Стакленички гасови

Од Википедија, слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Дијаграм на настанокот на стакленичкиот ефект

Стакленичките гасови придонесуваат за зголемување на ефектoт на стаклена градина кој влијае врз загревање на планетата Земја кое настанало со пореметување на енергетската рамнотежа помеѓу количина на зрачење кое од Сонцето го прима и во вселената го зрачи Земјината површина. Ефектот на стаклена градина, кој во минатото беше благослов за Земјата, во последното столетие, засилен од човечките активности, се чини дека се претвора во сериозна закана.

Овој ефект се јавува како резултат на зголемување на количината на зрачењето кое од површината на Земјата не може да биде емитирано во вселената, туку атмосферата го апсорбира и станува потопла. Земјата мора да испушта енергија во вселената исто онолку колку што таа апсорбира енергија од Сонцето. Сончевата енергија пристигнува во форма на зрачење со помала бранова должина. Атмосферата на Земјата одбива дел (37-39 %) од оваа енергија, додека остаток (поголем дел) паѓа на површина на Земјата и ја загрева. Земјата се ослободува од оваа енергија, така што ја праќа назад во вселената во облик на инфрацрвени зраци (зраци со поголеми бранови должини). Поголем дел од инфрацрвеното зрачење, емитирано од земјината површина, се рефлектира од гасови што постојат во природата. Овие гасови спречуваат енергијата да помине кон вселената, така да зраците се враќаат назад кон Земјата и ја зголемуваат атмосферската температура. Оние гасови кои го задржуваат зрачењето се познати под назив стакленички гасови, а проблеми кои настануваат се познати под име глобално затоплување. Тоа се случува со атмосферата на Земјата во последниот век.

Глобалното затоплување, кое се должи на ефектот на стаклена градина е проблем поврзан со можните глобални климатски промени предизвикани од зголеменото ниво на таканаречените стекленички гасови во атмосферата. Научниците излегоа со тврдење дека зголеменото присуство на овие гасови ќе резултира со глобално покачување на температурата кое, пак би имало бројни негативни па дури и непоправливи ефекти врз животната средина.

Планетата Земја е опкружена од својата атмосфера која е составена од различни гасови. Некои од нив, како на пример јаглерод диоксидот, имаат исти својства како стаклените панели на една стаклена градина и не и дозволуваат на топлината да ја напушти планетата. Затоа тие гасови ги нарекуваме стакленички гасови. Понатаму, енергијата од Сонцето ја апсорбираат водите, почвите и живите суштества на планетата. Таа енергија постепено се враќа во атмосферата. Колку повеќе има стакленички гасови, толку повеќе топлина е заробена. Тоа се нарекува ефект на стаклена градина. Ефект на стаклената градина го открил Joseph Fourier, 1824 година, а прв кој квантитативно го истражил е Svante Arrhenius, 1896 год. [5]

Стакленички гасови[уреди]

Стакленичките гасови се природни и кога се во соодветна количина тие се од голема корист за Земјата. Стакленичките гасови го овозможуваат животот на Земјата. Тие ја зголемуваат температурата на нашата планета и без нив би било студено за да се преживее. Да не се тие, сончевата енергија која доаѓа до Земјината површина би била емитирана назад во вселената, и температурите на нашата планета би биле до толку ниски што воопшто не би бил возможен живот на неа. Отсуство на стакленичките гасови би ја намалило температурата за околу 33 °C, претварајќи ја Земјата во уште една безживотна планета на сончевиот систем. Стакленичките гасови апсорбираат дел од таа сончева енергија која се рефлектира од површината на Земјата и емитираат назад во атмосферата. На тој начин тие овозможуваат сончевата енергија да дојде до земјината површина како видлива светлина, за потоа да биде заробена од атмосферата како инфрацрвена топлина. [4] Овој феномен ја одржува топлината на нашата планета загревајќи ја до тој степен кој на неа и овозможува живот со што ќе се обезбеди нормално одвивање на физиолошките функции на сите живи организми. Но, кога ефектот на стаклената градина е премногу силен, тогаш температурите растат пребрзо и превисоко. Дури и најмалите зголемувања на температурата може да имаат сериозно влијание врз животите на луѓето, животните и растенијата.

Гасови кои во најголема мерка придонесуваат за ефект на стаклена градина се следните:

  • озон (O3)
  • метан (CH4)
  • водена пареа (H2O)
  • јаглерод моноксид (CO)
  • јаглерод диоксид (CO2)
  • азотсубоксид (N2O)
  • сулфур хексафлуорид (SF6)

Дополнително, емитирани се нови синтетички гасови како што се хлорофлуоројаглероди (CFC) или накусо халони и утврдено е дека и тие влијаат врз ефектот на стаклената градина. [4] Со индустријализацијата и пораст на населението, емисијата на стакленичките гасови, од согорување на фосилни горива, сечење на шумите и чистење на земјиште за употреба во земјоделството, постојано се зголемува. Се предвидува дека емисијата на стакленичките гасови ќе продолжи уште да се зголемува паралелно со порастот на глобалната економија.


Озон[уреди]

Озон О3, предизвикува 3–7 % од вкупниот ефект на стаклена градина. За заштита од штетните влијанија од Сонцето (поретко од други извори на зрачење) постои озонот, алотропска модификација на кислород каде се сврзани три атоми на кислород во една молекула.

Озонската обвивка се наоѓа на 10-35 km. од Земјината површина со дебелина од само 3 mm. Тој претставува “природен филтер” за заштита од штетното УВ зрачење. Озонот во стратосферата се формира од дејство на ултравиолетови зраци (200-250 nm) од Сонцето на молекула на обичен кислород.

О2 + енергија = О + О -над стратосферата О2 + О = О3 -во стратосферата

Самиот озон ги апсорбира УВ зраците меѓу 250-300 nm. што доведува до негово делумно разградување па се воспоставува рамнотежа со горната реакција:

О3 +енергија = О2 + О О3 + О = О2 + О2 [2]

Така да крајниот ефект на овие реакции е предизвикување на ефектот на стаклена градина така што озонот ги апсорбира УВ зраците, ги конвертира во топлина, со што се зголемува т.е придонесува за зголемување на глобалното затоплување . Озонската обвивка го апсорбира УВ зрачењето така што тоа не стигнува до површината на Земјата. Меѓутоа, одредени индустриски соединенија предизвикуваат озонот да се разложува во поголема мерка, отворајќи дупка во озонската обвивка над Антарктикот, а со тоа живиот свет се изложува на штетни влијанија од УВ зрачење. Еден единствен атом на хлор, на пример, може да уништи стотици или илјадници молекули на озон. Најзначајни катализатори за разложување на озонот се халогените елементи (хлор, бром).

Озонската дупка, некогаш се смета за појава поврзана со глобалното затоплување. Иако постојат неколку допирни точки, овие две појави не се многу поврзани. Намалување на стратосферскиот озон влијае на заладување, но значајно намалување на количина на озонот се нема случено од 1970-тите години. [7] Озон се појавува и во тропосфера (најдолниот дел од атмосферата на Земјата) и тука претставува загадувач кој допринесува во формирањето на фотохемискиот смог. Озон во тропосферата допринесува за загревање на површината. [7]

Метан[уреди]

Метанот предизвикува 4–9 % од вкупниот ефект на стаклена градина. [2] Најпростиот јаглеводород - метан е гас без боја, мирис и вкус чие што ослободување оди многу брзо. Незапаллив е но, експлозивен. Метанот е продукт на земјоделието, а се ослободува и од депониите за смет. Негови природни извори се исто така влажни предели (бари). Големи количини на метан се емитуваат во атмосферата преку вулканите кои се поврзани со подлабоките слоеви на Земјата или се создаваат по пат на анаеробното дишење. Метанот се создава со разградување на мртвите органски материи во мочуриштата и со разложување на органскиот отпад во безкислородни услови. Како извори на емисии на метан се сметаат покрај другите и индустријата за рециклирање на отпад, агроиндустријата, како и истекувањата и емисиите кои се јавуваат во самата нафтена и гасна индустрија.

При согорувањето се ослободува молекул на јаглерод диоксид и две молекули на вода:

CH4 + 2CO2 → CO2 + 2H2O

Емисиите на метан можат да се разликуваат значително од една земја или регион до друг/а, во зависност од многу фактори како што се климата, карактеристики на индустриското и земјоделско производство, видови на енергија и користење, управување со отпад. На пример, температурата и влагата имаат значително влијание врз процесот на анаеробна дигестија, кој е еден од клучните биолошки процеси кои предизвикуваат емисиите на метан.

Едно од прашањата кое се наметна околу продуктите при согорување на природниот гас и испуштање на таканаречените стакленички гасови беше фактот што метанот, главната состојка на природниот гас, е во основа многу моќен стакленички гас. Имено, еден тон на метан го има истиот ефект врз глобалните климатски промени, како 21 тон на СО2. Toa значи дека способноста на метанот да ја заробува топлината е речиси 21 пат поефикасна од онаа на јаглеродниот диоксид.

Метаногени се бактерии кои произведуваат гас-метан. Тие се многу анаеробни (кислородот е отровен за нив) и чувствителни на pH вредност. Тие ја комбинираат оцетната киселина, направена од страна на ацетогени, со водороден гас и јаглерод диоксид за да произведат метан, вода и јаглерод диоксид, според следнава равенка:

CH3COOH + CO2 + 4H2 → 2CH4 + 2H2O + CO2 [3]

Метан во Сибир: Меурчиња од метан заробени се во езерскиот мраз во текот на првите денови на создавањето на мразот во Сибир. Иако, неверојатениот студ во Сибир претставува закана, таму се ослободува метан од стопениот мраз кој претставува уште поголема закана. Во следните десет години тоа би можело да стане се позначаен фактор кој ќе влијае врз глобалното затоплување.

Метанот е виновникот за појава на оган во Сибир среде зима. Научниците тврдат дека тој претставува сериозна закана за климата затоа што е 23 пати посилен стакленички гас од јаглерод диоксид.

Концентрација на CH4 во атмосферата се зголемува за околу 0,6 % годишно.

Водена пареа[уреди]

Со својата висока концентрација таа игра значајна улога во природниот ефект на стаклена градина, иако молекулите на водата апсорбираат само определена бранова област од топлината што зрачи од Земјата. Водената пареа во најголем процент е одговорна за ефектот на стаклена градина, помеѓу 36 % и 66 % при ведро небо и помеѓу 66 % и 85 % кога е облачно. Концентрација на водената пареа варира регионално, но човечките активности не влијаат значително врз нејзината концентрација, освен во локални размери. Водената пареа има релативно кратка се задржува во атмосферата и преку врнежите се враќа назад на Земјата. Според Environmental Health Center of the National Security, водената пареа чини дури 2% од атмосферата.

Со Clausius-Clapeyron-овата равенка може да се покаже дека воздухот може да содржи повеќе водена пареа во единица волумен, доколку тој се загрева. Овој и други основни принципи укажуваат на тоа дека затоплувањето поврзано со зголемени концентрации на други стакленички гасови, исто така ќе ја зголеми концентрацијата на водената пареа. [6]

Јаглерод моноксид[уреди]

Гасот настанува со согорување на разни видови на горива, дрво, масло, парфеми. Тоа е јаглерод моноксид.

Тој се добива при непотполна оксидација (горење) на јаглеродот во услови на недоволно присуство на кислород.

2C + O2 → 2CO

Тој понатаму може да се оксидира до јаглерод диоксид.

2CO + O2 → 2CO2

Издувните гасови од мотори со внатрешно согорување се еден од најголемите загадувачи на атмосферата со овој гас, потоа следат издувните гасови кои настануваат во текот на произвотство на железо, како и гасови при согорување на масла во термоелектрани, во процесот на производување на нафта во рафинерии и во хемиската индустрија.

Во природата овој гас е многу редок. Во воздухот се наоѓа во траги, нешто повеќе во вулкански гасовино, го има и во метеори.

Многу повеќе се создава поради човеково влијание, најчесто како резултат на антропогеното загадување. како и во гасови од фабричките оџаци, печки и мотори со внатрешно согорување. Важен е и составен дел на гасот за осветлување, како и генераторскиот и водениот гас.

Јаглерод диоксид[уреди]

Јаглерод диоксидот (хемиска формула: CO2) e хемиско соединение составено од два кислородни атоми и еден атом на јаглерод. Тоа е гас без боја и мирис. Потежок е од воздухот и не гори.

Растенијата го користат јаглерод диоксидот од воздухот, трансформирајќи го во органски материи, а при тоа ослободувајќи кислород. Тоа се случува при процесот фотосинтезата при што се синтетизираат јаглехидрати. Животните и луѓето го користат кислородот во процесот на дишење, при што ослободуваат јаглерод диоксид. Овој процес се одвива постојано и е основа за животот на Земјата.

Јаглеродниот диоксид се создава од различни извори, меѓу кои и вулкански ерупции и разградување на органската материја. Исто така, тој се произведува и од ферментацијата на некои микроорганизми и од клеточното дишење јаглеродниот диоксид го има во мали концентрации во атмосферата. Тој е главна состојка на јаглеродниот циклус.

Започнувајќи од 1750 год. човечките активности значително ја зголемиле концентрацијата на CO2 во атмосферата. Измерено е дека атмосферската концентрација на CO2 е за 100 ppm повисока од пре-индустрискиот период. Јаглерод диоксид е главниот стакленички гас кој е одговорен за повеќе од половина затоплување на Земјата. Постојат многу антропогени извори на CO2. Некои од нив ќе бидат наведени и дискутирани во текстот што следи.

Фосилни горива – најголем дел на јаглерод диоксид се добива од согорување на фосилните горива. Фосилните горива (јаглен и нафта) содржат големо количество на јаглерод. Кога се запалени, тој јаглерод се ослободува во атмосферата во вид на CO2 , што доведува до зголемување на неговата концентрација во атмосферата. Износ на CO2 зависи од видот на фосилното гориво.

Главни извори на CO2 при согорување на фосилни горива со застапеност во период од 2000-2004 год. се: течни горива (бензин, нафта) 36 %, цврсти (јаглен) 35 %, гасни (природен гас) 20 %, производство на цимент 3 %, согорување на индустриски гасови со помалку од 1 % итн. [6]

Примарни извори на фосилни горива се електрични искористувања (33 %), транспорт (31 %), индустриски процеси (24 %) и загревање и ладење на објекти (12 %). Емисиите на јаглерод диоксид се зголемени на глобално ниво за 25 % од времето на индустриската револуција, пред 200години, од кои 10 % зголемување е во последните 30години. [1] Промени при користење на земјиште – како резултат на сечење на шуми има големо влијание на количината на CO2 емитирана во атмосферата. Дрвја и растенија апсорбираат CO2 во процес на фотосинтеза, а јаглерод се чува во ткива и влакна од дрвото.

Производство на цемент – при производство на цимент се користат големи количини на варовник, кој ослободува CO2 во атмосферата за време на производниот процес. Природниот гас е најчисто користено фосилно гориво. Согорување на масло испушта помеѓу 38 и 43 % повеќе CO2 отколку природниот гас, додека согорување на јаглен 72-95 % повеќе CO2 по единица ослободена енергија отколку природен гас.

Зголемување на количината на стакленичките гасови ја зголемува количината на зрачењето апсорбирано од страна на атмосферата и на тој начин се намалува количината на зрачењето кое го емитира Земјата кое може да помине во вселената. Ова предизвикува затоплување на планетата Земја. [1]

Улога на јаглерод диоксидот во ефектот на стаклена градина За еден од главните стакленички гасови се смета јаглеродниот диоксид. Иако јаглеродниот диоксид не ја “заробува” топлината толку ефикасно како другите гасови од оваа група (со други зборови е “помалку моќен" стакленички гас), сепак, поради самиот факт што количините емисии на јаглероден диоксид во атмосферата се извонредно високи, особено како резултат на согорувањето на фосилните горива, му го даваат токму на овој гас приматот како стакленички.

Намалувањето на емисиите на јаглероден диоксид секако може да има огромно влијание врз ефектот на стаклена градина, а со тоа и на глобалното затоплување. Концентрација на CO2 сега е зголемена за околу 0,4 % годишно. [2]

Кога северната полутопка е свртена кон Сонцето, кога кај нас е пролет и лето, тогаш лисјата вдишуваат CO2 и неговото количество во атмосферата опаѓа. Но, кога јужната полутопка е свртена кон Сонцето, кога кај нас е есен и зима, листовите опаѓаат со што се зголемува количината на CO2 во атмосферата.

Диазот монооксид[уреди]

Диазотниот монооксид создава 300 пати поголем ефект на стаклена градина од CO2. Диазот монооксид главно се создава преку микробска промена на азотот содржан во почвата. Зголеменото создавање на N2O од човечко влијание може да се сведе на зголемениот влез на азот во почвите, пред сé, преку земјоделството, индустријата и сообраќајот. Концентрација на N2O сега е зголемена за околу 0,2 % годишно . [2] Азотен монооксид (N2O) е продуциран од бактерии во природен денитрификациски процес. Тој е хемиски инертен во тропосферата, но во стратосферата е деградиран фотохемиски. Просечната концентрација на N2O во тропосферата е околу 300 ppb и има време на престој 10 години.

Сулфурен хексафлуорид[уреди]

Овде се работи за еден гас со многу инертна реакција, кој се употребува, пред сé, во опрема со висок напон во тешката индустрија и како гас за полнење прозорци за звучна заштита и автомобилски гуми. SF6 е гас со највисок потенцијал за стаклена градина. Еден тон SF6 ја оптоварува атмосферата во големина што соодветствува на околу 23.900 тони CO2.

Последици од глобално затоплување[уреди]

Последици од глобално затоплување се следниве:

  • пораст на температура за 1,5-4,5 °C на 100-150 години
  • топење на мразот на поларните делови од планетата Земја
  • пораст на нивото на морето (топење на мразот предизвикува покачување на морското ниво при што доаѓа до поплавување на некои острови и брегови)
  • временски непогоди: зголемен број на суши и пожари, зголемување на облачноста,поплави,урагани
  • влијание врз здравје на луѓето: смртоносни топлотни бранови, лош воздух, алергии и астма
  • изумирање на животински видови

Покрај ова, следните статистички податоци се разочарувачки: Земјата станува се потопла. Во 1995 година светската научна заедница извести дека промената е веќе присутна и дека планетата Земја во минатото столетие се затоплила за 0,5 °C. Уште во 1896 година големиот шведски хемичар Свенте Арениус предвидувал дека со удвојување на концентрацијата на CO2 во атмосферата преку согорување на фосилните горива, можно е глобалната температура да порасне за 5,5 °C. Ова не е далеку од вредностите 1,5 °C до 4,5 °C кои сега се добиваат од компјутерските симулации на климата за двојно зголемување на CO2 во атмосферата. Сите четири најжешки години откако почнале да се регистрираат овие податоци се во 1990-тите. [4]

Прва жртва на климатските промени – Тавалу, мала островска земја во Пацификот со десет илјади жители. Се наоѓа на средина помеѓу Хаваи и Австралиа. Островите полека ги голта морето чие ниво се покачува заради глобалното затоплување.

Доколку не се превземат мерки за решавање на глобалното затоплување :

  • Нивото на CO2 се зголемува постојано. Во текот на последниот век тоа се зголемило за цели 30 %. Ако не се редуцира порастот на популацијата и употребата на фосилни горива нивото на СО2 ќе се дуплира некаде во средината на 21 век.
  • Најважно, дел од поларните санти мраз може да се стопи и тоа да доведе до покачување на нивото на водата во морињата, кое што веќе е покачено помеѓу 10 и 25 cm во последните 100 години, а до 2050 може да стане и тродупло со што огромни крајбрежни површини, кои се многу густо населени, областите кои што се наоѓаат на помала надморска височина, па дури и цели држави, како Бангладеш, можат да бидат потопени и да исчезнат под морето.

Toa делумно настанува поради ширењето на водата кога таа се загрева. Топењето на глечерите во последното столетие, исто така, придонесува за пораст на морското ниво. Најзагрозени се: Индија, Пакистан, Бангладеш, Малдиви, Тајланд, Мозамбик, Египет, Суринам итн.

Ако дозволиме температурата да порасне за 4 степени, тогаш ќе настане еден општ хаос на целата Земја. Климатскиот систем веќе трпи промени поради топењето на сантите на Арктикот, но со пораст за 4 степени целосно топењето на поларниот мраз ќе биде неизбежно, што ќе предизвика зголемување на нивото на морето за 70-80 m. Сите светски крајбрежја ќе бидат потопени, заедно со пристаништата, градовите, инфраструктурата и плодната почва. Релјефот на Земјата ќе биде како оној после Леденото доба, кога нивото на морето пораснало за 120 m.

Порано замрзнатото земјиште (вечен мраз) во арктичкиот предел на Алјаска и Сибир веќе почнале да се топaт,нарушувајќи ги екосистемите и инфраструктурата.

  • Зголемување на глобалната температура ќе предизвика пораст на нивото на морето и ќе го промени износот и шемата на врнежите, веројатно, вклучувајќи ги и проширување на територијата на пустините . Најверојатните ефекти вклучуваат зголемување на интензитетот на екстремни временски појави, како и промени во земјоделските приноси *Потопла планета ќе го забрзува глобалниот циклус на водата: размената на вода помеѓу океаните, атмосферата и земјиштето. Повисоки температури ќе предизвикуваат поголемо испарување и побрзо сушење на почвите. Зголемено количество вода во атмосферата значи повеќе дожд и снег. Првите знаци на промени на циклусот на вода предизвикуваат поплави,урагани, ерозија на земјиштето па дури и губење на некои видови живи организми.

Веќе е крајно време да сфатиме: „Климатските промени ... не се ништо друго, туку една форма на бавно умирање ".

Што треба да се направи за да се спречи затоплувањето?[уреди]

Човековото влијание на глобалното затоплување денес, за прв пат во историјата на Земјата, луѓето ја имаат, можеби, одлучувачката улога за иднината на климатските промени. Потоплата иднина може да беде резултат на денешните активности на луѓето во кои се ослободуваат големи количини на гасови кои ја задржуваат топлината. Овие гасови се дел од причините за зголемување на темп. за 0,5 степени за последните 100 год.

Денес за секој од над 6 милијарди луѓе на планетата скоро 6 тони СО2 се исфрла во атм годишно . Како резултат на нашите активности конц. на СО2 е покачено за 30 % во последните 250 год.Индустриски развиените земји денес најмногу ослободуваат СО2 , додека емисијата на СО2 во земјите во развој е во подем.

Јасно се гледа дека најголемата одговорност им припаѓа на развиените земји (главно САД, Европа и Јапонија). Овие земји би требало да вложат најголеми напори за редуцирање на емисиите.

Бидејќи најголема последица од климатските промени ќе биде сушата и недостигот од вода, треба да се обединиме кон решавање на овој проблем.

Кјото протокол (KP) претставува мошне важен чекор во органичувањето на емисијата на стакленичките гасови (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs i SF6) бидејќи за прв пат се специфицирани правни обврски. Согласно со KP развиените земји имаат специфични обврски: во првиот период (2008-2012), тие треба да ги намалат вкупните емисии на стакленичките гасови за најмалку 5 % во споредба со емисиите на 1990година. Договорените цели се разликуваат помеќу развиените земји (САД се обврзале да ги намалат емисиите за 7 %, Европската унија (EU) како целина за 8 %, Јапонија и Канада за 6 %. Неодамна, САД ја повлекле својата овбрска во рамките на KP, предизвикувајќи вознемирување од светски рамки. [4]

Што може владата да направи?[уреди]

Владата може да покрене акција за пошумување. Исто така би можела да обезбеди масовен транспорт. Владата може да постави стандарди за чистота на воздухот и филтри на оџаците. За да помогне кон спречување на глобалното затоплување владата може да забрани сечење на природата, а исто така може да инвестира во флуоресцентното осветлување и користење на сончева енергија наместо нуклеарни и термоцентрали.

Што можат луѓето да направат?[уреди]

Секогаш кога е можно луѓето треба да пешачат, да возат велосипед или да го користат јавниот превоз. Доколку користат автомобил треба да изберат таков кој нема многу да троши. Дома, треба да ги исклучуваат светлата кои непотребно горат и да го исклучуваат телевизорот кога не го гледаат. Светилките треба често да ги менуваат бидејќи нови произведуваат помалку CO2. Доколку ги заменуваат електричните уреди треба да земат такви кои се енергетски најефективни. При миење на садови треба да користат ладна или топла вода, а не жешка. При греење на водата не треба да ја загреваат над 70 степени. Што се однесува до отпадоците, тие треба да се рециклираат. Луѓето исто така треба да посадуваат дрвја во близина на својот дом.