú hlavné dôvody skleníkového efektu.

1. Spaľovanie fosílnych palív

Náš život závisí vo veľkej miere od fosílnych palív. Bežne sa využívajú na výrobu elektriny a na dopravu. Pri spaľovaní fosílnych palív sa uvoľňuje oxid uhličitý.

Spolu s tým sa rozšírilo aj využívanie fosílnych palív rast populácie. V dôsledku toho sa zvýšilo uvoľňovanie skleníkových plynov do atmosféry.

2. Odlesňovanie

Oxid uhličitý je absorbovaný rastlinami a stromami, ktoré potom uvoľňujú kyslík. Výrub stromov spôsobuje výrazný nárast skleníkových plynov, čo zvyšuje teplotu zeme.

3. Poľnohospodárstvo

Jedným z faktorov skleníkového efektu atmosféry je oxid dusný používaný v hnojivách.

4. Priemyselný odpad a skládky

Nebezpečné plyny produkujú podniky a výrobcovia a uvoľňujú sa do atmosféry.

Okrem toho skládky uvoľňujú metán a oxid uhličitý, ktoré prispievajú k tvorbe skleníkových plynov.

7 Vplyv skleníkových plynov na životné prostredie

Nasledujú vplyvy skleníkových plynov na životné prostredie

1. Vodná para

Troposféra obsahuje vodu vo forme pár a oblakov. Tyndal v roku 1861 poznamenal, že najvýznamnejším plynným absorbérom zmien infračerveného svetla bola vodná para.

Podľa presnejších výpočtov sa na dlhovlnnej (tepelnej) absorpcii podieľajú oblaky a vodná para 49 a 25 %.

V porovnaní s inými skleníkovými plynmi, ako je CO2, je však životnosť vodnej pary v atmosfére krátka (dni) (roky). Regionálne rozdiely v koncentráciách vodnej pary nie sú priamo ovplyvnené ľudskou činnosťou.

V dôsledku nepriamych vplyvov ľudskej činnosti na globálne teploty a produkciu vodnej pary, označovanej aj ako spätná väzba vodnej pary, je však otepľovanie zosilnené.

2. Oxid uhličitý (CO2)

20 % tepelnej absorpcie je spôsobených oxidom uhličitým.

Organický rozklad, oceánske uvoľňovanie a dýchanie sú príklady prírodných zdrojov CO2.

Medzi zdroje antropogénneho CO2 patrí výroba cementu, čistenie lesya spaľovanie fosílnych palív, ako je uhlie, ropa a zemný plyn, okrem iného.

Prekvapivo priemysel predstavuje 21 % priamych emisií CO2, zatiaľ čo 24 % pochádza z poľnohospodárstva, lesníctva a iného využívania pôdy.

Z približne 270 mol.mol-1 v roku 1750 na súčasné množstvá vyššie ako 385 mol.mol-1 sa obsah CO2 v atmosfére počas predchádzajúcich dvoch storočí značne zvýšil.

Od 1970. rokov 2. storočia vznikla približne polovica všetkých antropogénnych emisií CO1750 medzi rokmi 2010 a XNUMX.

Predpokladá sa, že priemerná globálna povrchová teplota sa v roku 3 zvýši o 5 – 2100 °C v dôsledku vysokých koncentrácií CO2 a pozitívnej spätnej väzby vody.

3. Metán (CH₄)

Primárnym organickým stopovým plynom v atmosfére je metán (CH4). Hlavným prvkom zemného plynu, globálneho zdroja paliva, je CH4.

Poľnohospodárstvo a chov dobytka významne prispievajú k emisiám CH4, hoci na vine je najmä používanie fosílnych palív.

Od predindustriálnej éry sa koncentrácie CH4 zvýšili dvojnásobne. Súčasná priemerná koncentrácia na celom svete je 1.8 mol.mol-1.

Hoci jeho koncentrácia je len 0.5 % koncentrácie CO2, existujú obavy z nárastu emisií CH4 do atmosféry. V skutočnosti je ako skleníkový plyn 30-krát účinnejší ako CO2.

Spolu s oxidom uhoľnatým (CO) produkuje CH4 O3 (pozri nižšie), ktorý pomáha regulovať množstvo OH v troposféra.

4. Oxidy dusíka (NxO)

Oxid dusnatý (NO) a oxid dusný (N2O) sa považujú za skleníkové plyny (GHG). Ich globálne emisie sa v priebehu minulého storočia zvýšili, väčšinou v dôsledku ľudskej činnosti. Pôda uvoľňuje NO a N2O.

N2O je silný skleníkový plyn, ale NO nepriamo napomáha tvorbe O3. N2O má potenciál byť 300-krát účinnejší ako skleníkový plyn ako CO2. Prvý z nich iniciuje odstraňovanie O3 raz v stratosfére.

Koncentrácie N2O v atmosfére stúpajú najmä v dôsledku mikrobiálnej aktivity v pôdach bohatých na dusík (N) v súvislosti s poľnohospodárstvom a hnojením.

Dva hlavné zdroje NO v atmosfére sú antropogénne emisie (zo spaľovania fosílnych palív) a biogénne emisie z pôd. Oxid dusíka sa rýchlo vyrába z NO v troposfére (NO2).

Prchavé organické zlúčeniny (VOC) a hydroxyl môže reagovať s NO a N2 (označované ako NOx), pričom vznikajú organické dusičnany a kyselina dusičná.

Prístup k ekosystémom získavajú atmosférickou depozíciou, ktorá je ovplyvnená kyslosťou alebo obohatením dusíkom a má vplyv na cyklus dusíka.

5. Zdroje NO a chemické reakcie v rastlinách

Redukčné a oxidačné cesty boli opísané ako dva hlavné procesy tvorby NO v rastlinách.

V redukčnej dráhe NR premieňa dusitany na NO v prítomnosti anoxie, kyslého pH alebo zvýšených hladín dusitanov.

Niekoľko aktivít, vrátane uzavretia prieduchov, vývoja koreňov, klíčenia a imunologických reakcií, bolo spojených s produkciou NO závislou od NR.

Xantínoxidáza, aldehydoxidáza a sulfitoxidáza sú len niektoré z molybdénových enzýmov, ktoré môžu redukovať dusitany v rastlinách.

U zvierat sa dusitany môžu redukovať aj prostredníctvom systému transportu elektrónov v mitochondriách.

Prostredníctvom oxidácie organických látok, ako sú polyamíny, hydroxylamín a arginín, oxidačná cesta vytvára NO.

Zvieracie NOS enzýmy katalyzujú premenu arginínu na citrulín a NO. Uskutočnilo sa množstvo výskumov na identifikáciu rastlinných NOS a produkcie NO závislej od arginínu v rastlinách.

Po objavení NOS v zelenej riase Ostreococcus Tauri prešli genómy rastlín vysoko výkonnou bioinformatickou štúdiou.

Táto práca ukazuje, že homológy NOS sa našli len v malom počte fotosyntetických mikroorganizmov, ako sú riasy a rozsievky, z vyše 1,000 XNUMX skúmaných genómov vyšších rastlín.

Záverom možno povedať, že vyššie rastliny produkujú NO, ktorý je závislý od arginínu, ale špecifický enzým alebo enzýmy zodpovedné za oxidačné procesy sú stále neznáme.

6. Ozón (O₃)

Ozón (O3) je primárne prítomný v stratosfére, zatiaľ čo niektoré sa produkujú aj v troposfére.

Ozónová vrstva a stratosférický ozón vznikajú prirodzene chemickými reakciami medzi kyslíkom (O2) a slnečným ultrafialovým (UV) žiarením.

Jedna molekula O2 sa rozdelí slnečným UV svetlom na dva atómy kyslíka (2 O). Výsledkom je molekula (O3), ktorá vzniká, keď sa každý z týchto extrémne reaktívnych atómov spojí s O2.

Vrstva (O3) absorbuje asi 99 % strednofrekvenčného UV žiarenia Slnka, ktoré má vlnovú dĺžku medzi 200 a 315 nm. V opačnom prípade by mohli poškodiť formy života, ktoré sú vystavené blízko povrchu Zeme.

Väčšina troposférického O3 je produkovaná NOx, CO a VOC, ktoré reagujú so slnečným žiarením. Zistilo sa však, že v mestách môžu NOx zachytávať O3.

Svetlo, ročné obdobie, teplota a koncentrácia VOC majú vplyv na túto duálnu interakciu NOx a O3.

Okrem toho v prítomnosti významného množstva NOx vedie oxidácia CH4 pomocou OH v troposfére k tvorbe formaldehydu (CH2O), CO a O3.

O3 v troposfére je škodlivý pre rastliny aj zvieratá (vrátane ľudí). O3 má rôzne účinky na rastliny. Bunky známe ako stomata, ktoré sa nachádzajú predovšetkým na spodnej strane listov rastlín, umožňujú CO2 a vode prenikať do tkaniva.

Rastliny, ktoré sú vystavené vysokej hladine O3, zatvárajú prieduchy, čo spomaľuje fotosyntézu a obmedzuje vývoj rastlín. Silný oxidačný stres môže byť vyvolaný aj O3, ktorý poškodzuje rastlinné bunky.

7. Fluórovaný plyn

Syntetické, silné skleníkové plyny, ako sú fluórované uhľovodíky, perfluórované uhľovodíky, fluorid sírový a fluorid dusitý, sa uvoľňujú prostredníctvom rôznych domácich, komerčných a priemyselných aplikácií a operácií.

Niekedy sa namiesto stratosférických zlúčenín poškodzujúcich ozónovú vrstvu (napr. chlórfluórované uhľovodíky, hydrochlórfluórované uhľovodíky a halóny) používajú fluórované plyny – najmä fluórované uhľovodíky.

V porovnaní s inými skleníkovými plynmi sú fluórované plyny bežne emitované v menšom množstve, no napriek tomu sú to silné skleníkové plyny.

Niekedy sa označujú ako plyny s vysokým GWP, pretože pri danom množstve hmoty zachytávajú podstatne viac tepla ako plyny s nižším potenciál globálneho otepľovania (GWPs) ako CO2, ktoré sa zvyčajne pohybujú v tisícoch až desiatkach tisíc.

záver

Pretože každý skleníkový plyn absorbuje energiu inak a má odlišnú „životnosť“ alebo množstvo času stráveného v atmosfére, každý z nich má inú schopnosť absorbovať teplo z atmosféry.

Podľa Medzivládneho panelu pre zmenu klímy by boli napríklad potrebné stovky molekúl oxidu uhličitého, aby sa vyrovnali otepľovaciemu účinku jedinej molekuly fluoridu sírového, najsilnejšieho skleníkového plynu, pokiaľ ide o absorpciu tepla (IPCC).

Účinky skleníkových plynov na životné prostredie – často kladené otázky

Ako skleníkové plyny ovplyvňujú globálne otepľovanie?

Pretože zadržiavajú teplo, ktoré by inak uniklo z atmosféry, skleníkové plyny sú zodpovedné za globálne otepľovanie. Tieto plyny, na rozdiel od kyslíka a dusíka, dokážu absorbovať žiarenie a zadržiavať teplo. Zem sa vďaka skleníkovým plynom udržiava na teplote, pri ktorej môže existovať život.

Odporúčanie

• 6 Účinky GMO na životné prostredie
  .
• 10 Účinky kyslých dažďov na životné prostredie
  .
• 3 Účinky oxidu uhoľnatého na životné prostredie
  .
• 8 Účinky stúpajúcej hladiny morí na životné prostredie
  .
• 9 Účinky recyklácie na životné prostredie
  .
• Ako vyriešiť problémy s vodou na dedinách - 10 nápadov