Přestože jsou skleníkové plyny pro Zemi a její obyvatele nanejvýš důležité, přinášejí lidstvu stále větší škody.
Účinky skleníkových plynů na životní prostředí byly zvýšena antropogenní činností které zvýšily množství těchto plynů v atmosféře.
Obsah
Co jsou skleníkové plyny?
Plyny v atmosféře známé jako skleníkové plyny mají vliv na energetickou bilanci planety. Výsledkem je takzvaný skleníkový efekt.
Nízké koncentrace tří nejznámějších skleníkových plynů – oxidu uhličitého (CO2), metanu a oxidu dusného – lze přirozeně nalézt v atmosféře.
Některé skleníkové plyny se uvolňují pouze lidskou činností (např. syntetické halogenované uhlovodíky). Jiné existují přirozeně, ale jsou přítomny ve zvýšeném množství v důsledku lidských vstupů (např. oxidu uhličitého) (např. oxidu uhličitého).
Činnosti související s energetikou (jako je spalování fosilních paliv v sektoru elektroenergetiky a dopravy), zemědělství, změna využití půdy, nakládání s odpady a léčebné postupy a další průmyslové operace jsou příklady antropogenních příčin.
Co způsobuje skleníkový efekt?
To jsou hlavní důvody skleníkového efektu.
1. Spalování fosilních paliv
Naše životy do značné míry závisí na fosilních palivech. Běžně se používají k výrobě elektřiny a pro dopravu. Oxid uhličitý se uvolňuje při spalování fosilních paliv.
Spolu s tím se rozšířilo i využívání fosilních paliv populační růst. V důsledku toho se zvýšilo uvolňování skleníkových plynů do atmosféry.
2. Odlesňování
Oxid uhličitý je absorbován rostlinami a stromy, které pak uvolňují kyslík. Kácení stromů způsobuje výrazný nárůst skleníkových plynů, což zvyšuje teplotu Země.
3. Zemědělství
Jedním z faktorů skleníkového efektu atmosféry je oxid dusný používaný v hnojivech.
4. Průmyslové odpady a skládky
Nebezpečné plyny jsou produkovány podniky a výrobci a vypouštěny do atmosféry.
Skládky navíc uvolňují metan a oxid uhličitý, které přispívají ke skleníkovým plynům.
7 Vlivy skleníkových plynů na životní prostředí
Následují dopady skleníkových plynů na životní prostředí
1. Vodní pára
Troposféra obsahuje vodu ve formě páry a mraků. Tyndal v roce 1861 poznamenal, že nejvýznamnějším plynným absorbérem změn infračerveného světla byla vodní pára.
Podle přesnějších výpočtů tvoří mraky a vodní pára 49, respektive 25 % dlouhovlnné (tepelné) absorpce.
Ve srovnání s jinými skleníkovými plyny, jako je CO2, je však životnost vodní páry v atmosféře krátká (dny) (roky). Regionální změny koncentrací vodní páry nejsou přímo ovlivněny lidskou činností.
V důsledku nepřímých vlivů lidské činnosti na globální teploty a produkci vodní páry, označované také jako zpětná vazba vodní páry, je však oteplování zesíleno.
2. Oxid uhličitý (CO2)
20 % tepelné absorpce je způsobeno oxidem uhličitým.
Organický rozklad, oceánské uvolňování a dýchání jsou příklady přírodních zdrojů CO2.
Mezi zdroje antropogenního CO2 patří výroba cementu, čištění lesya spalování fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a zemní plyn, mimo jiné.
Překvapivě se průmysl podílí na 21 % přímých emisí CO2, zatímco 24 % pochází ze zemědělství, lesnictví a jiných způsobů využití půdy.
Z přibližně 270 mol.mol-1 v roce 1750 na současná množství vyšší než 385 mol.mol-1 se obsah CO2 v atmosféře během předchozích dvou století značně zvýšil.
Od 1970. let 2. století vznikla přibližně polovina všech antropogenních emisí CO1750 mezi lety 2010 a XNUMX.
Předpokládá se, že globální průměrná povrchová teplota vzroste v roce 3 o 5–2100 °C v důsledku vysokých koncentrací CO2 a pozitivní zpětné vazby vody.
3. Metan (CH4)
Primárním organickým stopovým plynem v atmosféře je metan (CH4). Hlavním prvkem zemního plynu, globálního zdroje paliva, je CH4.
Zemědělství a chov dobytka významně přispívají k emisím CH4, i když na vině je převážně používání fosilních paliv.
Od předindustriální éry se koncentrace CH4 zvýšily dvojnásobně. Současná průměrná koncentrace na celém světě je 1.8 mol.mol-1.
Přestože jeho koncentrace je pouze 0.5 % koncentrace CO2, existují obavy ze zvýšení emisí CH4 do atmosféry. Ve skutečnosti je jako skleníkový plyn 30krát účinnější než CO2.
Spolu s oxidem uhelnatým (CO) produkuje CH4 O3 (viz níže), který pomáhá regulovat množství OH v troposféra.
4. Oxidy dusíku (NxO)
Oxid dusnatý (NO) a oxid dusný (N2O) jsou oba považovány za skleníkové plyny (GHG). Jejich globální emise se během minulého století zvýšily, většinou v důsledku lidské činnosti. Půda uvolňuje NO a N2O.
N2O je silný skleníkový plyn, ale NO nepřímo napomáhá tvorbě O3. N2O má potenciál být 300krát účinnější jako skleníkový plyn než CO2. První z nich iniciuje odstranění O3 jednou ve stratosféře.
Koncentrace N2O v atmosféře rostou především v důsledku mikrobiální aktivity v půdách bohatých na dusík (N) v souvislosti se zemědělstvím a hnojením.
Dva hlavní zdroje NO v atmosféře jsou antropogenní emise (ze spalování fosilních paliv) a biogenní emise z půd. Oxid dusíku se rychle vyrábí z NO v troposféře (NO2).
Těkavé organické sloučeniny (VOC) a hydroxyl může reagovat s NO a N2 (označované jako NOx) za vzniku organických dusičnanů a kyseliny dusičné, v daném pořadí.
Přístup do ekosystémů získávají atmosférickou depozicí, která je ovlivněna kyselostí nebo obohacením N a má vliv na cyklus dusíku.
5. Zdroje NO a chemické reakce v rostlinách
Redukční a oxidační cesty byly popsány jako dva hlavní procesy pro tvorbu NO v rostlinách.
V redukční dráze NR převádí dusitany na NO v přítomnosti anoxie, kyselého pH nebo zvýšených hladin dusitanů.
S produkcí NO závislou na NR bylo spojeno několik činností, včetně uzavření průduchů, vývoje kořenů, klíčení a imunologických odpovědí.
Xanthinoxidáza, aldehydoxidáza a sulfitoxidáza jsou jen některé z molybdenových enzymů, které mohou redukovat dusitany v rostlinách.
U zvířat lze také dusitany redukovat prostřednictvím systému transportu elektronů v mitochondriích.
Prostřednictvím oxidace organických látek, jako jsou polyaminy, hydroxylamin a arginin, oxidační cesta vytváří NO.
Zvířecí NOS enzymy katalyzují přeměnu argininu na citrulin a NO. Byla provedena řada výzkumů k identifikaci rostlinného NOS a produkce NO v rostlinách závislé na argininu.
Poté, co byl NOS objeven v zelené řase Ostreococcus Tauri, prošly genomy rostlin vysoce výkonnou bioinformatickou studií.
Tato práce ukazuje, že homology NOS byly nalezeny pouze v malém počtu fotosyntetických mikroorganismů, jako jsou řasy a rozsivky, z více než 1,000 zkoumaných genomů vyšších rostlin.
Závěrem lze říci, že vyšší rostliny produkují NO, který je závislý na argininu, ale konkrétní enzym nebo enzymy odpovědné za oxidační procesy jsou stále neznámé.
6. Ozon (O3)
Ozon (O3) je primárně přítomen ve stratosféře, zatímco některé jsou produkovány také v troposféře.
Ozonová vrstva a stratosférický ozon jsou přirozeně vytvářeny chemickými reakcemi mezi kyslíkem (O2) a slunečním ultrafialovým (UV) zářením.
Jedna molekula O2 je slunečním UV světlem rozdělena na dva atomy kyslíku (2 O). Výsledkem je molekula (O3), která vzniká, když se každý z těchto extrémně reaktivních atomů spojí s O2.
Vrstva (O3) absorbuje asi 99 % středofrekvenčního UV záření Slunce, které má vlnovou délku mezi 200 a 315 nm. Jinak by mohly poškodit formy života, které jsou vystaveny blízko zemského povrchu.
Většina troposférického O3 je produkována NOx, CO a VOC reagujícími se slunečním zářením. Bylo však zjištěno, že ve městech mohou NOx pohlcovat O3.
Světlo, roční období, teplota a koncentrace VOC mají vliv na tuto duální interakci NOx a O3.
Navíc v přítomnosti významného množství NOx má oxidace CH4 pomocí OH v troposféře za následek tvorbu formaldehydu (CH2O), CO a O3.
O3 v troposféře je špatný jak pro rostliny, tak pro zvířata (včetně lidí). O3 má různé účinky na rostliny. Buňky známé jako průduchy, které se nacházejí především na spodní straně listů rostlin, umožňují CO2 a vodě pronikat do tkáně.
Rostliny, které jsou vystaveny vysokým hladinám O3, uzavírají průduchy, což zpomaluje fotosyntézu a omezuje vývoj rostlin. Silný oxidační stres může být také vyvolán O3, který poškozuje rostlinné buňky.
7. Fluorovaný plyn
Syntetické, silné skleníkové plyny, jako jsou fluorované uhlovodíky, perfluorované uhlovodíky, fluorid sírový a fluorid dusitý, se uvolňují prostřednictvím různých domácích, komerčních a průmyslových aplikací a operací.
Někdy se místo sloučenin poškozujících ozón ve stratosféře (např. chlorfluoruhlovodíků, hydrochlorfluoruhlovodíků a halonů) používají fluorované plyny – zejména fluorované uhlovodíky.
Ve srovnání s jinými skleníkovými plyny jsou fluorované plyny běžně emitovány v menším množství, přesto se jedná o silné skleníkové plyny.
Někdy jsou označovány jako plyny s vysokým GWP, protože při daném množství hmoty zachycují podstatně více tepla než plyny s nižším potenciál globálního oteplování (GWPs) jako CO2, které se obvykle pohybují v tisících až desetitisících.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Protože každý skleníkový plyn absorbuje energii jinak a má odlišnou „životnost“ neboli množství času stráveného v atmosféře, má každý z nich jinou kapacitu absorbovat teplo z atmosféry.
Podle Mezivládního panelu pro změnu klimatu by například byly zapotřebí stovky molekul oxidu uhličitého, aby se vyrovnal oteplovacímu účinku jediné molekuly fluoridu sírového, nejúčinnějšího skleníkového plynu, pokud jde o absorpci tepla (IPCC).
Účinky skleníkových plynů na životní prostředí – FAQ
Jak skleníkové plyny ovlivňují globální oteplování?
Protože zadržují teplo, které by jinak uniklo z atmosféry, mají skleníkové plyny na svědomí globální oteplování. Tyto plyny, na rozdíl od kyslíku a dusíku, mohou absorbovat záření a zadržovat teplo. Země se díky skleníkovým plynům udržuje na teplotě, kde může existovat život.
Doporučení
- 6 Účinky GMO na životní prostředí
. - 10 Vliv kyselých dešťů na životní prostředí
. - 3 Účinky oxidu uhelnatého na životní prostředí
. - 8 Vlivy stoupající hladiny moří na životní prostředí
. - 9 Vliv recyklace na životní prostředí
. - Jak řešit problémy s vodou ve vesnicích - 10 nápadů
Srdcem nadšený ochránce životního prostředí. Hlavní autor obsahu ve společnosti EnvironmentGo.
Snažím se osvětu veřejnosti o životním prostředí a jeho problémech.
Vždy šlo o přírodu, kterou bychom měli chránit a ne ničit.