Unatoč tome što su od iznimne važnosti za Zemlju i njezine stanovnike, staklenički plinovi donijeli su sve veću štetu čovječanstvu.
Učinci stakleničkih plinova na okoliš su povećana antropogenim aktivnostima koji su povećali količinu ovih plinova u atmosferi.
Pregled sadržaja
Što su staklenički plinovi?
Plinovi u atmosferi poznati kao staklenički plinovi utječu na energetsku ravnotežu planeta. Rezultat toga je takozvani efekt staklenika.
Niske koncentracije tri najpoznatija staklenička plina — ugljičnog dioksida (CO2), metana i dušikovog oksida — mogu se prirodno naći u atmosferi.
Određeni staklenički plinovi ispuštaju se samo ljudskom aktivnošću (npr. sintetski halougljici). Drugi postoje prirodno, ali su prisutni u povećanim količinama zbog ljudskog unosa (npr. ugljikov dioksid) (npr. ugljični dioksid).
Aktivnosti povezane s energijom (kao što je izgaranje fosilnih goriva u sektorima elektroprivrede i transporta), poljoprivreda, promjena korištenja zemljišta, upravljanje otpadom i postupci obrade, te druge industrijske operacije primjeri su antropogenih uzroka.
Što uzrokuje efekt staklenika?
Ovo su glavni razlozi efekta staklenika.
1. Izgaranje fosilnih goriva
Naši životi uvelike ovise o fosilnim gorivima. Obično se koriste za proizvodnju električne energije i za transport. Ugljični dioksid se oslobađa tijekom izgaranja fosilnih goriva.
Upotreba fosilnih goriva se proširila zajedno s rast populacije. Zbog toga se povećalo ispuštanje stakleničkih plinova u atmosferu.
2. Krčenje šuma
Ugljični dioksid apsorbiraju biljke i drveće, koje zatim oslobađaju kisik. Sječa drveća uzrokuje značajno povećanje stakleničkih plinova, što podiže temperaturu Zemlje.
3. Poljoprivreda
Jedan od čimbenika atmosferskog efekta staklenika je dušikov oksid koji se koristi u gnojivima.
4. Industrijski otpad i odlagališta
Poduzeća i proizvođači proizvode opasne plinove i ispuštaju ih u atmosferu.
Osim toga, odlagališta otpada ispuštaju metan i ugljični dioksid koji doprinose stakleničkim plinovima.
7 Učinci stakleničkih plinova na okoliš
Sljedeći su učinci stakleničkih plinova na okoliš
1. Vodena para
Troposfera sadrži vodu u obliku pare i oblaka. Tyndal je 1861. primijetio da je najznačajniji plinoviti apsorber promjena u infracrvenom svjetlu vodena para.
Prema preciznijim izračunima, oblaci i vodena para čine 49 odnosno 25% dugovalne (toplinske) apsorpcije.
Međutim, u usporedbi s drugim stakleničkim plinovima poput CO2, životni vijek vodene pare u atmosferi je kratak (dani) (godine). Na regionalne varijacije u koncentracijama vodene pare ljudska aktivnost ne utječe izravno.
Međutim, zbog neizravnih učinaka ljudske aktivnosti na globalne temperature i proizvodnju vodene pare, koja se također naziva povratnom spregom vodene pare, zagrijavanje se pojačava.
2. Ugljični dioksid (CO2)
20% toplinske apsorpcije uzrokuje ugljični dioksid.
Organska razgradnja, ispuštanje u oceane i disanje primjeri su prirodnih izvora CO2.
Izvori antropogenog CO2 uključuju proizvodnju cementa, čišćenje šume, i izgaranje fosilnih goriva poput ugljena, nafte i prirodnog plina, između ostalog.
Iznenađujuće, industrija čini 21% izravnih emisija CO2, dok 24% dolazi iz poljoprivrede, šumarstva i drugih vrsta korištenja zemljišta.
Od oko 270 mol.mol-1 1750. godine do sadašnjih količina viših od 385 mol.mol-1, sadržaj CO2 u atmosferi znatno je porastao tijekom prethodna dva stoljeća.
Od 1970-ih dogodila se otprilike polovica svih antropogenih emisija CO2 između 1750. i 2010. godine.
Predviđa se da će globalna srednja površinska temperatura porasti za 3-5°C 2100. godine kao rezultat visokih koncentracija CO2 i pozitivne povratne sprege vode.
3. Metan (CH4)
Primarni organski plin u tragovima u atmosferi je metan (CH4). Glavni element prirodnog plina, globalnog izvora goriva, je CH4.
Poljoprivreda i uzgoj stoke značajno doprinose emisijama CH4, iako je za to najviše kriva upotreba fosilnih goriva.
Od predindustrijske ere, koncentracije CH4 porasle su faktor dva. Trenutna prosječna koncentracija diljem svijeta je 1.8 mol.mol-1.
Iako je njegova koncentracija samo 0.5% koncentracije CO2, postoji zabrinutost zbog povećanja emisije CH4 u atmosferu. Zapravo, kao staklenički plin, on je 30 puta jači od CO2.
Zajedno s ugljikovim monoksidom (CO), CH4 proizvodi O3 (vidi dolje), koji pomaže regulirati količinu OH u troposfera.
4. Dušikovi oksidi (NxO)
Dušikov oksid (NO) i dušikov oksid (N2O) smatraju se stakleničkim plinovima (GHG). Njihove globalne emisije porasle su tijekom prošlog stoljeća, uglavnom kao rezultat ljudske aktivnosti. Tlo oslobađa NO i N2O.
N2O je snažan staklenički plin, ali NO neizravno pomaže u stvaranju O3. N2O ima potencijal da bude 300 puta snažniji kao staklenički plin od CO2. Prvi inicira uklanjanje O3 jednom u stratosferi.
Koncentracije N2O u atmosferi rastu uglavnom kao rezultat mikrobne aktivnosti u tlima bogatim dušikom (N) povezane s poljoprivredom i gnojidbom.
Dva glavna izvora NO u atmosferi su antropogene emisije (od izgaranja fosilnih goriva) i biogene emisije iz tla. Dušikov oksid se brzo proizvodi iz NO u troposferi (NO2).
Hlapljivi organski spojevi (VOC) a hidroksil može reagirati s NO i NO2 (koji se nazivaju NOx), proizvodeći organske nitrate, odnosno dušičnu kiselinu.
Oni dobivaju pristup ekosustavima atmosferskim taloženjem, na koje utječe kiselost ili obogaćivanje dušikom i ima učinak na ciklus dušika.
5. Izvori NO i kemijske reakcije u biljkama
Reduktivni i oksidativni putovi opisani su kao dva glavna procesa za stvaranje NO u biljkama.
U reduktivnom putu, NR pretvara nitrit u NO u prisutnosti anoksije, kiselog pH ili povišenih razina nitrita.
Nekoliko aktivnosti, uključujući zatvaranje stomaka, razvoj korijena, klijanje i imunološke reakcije, povezano je s proizvodnjom NO ovisnom o NR.
Ksantin oksidaza, aldehid oksidaza i sulfit oksidaza samo su neki od molibdenovih enzima koji mogu smanjiti nitrit u biljkama.
Kod životinja, nitrit se također može reducirati putem sustava prijenosa elektrona u mitohondrijima.
Kroz oksidaciju organskih tvari kao što su poliamini, hidroksilamin i arginin, oksidativni put stvara NO.
Enzimi NOS kod životinja kataliziraju pretvorbu arginina u citrulin i NO. Provedena su brojna istraživanja kako bi se identificirao biljni NOS i proizvodnja NO u biljkama ovisna o argininu.
Nakon što je NOS otkriven u zelenoj algi Ostreococcus Tauri, biljni genomi su podvrgnuti visokoučinkovitoj bioinformatičkoj studiji.
Ovaj rad pokazuje da su homolozi NOS-a pronađeni samo u malom broju fotosintetskih mikroorganizama, kao što su alge i dijatomeje, od više od 1,000 ispitanih genoma viših biljaka.
Zaključno, više biljke proizvode NO koji je ovisan o argininu, ali specifični enzim ili enzimi odgovorni za oksidativne procese još uvijek nisu poznati.
6. Ozon (O3)
Ozon (O3) prvenstveno je prisutan u stratosferi, dok se neki proizvode iu troposferi.
Ozonski omotač i stratosferski ozon prirodno nastaju kemijskim reakcijama između kisika (O2) i sunčevog ultraljubičastog (UV) zračenja.
Jednu molekulu O2 cijepa sunčeva UV svjetlost na dva atoma kisika (2 O). Rezultat je (O3) molekula, koja nastaje kada se svaki od ovih izuzetno reaktivnih atoma spoji s O2.
(O3) sloj apsorbira oko 99% Sunčevog srednjefrekventnog UV zračenja, koje ima valnu duljinu između 200 i 315 nm. Inače bi mogli naštetiti oblicima života koji su izloženi blizu površine Zemlje.
Većinu troposferskog O3 proizvode NOx, CO i HOS-evi koji reagiraju sa sunčevom svjetlošću. Međutim, primijećeno je da u gradovima NOx može čistiti O3.
Svjetlost, godišnje doba, temperatura i koncentracija HOS-a utječu na ovu dvostruku interakciju NOx i O3.
Dodatno, u prisutnosti značajnih NOx, oksidacija CH4 pomoću OH u troposferi rezultira stvaranjem formaldehida (CH2O), CO i O3.
O3 u troposferi je loš i za biljke i za životinje (uključujući ljude). O3 ima različite učinke na biljke. Stanice poznate kao puči, koje se primarno nalaze na donjoj strani lišća biljke, omogućuju prodiranje CO2 i vode u tkivo.
Biljke koje su izložene visokim razinama O3 zatvaraju stomate, što usporava fotosintezu i ograničava razvoj biljaka. Snažan oksidativni stres također može biti izazvan O3, oštećujući biljne stanice.
7. Fluorirani plin
Sintetski, moćni staklenički plinovi poput fluorougljikovodika, perfluorougljika, sumpornog heksafluorida i dušikovog trifluorida oslobađaju se kroz razne kućne, komercijalne i industrijske primjene i operacije.
Ponekad se umjesto spojeva koji oštećuju ozonski omotač u stratosferi (npr. klorofluorougljika, hidroklorofluorougljika i halona) koriste fluorirani plinovi, osobito fluorougljikovodici.
U usporedbi s drugim stakleničkim plinovima, fluorirani plinovi obično se emitiraju u manjim količinama, ali ipak su snažni staklenički plinovi.
Ponekad se nazivaju plinovima s visokim GWP-om jer za određenu količinu mase zadržavaju znatno više topline nego plinovi s nižim potencijali globalnog zatopljenja (GWP) poput CO2 koji se obično kreću od tisuća do desetaka tisuća.
Zaključak
Budući da svaki staklenički plin različito apsorbira energiju i ima različit "životni vijek", odnosno količinu vremena provedenog u atmosferi, svaki od njih ima drugačiji kapacitet apsorbiranja topline iz atmosfere.
Prema Međuvladinom panelu za klimatske promjene, na primjer, bile bi potrebne stotine molekula ugljičnog dioksida da bi se uskladio s učinkom zagrijavanja jedne molekule sumpornog heksafluorida, najjačeg stakleničkog plina, u smislu apsorpcije topline (IPCC).
Učinci stakleničkih plinova na okoliš – često postavljana pitanja
Kako staklenički plinovi utječu na globalno zatopljenje?
Budući da zadržavaju toplinu koja bi inače pobjegla iz atmosfere, staklenički plinovi su krivi za globalno zatopljenje. Ovi plinovi, za razliku od kisika i dušika, mogu apsorbirati zračenje i zadržati toplinu. Zemlja se održava na temperaturi na kojoj može postojati život zbog stakleničkih plinova.
Preporuke
- 6 Učinci GMO-a na okoliš
. - 10 Učinci kiselih kiša na okoliš
. - 3 Učinci ugljičnog monoksida na okoliš
. - 8 Učinci porasta razine mora na okoliš
. - 9 Učinci recikliranja na okoliš
. - Kako riješiti probleme s vodom u selima -10 ideja
Ekolog vođen strašću u srcu. Vodeći pisac sadržaja u EnvironmentGo.
Nastojim educirati javnost o okolišu i njegovim problemima.
Uvijek se radilo o prirodi, trebamo je čuvati, a ne uništavati.