Несмотря на исключительную важность для Земли и ее обитателей, парниковые газы приносят все больший вред человечеству.
Воздействие парниковых газов на окружающую среду было увеличивается в результате антропогенной деятельности увеличили содержание этих газов в атмосфере.
Содержание
Что такое парниковые газы?
Газы в атмосфере, известные как парниковые газы, влияют на энергетический баланс планеты. Результатом этого является так называемый парниковый эффект.
Низкие концентрации трех наиболее известных парниковых газов — двуокиси углерода (CO2), метана и закиси азота — можно обнаружить в атмосфере естественным образом.
Некоторые парниковые газы выделяются только в результате деятельности человека (например, синтетические галоидоуглероды). Другие существуют в природе, но присутствуют в повышенных количествах из-за воздействия человека (например, двуокись углерода) (например, двуокись углерода).
Деятельность, связанная с энергетикой (например, сжигание ископаемого топлива в электроэнергетике и на транспорте), сельское хозяйство, изменение землепользования, обращение с отходами методы обработки и другие промышленные операции — все это примеры антропогенных причин.
Что вызывает парниковый эффект?
Это основные причины парникового эффекта.
1. Сжигание ископаемого топлива
Наша жизнь в значительной степени зависит от ископаемого топлива. Они обычно используются для производства электроэнергии и для транспорта. Углекислый газ выделяется при сжигании ископаемого топлива.
Использование ископаемого топлива расширилось вместе с рост численности населения. В результате этого увеличился выброс парниковых газов в атмосферу.
2. Вырубка леса
Углекислый газ поглощается растениями и деревьями, которые затем выделяют кислород. Рубка деревьев вызывает значительное увеличение парниковых газов, что повышает температуру земли.
3. Сельское хозяйство
Одним из факторов парникового эффекта атмосферы является закись азота, используемая в удобрениях.
4. Промышленные отходы и свалки
Опасные газы производятся предприятиями и производителями и выбрасываются в атмосферу.
Кроме того, свалки выделяют метан и углекислый газ, которые способствуют образованию парниковых газов.
7 Воздействие парниковых газов на окружающую среду
Ниже приведены последствия воздействия парниковых газов на окружающую среду.
1. Водяной пар
Тропосфера содержит воду в виде пара и облаков. Тиндаль в 1861 году отметил, что наиболее значительным газообразным поглотителем изменений инфракрасного света является водяной пар.
По более точным расчетам, на облака и водяной пар приходится соответственно 49 и 25% длинноволнового (теплового) поглощения.
Однако по сравнению с другими парниковыми газами, такими как CO2, продолжительность жизни водяного пара в атмосфере коротка (дни) (годы). Региональные вариации концентрации водяного пара не зависят напрямую от деятельности человека.
Однако из-за косвенного воздействия деятельности человека на глобальные температуры и образования водяного пара, также называемого обратной связью водяного пара, потепление усиливается.
2. Углекислый газ (CO2)
20% поглощения тепла приходится на углекислый газ.
Органическое разложение, выбросы в океан и дыхание — все это примеры природных источников CO2.
Источники антропогенного CO2 включают производство цемента, расчистку леса, а также сжигание ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, среди прочего.
Удивительно, но на промышленность приходится 21% прямых выбросов CO2, тогда как 24% приходятся на сельское хозяйство, лесное хозяйство и другие виды землепользования.
С примерно 270 моль.моль-1 в 1750 г. до нынешних количеств, превышающих 385 моль.моль-1, содержание CO2 в атмосфере значительно возросло за предыдущие два столетия.
С 1970-х годов примерно половина всех антропогенных выбросов CO2 в период с 1750 по 2010 год произошла.
Прогнозируется, что средняя глобальная температура поверхности повысится на 3-5°C в 2100 году в результате высоких концентраций CO2 и положительной обратной связи воды.
3. Метан (СН4)
Основным органическим следовым газом в атмосфере является метан (CH4). Основным элементом природного газа, глобального источника топлива, является CH4.
Сельское хозяйство и животноводство вносят значительный вклад в выбросы CH4, хотя в основном виновато использование ископаемого топлива.
С доиндустриальной эпохи концентрация CH4 увеличилась в два раза. Текущая средняя концентрация по земному шару составляет 1.8 моль.моль-1.
Хотя его концентрация составляет всего 0.5% от концентрации CO2, есть опасения по поводу увеличения выбросов CH4 в атмосферу. На самом деле, как парниковый газ, он в 30 раз мощнее, чем CO2.
Наряду с монооксидом углерода (CO) CH4 образует O3 (см. ниже), который помогает регулировать количество OH в тропосфера.
4. Оксиды азота (NxO)
Оксид азота (NO) и закись азота (N2O) считаются парниковыми газами (ПГ). Их глобальные выбросы увеличились за последнее столетие, в основном в результате деятельности человека. Почва выделяет NO и N2O.
N2O является мощным парниковым газом, но NO косвенно способствует образованию O3. N2O потенциально может быть в 300 раз более мощным парниковым газом, чем CO2. Первый инициирует удаление O3 сразу в стратосфере.
Концентрации N2O в атмосфере повышаются в основном в результате микробной активности в богатых азотом (N) почвах, связанной с ведением сельского хозяйства и внесением удобрений.
Двумя основными источниками NO в атмосфере являются антропогенные выбросы (от сжигания ископаемого топлива) и биогенные выбросы из почв. Оксид азота быстро образуется из NO в тропосфере (NO2).
Летучие органические соединения (ЛОС) а гидроксил может реагировать с NO и NO2 (обозначаемым как NOx) с образованием органических нитратов и азотной кислоты соответственно.
Они получают доступ к экосистемам за счет атмосферных отложений, на которые влияет кислотность или обогащение азотом и которые влияют на круговорот азота.
5. Источники NO и химические реакции в растениях
Восстановительный и окислительный пути были описаны как два основных процесса образования NO в растениях.
В восстановительном пути NR превращает нитрит в NO в присутствии аноксии, кислого pH или повышенного уровня нитрита.
Несколько активностей, включая закрытие устьиц, развитие корней, прорастание и иммунологические реакции, были связаны с NR-зависимой продукцией NO.
Ксантиноксидаза, альдегидоксидаза и сульфитоксидаза — это лишь некоторые из ферментов молибдена, которые могут восстанавливать нитриты в растениях.
У животных нитрит также может восстанавливаться с помощью системы переноса электронов в митохондриях.
При окислении органических веществ, таких как полиамины, гидроксиламин и аргинин, окислительный путь приводит к образованию NO.
Ферменты NOS животных катализируют превращение аргинина в цитруллин и NO. Были проведены многочисленные исследования для выявления растений NOS и аргинин-зависимой продукции NO в растениях.
После открытия NOS у зеленой водоросли Ostreococcus Tauri геномы растений подверглись высокопроизводительному биоинформатическому исследованию.
Эта работа демонстрирует, что гомологи NOS были обнаружены только у небольшого числа фотосинтезирующих микроорганизмов, таких как водоросли и диатомовые водоросли, из более чем 1,000 исследованных геномов высших растений.
В заключение, высшие растения действительно производят NO, который зависит от аргинина, но конкретный фермент или ферменты, ответственные за окислительные процессы, до сих пор неизвестны.
6. Озон (О3)
Озон (O3) в основном присутствует в стратосфере, а некоторые образуются и в тропосфере.
Озоновый слой и стратосферный озон образуются в результате химических реакций между кислородом (O2) и солнечным ультрафиолетовым (УФ) излучением.
Одна молекула O2 расщепляется солнечным УФ-светом на два атома кислорода (2 O). В результате получается молекула (O3), которая создается, когда каждый из этих чрезвычайно реакционноспособных атомов соединяется с O2.
Слой (O3) поглощает около 99% среднечастотного УФ-излучения Солнца с длиной волны от 200 до 315 нм. В противном случае они могут нанести вред формам жизни, которые находятся близко к поверхности Земли.
Большая часть O3 в тропосфере образуется за счет NOx, CO и ЛОС, реагирующих с солнечным светом. Однако было отмечено, что в городах NOx может поглощать O3.
Свет, время года, температура и концентрация летучих органических соединений влияют на это двойное взаимодействие NOx и O3.
Кроме того, в присутствии значительного количества NOx окисление CH4 OH в тропосфере приводит к образованию формальдегида (CH2O), CO и O3.
О3 в тропосфере вреден как для растений, так и для животных (включая человека). O3 оказывает разнообразное воздействие на растения. Клетки, известные как устьица, которые в основном находятся на нижней стороне листьев растений, позволяют углекислому газу и воде проникать в ткани.
Растения, подвергающиеся воздействию высоких уровней O3, закрывают свои устьица, что замедляет фотосинтез и ограничивает развитие растений. Сильный окислительный стресс также может быть вызван O3, повреждающим растительные клетки.
7. Фторированный газ
Синтетические сильнодействующие парниковые газы, такие как гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота, выделяются в результате различных бытовых, коммерческих и промышленных применений и операций.
Иногда фторсодержащие газы, особенно гидрофторуглероды, используются вместо стратосферных озоноразрушающих соединений (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов).
По сравнению с другими парниковыми газами фторсодержащие газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но они являются мощными парниковыми газами.
Их иногда называют газами с высоким ПГП, потому что при заданной массе они улавливают значительно больше тепла, чем газы с более низким потенциалы глобального потепления (ПГП) как CO2, которые обычно колеблются от тысяч до десятков тысяч.
Заключение
Поскольку каждый парниковый газ поглощает энергию по-разному и имеет различный «срок жизни» или количество времени, проведенного в атмосфере, каждый из них имеет разную способность поглощать тепло из атмосферы.
По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, например, потребуются сотни молекул углекислого газа, чтобы соответствовать согревающему эффекту одной молекулы гексафторида серы, самого мощного парникового газа, с точки зрения поглощения тепла (МГЭИК).
Воздействие парниковых газов на окружающую среду – часто задаваемые вопросы
Как парниковые газы влияют на глобальное потепление?
Поскольку они сохраняют тепло, которое в противном случае ушло бы из атмосферы, парниковые газы виноваты в глобальном потеплении. Эти газы, в отличие от кислорода и азота, могут поглощать излучение и сохранять тепло. Земля поддерживается при температуре, при которой жизнь может существовать из-за парниковых газов.
СОВЕТЫ
- 6 Влияние ГМО на окружающую среду
. - 10 последствий кислотных дождей для окружающей среды
. - 3 Воздействие угарного газа на окружающую среду
. - 8 Влияние повышения уровня моря на окружающую среду
. - 9 Влияние переработки на окружающую среду
. - Как решить проблемы с водой в деревнях - 10 идей
Страстный эколог в душе. Ведущий автор контента в EnvironmentGo.
Я стремлюсь информировать общественность об окружающей среде и ее проблемах.
Это всегда было о природе, мы должны защищать, а не разрушать.