7 Kasvihuonekaasujen vaikutukset ympäristöön

Huolimatta siitä, että kasvihuonekaasut ovat äärimmäisen tärkeitä maapallolle ja sen asukkaille, ne ovat tuoneet ihmiskunnalle jatkuvasti kasvavaa haittaa.

Kasvihuonekaasujen vaikutukset ympäristöön ovat olleet antropogeeninen toiminta lisää jotka ovat lisänneet näiden kaasujen määrää ilmakehässä.

Mitä kasvihuonekaasut ovat?

Ilmakehässä olevat kasvihuonekaasut vaikuttavat planeetan energiataseeseen. Ns. kasvihuoneilmiö on seurausta näistä.

Kolmea tunnetuinta kasvihuonekaasua – hiilidioksidia (CO2), metaania ja typpioksiduulia – löytyy ilmakehästä alhaisina pitoisuuksina.

Tiettyjä kasvihuonekaasuja vapautuu vain ihmisen toiminnasta (esim. synteettiset halohiilivedyt). Muut ovat olemassa luonnossa, mutta niitä on suurempia määriä ihmisen toiminnan (esim. hiilidioksidi) (esim. hiilidioksidi) vuoksi.

Energiaan liittyvät toiminnot (kuten fossiilisten polttoaineiden polttaminen sähkönjakelu- ja liikennesektorilla), maatalous, maankäytön muuttaminen, jätehuolto hoitokäytännöt ja muut teolliset toiminnot ovat kaikki esimerkkejä ihmisperäisistä syistä.

Mikä aiheuttaa kasvihuoneilmiön?

Nämä ovat kasvihuoneilmiön tärkeimmät syyt.

1. Fossiilisten polttoaineiden polttaminen

Elämämme on vahvasti riippuvainen fossiilisista polttoaineista. Niitä käytetään yleisesti sähköntuotantoon ja kuljetuksiin. Fossiilisten polttoaineiden palaessa vapautuu hiilidioksidia.

Fossiilisten polttoaineiden käyttö on lisääntynyt samalla väestönkasvu. Tämän seurauksena kasvihuonekaasujen vapautuminen ilmaan on lisääntynyt.

2. Metsien hävittäminen

Kasvit ja puut imevät hiilidioksidia, jotka vapauttavat sitten happea. Puiden kaataminen aiheuttaa merkittävän kasvihuonekaasujen lisääntymisen, mikä nostaa maapallon lämpötilaa.

3. Maanviljely

Yksi ilmakehän kasvihuoneilmiön tekijöistä on lannoitteissa käytettävä typpioksiduuli.

4. Teollisuusjätteet ja kaatopaikat

Yritykset ja valmistajat tuottavat vaarallisia kaasuja ja päätyvät ilmakehään.

Lisäksi kaatopaikat vapauttavat metaania ja hiilidioksidia, jotka lisäävät kasvihuonekaasuja.

7 Kasvihuonekaasujen vaikutukset ympäristöön

Seuraavassa on esitetty kasvihuonekaasujen vaikutukset ympäristöön

1. Vesihöyry

Troposfääri sisältää vettä höyryn ja pilvien muodossa. Tyndal totesi vuonna 1861, että merkittävin infrapunavalon muutosten kaasumainen absorboija oli vesihöyry.

Tarkempien laskelmien mukaan pilvien ja vesihöyryn osuus pitkän aallon (lämpö) absorptiosta on vastaavasti 49 % ja vesihöyryn osuus 25 %.

Kuitenkin verrattuna muihin kasvihuonekaasuihin, kuten hiilidioksidiin, vesihöyryn elinikä ilmakehässä on lyhyt (päiviä) (vuosia). Ihmisen toiminta ei suoraan vaikuta vesihöyrypitoisuuksien alueellisiin vaihteluihin.

Lämpeneminen voimistuu kuitenkin johtuen ihmisen toiminnan epäsuorista vaikutuksista maapallon lämpötiloihin ja vesihöyryn muodostukseen, jota kutsutaan myös vesihöyryn palautteena.

2. Hiilidioksidi (CO2)

20 % lämpöabsorptiosta johtuu hiilidioksidista.

Orgaaninen hajoaminen, päästöt mereen ja hengitys ovat kaikki esimerkkejä luonnollisista hiilidioksidin lähteistä.

Ihmisperäisen hiilidioksidin lähteitä ovat sementin valmistus ja raivaus metsätja polttamalla fossiilisia polttoaineita, kuten hiiltä, ​​öljyä ja maakaasua, muun muassa.

Yllättäen teollisuuden osuus suorista CO21-päästöistä on 2 %, kun taas 24 % tulee maataloudesta, metsätaloudesta ja muusta maankäytöstä.

Noin 270 mol.mol-1:stä vuonna 1750 nykyiseen yli 385 mol.mol-1:een ilmakehän CO2-pitoisuus on kasvanut huomattavasti kahden edellisen vuosisadan aikana.

1970-luvulta lähtien noin puolet ihmisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä vuosina 2–1750 on syntynyt.

Maapallon pintalämpötilan ennustetaan nousevan 3-5°C vuonna 2100 korkeiden CO2-pitoisuuksien ja veden positiivisen palautteen seurauksena.

3. Metaani (CH₄)

Ilmakehän pääasiallinen orgaaninen hivenkaasu on metaani (CH4). Maakaasun, maailmanlaajuisen polttoaineen lähteen, pääelementti on CH4.

Maatalous ja karjankasvatus vaikuttavat molemmat merkittävästi CH4-päästöihin, vaikka fossiilisten polttoaineiden käyttö on enimmäkseen syyllinen.

Esiteollisesta ajasta lähtien CH4-pitoisuudet ovat kaksinkertaistuneet. Nykyinen keskimääräinen pitoisuus koko maapallolla on 1.8 mol.mol-1.

Vaikka sen pitoisuus on vain 0.5 % hiilidioksidin pitoisuudesta, ollaan huolissaan CH2-päästöjen lisääntymisestä ilmaan. Itse asiassa kasvihuonekaasuna se on 4 kertaa tehokkaampi kuin hiilidioksidi.

CH4 tuottaa hiilimonoksidin (CO) ohella O3:a (katso alla), joka auttaa säätelemään OH:n määrää troposfäärissä.

4. Typpioksiduulit (NxO)

Typpioksidia (NO) ja typpioksiduulia (N2O) pidetään molemmat kasvihuonekaasuina (GHG). Niiden maailmanlaajuiset päästöt ovat lisääntyneet viimeisen vuosisadan aikana, lähinnä ihmisen toiminnan seurauksena. Maaperästä vapautuu NO:ta ja N2O:ta.

N2O on voimakas kasvihuonekaasu, mutta EI välillisesti auta O3:n muodostumista. N2O voi olla 300 kertaa tehokkaampi kasvihuonekaasu kuin CO2. Ensimmäinen käynnistää O3:n poistumisen stratosfäärissä.

Ilmakehän N2O-pitoisuudet nousevat pääasiassa mikrobitoiminnan seurauksena typpipitoisissa (N) maaperässä, joka liittyy maatalouteen ja lannoitustoimintoihin.

Kaksi pääasiallista NO:n lähdettä ilmakehässä ovat antropogeeniset päästöt (fossiilisten polttoaineiden poltosta) ja maaperästä peräisin olevat biogeeniset päästöt. Typpioksidia syntyy nopeasti troposfäärissä olevasta NO:sta (NO2).

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ja hydroksyyli voi reagoida NO:n ja NO2:n (kutsutaan lyhenteellä NOx) kanssa tuottaen orgaanisia nitraatteja ja typpihappoa, vastaavasti.

Ne pääsevät ekosysteemeihin ilmakehän laskeuman kautta, johon vaikuttaa happamuus tai typen rikastuminen ja joka vaikuttaa typen kiertokulkuun.

5. EI lähteitä ja kemiallisia reaktioita kasveissa

Pelkistäviä ja oksidatiivisia reittejä on kuvattu kahdeksi pääprosessiksi NO:n muodostukselle kasveissa.

Pelkistävässä reitissä NR muuttaa nitriitin NO:ksi hapettumisen, happaman pH:n tai kohonneiden nitriittitasojen läsnä ollessa.

Useita aktiviteetteja, mukaan lukien avanneen sulkeutuminen, juurien kehitys, itävyys ja immunologiset vasteet, on liitetty NR-riippuvaiseen NO-tuotantoon.

Ksantiinioksidaasi, aldehydioksidaasi ja sulfiittioksidaasi ovat vain muutamia molybdeenientsyymeistä, jotka voivat vähentää nitriittiä kasveissa.

Eläimillä nitriittiä voidaan pelkistää myös mitokondrioiden elektroninkuljetusjärjestelmän kautta.

Orgaanisten aineiden, kuten polyamiinien, hydroksyyliamiinin ja arginiinin, hapettumisen kautta oksidatiivinen reitti tuottaa NO:ta.

Eläinten NOS-entsyymit katalysoivat arginiinin muuttumista sitrulliiniksi ja NO:ksi. Lukuisia tutkimuksia suoritettiin kasvien NOS:n ja arginiiniriippuvaisen NO-tuotannon tunnistamiseksi kasveissa.

Sen jälkeen kun NOS löydettiin viherlevästä Ostreococcus Tauri, kasvien genomeille tehtiin korkean suorituskyvyn bioinformaattinen tutkimus.

Tämä työ osoittaa, että NOS-homologeja löydettiin vain pienestä määrästä fotosynteettisiä mikro-organismeja, kuten leviä ja piileviä, tutkituista korkeampien kasvien yli 1,000 genomista.

Yhteenvetona voidaan todeta, että korkeammat kasvit tuottavat NO:ta, joka on riippuvainen arginiinista, mutta spesifistä entsyymiä tai entsyymejä, jotka vastaavat oksidatiivisista prosesseista, ei vielä tunneta.

6. Otsoni (O₃)

Otsoni (O3) on pääasiassa stratosfäärissä, kun taas osa tuotetaan myös troposfäärissä.

Otsonikerros ja stratosfäärin otsoni syntyvät luonnollisesti hapen (O2) ja auringon ultraviolettisäteilyn (UV) välisissä kemiallisissa reaktioissa.

Yksi O2-molekyyli jaetaan auringon UV-valon vaikutuksesta kahdeksi happiatomiksi (2 O). Tuloksena on (O3)-molekyyli, joka syntyy, kun jokainen näistä erittäin reaktiivisista atomeista liittyy O2:een.

(O3)-kerros absorboi noin 99 % Auringon keskitaajuisesta UV-säteilystä, jonka aallonpituus on 200-315 nm. Muuten ne voivat vahingoittaa elämänmuotoja, jotka ovat alttiina lähellä maan pintaa.

Suurin osa troposfäärin O3:sta muodostuu NOx-, CO- ja VOC-yhdisteistä, jotka reagoivat auringonpaisteen kanssa. Todettiin kuitenkin, että kaupungeissa NOx saattaa syrjäyttää O3:n.

Valo, vuodenaika, lämpötila ja VOC-pitoisuus vaikuttavat kaikki tähän NOx- ja O3-vuorovaikutukseen.

Lisäksi merkittävän NOx:n läsnä ollessa CH4:n hapettuminen OH:lla troposfäärissä johtaa formaldehydin (CH2O), CO:n ja O3:n muodostumiseen.

Troposfäärissä oleva O3 on haitallista sekä kasveille että eläimille (mukaan lukien ihmisille). O3:lla on erilaisia ​​vaikutuksia kasveihin. Solut, jotka tunnetaan nimellä stomata ja joita löytyy pääasiassa kasvien lehtien alapuolelta, päästävät CO2:n ja veden tunkeutumaan kudokseen.

Kasvit, jotka altistuvat korkeille O3-pitoisuuksille, sulkevat stomatansa, mikä hidastaa fotosynteesiä ja rajoittaa kasvien kehitystä. O3 voi myös aiheuttaa voimakasta oksidatiivista stressiä, mikä vahingoittaa kasvisoluja.

7. Fluorattu kaasu

Synteettiset, voimakkaat kasvihuonekaasut, kuten fluorihiilivedyt, perfluorihiilivedyt, rikkiheksafluoridi ja typpitrifluoridi, vapautuvat useiden kotimaisten, kaupallisten ja teollisten sovellusten ja toimintojen kautta.

Joskus fluorattuja kaasuja – erityisesti fluorihiilivetyjä – käytetään stratosfäärin otsonikerrosta heikentävien yhdisteiden (esim. kloorifluorihiilivetyjen, osittain halogenoitujen kloorifluorihiilivetyjen ja halonien) sijasta.

Muihin kasvihuonekaasuihin verrattuna fluorattuja kaasuja vapautuu normaalisti pienempiä määriä, mutta ne ovat kuitenkin voimakkaita kasvihuonekaasuja.

Niitä kutsutaan joskus korkean GWP:n kaasuiksi, koska ne sitovat tietyllä massamäärällä huomattavasti enemmän lämpöä kuin kaasut, joilla on pienempi. ilmaston lämpenemispotentiaalit (GWP) kuten CO2, joka vaihtelee tyypillisesti tuhansista kymmeniin tuhansiin.

Yhteenveto

Koska jokainen kasvihuonekaasu imee energiaa eri tavalla ja niillä on oma "elinikä" eli ilmakehässä vietetty aika, jokaisella on erilainen kyky absorboida lämpöä ilmakehästä.

Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin mukaan esimerkiksi satoja hiilidioksidimolekyylejä tarvittaisiin vastaamaan yhden rikkiheksafluoridimolekyylin, voimakkaimman kasvihuonekaasun, lämmittävää vaikutusta lämmön absorption (IPCC) suhteen.

Kasvihuonekaasujen vaikutukset ympäristöön – UKK

Miten kasvihuonekaasut vaikuttavat ilmaston lämpenemiseen?

Koska kasvihuonekaasut säilyttävät lämpöä, joka muuten karkaa ilmakehästä, ne ovat syyllisiä ilmaston lämpenemiseen. Nämä kaasut, toisin kuin happi ja typpi, voivat absorboida säteilyä ja säilyttää lämpöä. Maapalloa pidetään lämpötilassa, jossa elämää voi esiintyä kasvihuonekaasujen vuoksi.

Suositukset

• 6 GMO:ien vaikutukset ympäristöön
  .
• 10 happosateiden vaikutukset ympäristöön
  .
• 3 Hiilimonoksidin vaikutukset ympäristöön
  .
• 8 Merenpinnan nousun vaikutukset ympäristöön
  .
• 9 Kierrätyksen vaikutukset ympäristöön
  .
• Kylien vesiongelmien ratkaiseminen - 10 ideaa