Hoolimata sellest, et kasvuhoonegaasid on Maa ja selle elanike jaoks ülimalt olulised, on need toonud inimkonnale aina suuremat kahju.
Kasvuhoonegaaside mõju keskkonnale on suurenenud inimtegevuse tõttu , mis on suurendanud nende gaaside hulka atmosfääris.
Mis on kasvuhoonegaasid?
Kasvuhoonegaasidena tuntud atmosfääris leiduvad gaasid mõjutavad planeedi energiabilanssi. Nn kasvuhooneefekt on nende tagajärg.
Looduslikult võib atmosfääris leida kolme kõige tuntuma kasvuhoonegaasi – süsinikdioksiidi (CO2), metaani ja dilämmastikoksiidi – madalaid kontsentratsioone.
Teatud kasvuhoonegaase eraldub ainult inimtegevus (nt sünteetilised halogeensüsivesinikud). Teised on olemas looduslikult, kuid on suuremates kogustes inimeste sisendi (nt süsinikdioksiid) (nt süsinikdioksiid) tõttu.
Energiaga seotud tegevused (näiteks fossiilkütuste põletamine elektri- ja transpordisektoris), põllumajandus, maakasutuse muutmine, jäätmekäitlus- ja -töötlustavad ning muud tööstustegevused on kõik näited inimtekkelistest põhjustest.
Mis põhjustab kasvuhooneefekti?
Need on kasvuhooneefekti peamised põhjused.
1. Fossiilkütuste põletamine
Meie elu sõltub suuresti fossiilkütustest. Neid kasutatakse tavaliselt elektri tootmiseks ja transpordiks. Süsinikdioksiid eraldub fossiilkütuste põlemisel.
Fossiilkütuste kasutamine on laienenud koos rahvastiku kasvuga . Selle tulemusel on suurenenud kasvuhoonegaaside atmosfääri paiskamine.
2. Metsade raadamine
Süsinikdioksiidi neelavad taimed ja puud, mis seejärel vabastavad hapnikku. Puude langetamine põhjustab kasvuhoonegaaside märkimisväärset suurenemist, mis omakorda tõstab Maa temperatuuri.
3. Põllumajandus
Atmosfääri kasvuhooneefekti üheks teguriks on väetistes kasutatav dilämmastikoksiid.
4. Tööstusjäätmed ja prügilad
Ohtlikke gaase toodavad ettevõtted ja tootjad ning paiskavad need atmosfääri.
Lisaks eraldavad prügilad metaani ja süsinikdioksiidi, mis soodustavad kasvuhoonegaase.
7 Kasvuhoonegaaside mõju keskkonnale
Järgnevalt on toodud kasvuhoonegaaside mõju keskkonnale
1. Veeaur
Troposfäär sisaldab vett aurude ja pilvede kujul. Tyndal märkis 1861. aastal, et infrapunavalguse muutuste kõige olulisem gaasiline absorbeerija oli veeaur.
Täpsemate arvutuste kohaselt moodustavad pilved ja veeaur vastavalt 49 ja 25% pikalainelisest (termilisest) neeldumisest.
Võrreldes teiste kasvuhoonegaasidega, nagu CO2, on veeauru eluiga atmosfääris lühike (päevades) (aastates). Inimtegevus ei mõjuta otseselt veeauru kontsentratsiooni piirkondlikke erinevusi.
Inimtegevuse kaudse mõju tõttu globaalsetele temperatuuridele ja veeauru tekkele, mida nimetatakse ka veeauru tagasisideks, soojenemine aga võimendub.
2. Süsinikdioksiid (CO2)
20% soojusneeldumisest põhjustab süsinikdioksiid.
Orgaaniline lagunemine, eraldumine ookeanist ja hingamine on kõik näited looduslikest CO2 allikatest.
Inimtekkelise CO2 allikate hulka kuuluvad muu hulgas tsemendi tootmine, metsade raadamine ja fossiilkütuste, näiteks kivisöe, nafta ja maagaasi põletamine.
Üllatuslikult moodustab tööstus 21% otsestest CO2 heitkogustest, samas kui 24% pärineb põllumajandusest, metsandusest ja muust maakasutusest.
Umbes 270 mol.mol-1-lt 1750. aastal kuni praeguste kogusteni, mis on üle 385 mol.mol-1, on atmosfääri CO2 sisaldus viimase kahe sajandi jooksul märkimisväärselt suurenenud.
Alates 1970. aastatest on aastatel 2–1750 tekkinud ligikaudu pool inimtekkeliste süsinikdioksiidi heitkogustest.
Prognoositakse, et 3. aastal tõuseb globaalne keskmine pinnatemperatuur 5–2100 °C võrra kõrge CO2 kontsentratsiooni ja vee positiivse tagasiside tõttu.
3. Metaan (CH4)
Peamine orgaaniline jälggaas atmosfääris on metaan (CH4). Maagaasi, ülemaailmse kütuseallika põhielement on CH4.
Põllumajandus ja kariloomade kasvatamine aitavad oluliselt kaasa CH4 heitkogustele, kuigi enamasti on süüdi fossiilkütuste kasutamine.
Alates tööstusajastueelsest ajast on CH4 kontsentratsioon kahekordistunud. Praegune keskmine kontsentratsioon kogu maakeral on 1.8 mol.mol-1.
Kuigi selle kontsentratsioon on vaid 0.5% CO2 omast, on muret CH4 atmosfääriheite suurenemise pärast. Tegelikult on see kasvuhoonegaasina 30 korda tugevam kui CO2.
Koos süsinikmonooksiidiga (CO) toodab CH4 O3 (vt allpool), mis aitab reguleerida OH hulka troposfääris.
4. Dilämmastikoksiidid (NxO)
Lämmastikoksiidi (NO) ja dilämmastikoksiidi (N2O) peetakse mõlemat kasvuhoonegaasiks (KHG). Nende globaalsed heitkogused on viimase sajandi jooksul suurenenud, peamiselt inimtegevuse tõttu. Pinnas eraldab NO ja N2O.
N2O on tugev kasvuhoonegaas, kuid EI aita kaudselt kaasa O3 tekkele. N2O võib olla kasvuhoonegaasina 300 korda tugevam kui CO2. Esimene algatab stratosfääris O3 eemaldamise.
N2O kontsentratsioon atmosfääris tõuseb peamiselt mikroobide aktiivsuse tõttu lämmastikurikastes (N) muldades, mis on seotud põllumajanduse ja väetamisega.
Kaks peamist NO allikat atmosfääris on inimtekkelised heitmed (fossiilkütuste põletamisel) ja biogeensed heitmed pinnasest. Troposfääris (NO2) toodetakse kiiresti lämmastikoksiidi.
Lenduvad orgaanilised ühendid (VOC-d) ja hüdroksüülrühm võivad reageerida NO ja NO2-ga (edaspidi NOx), moodustades vastavalt orgaanilisi nitraate ja lämmastikhapet.
Nad pääsevad ökosüsteemidesse atmosfääri sadestumise teel, mida mõjutab happesus või lämmastiku rikastamine ja mis avaldab mõju lämmastikuringele.
5. MITTE allikaid ja keemilisi reaktsioone taimedes
Redutseerivaid ja oksüdatiivseid teid on kirjeldatud kui kahte peamist protsessi NO tekkeks taimedes.
Redutseerival teel muudab NR nitriti NO-ks anoksia, happelise pH või kõrgendatud nitrititaseme juuresolekul.
NR-st sõltuva NO tootmisega on seostatud mitmeid tegevusi, sealhulgas stomataalset sulgemist, juurte arengut, idanemist ja immunoloogilisi vastuseid.
Ksantiini oksüdaas, aldehüüdoksüdaas ja sulfitoksüdaas on vaid mõned molübdeeni ensüümid, mis võivad taimedes nitritit vähendada.
Loomadel saab nitritit redutseerida ka elektronide transpordisüsteemi kaudu mitokondrites.
Orgaaniliste ainete, nagu polüamiinid, hüdroksüülamiin ja arginiin, oksüdeerimisel tekib oksüdatiivne tee NO.
Loomade NOS-ensüümid katalüüsivad arginiini muundumist tsitrulliiniks ja NO-ks. Viidi läbi arvukalt uuringuid, et tuvastada taimede NOS ja arginiinist sõltuv NO tootmine taimedes.
Pärast NOS-i avastamist rohevetikas Ostreococcus Tauri läbisid taimede genoomid suure läbilaskevõimega bioinformaatilise uuringu.
See töö näitab, et enam kui 1,000 uuritud kõrgemate taimede genoomist leiti NOS-i homolooge vaid väheses arvus fotosünteetilistes mikroorganismides, nagu vetikad ja ränivetikad.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kõrgemad taimed toodavad NO, mis sõltub arginiinist, kuid oksüdatiivsete protsesside eest vastutav spetsiifiline ensüüm või ensüümid on endiselt teadmata.
6. Osoon (O3)
Osooni (O3) leidub peamiselt stratosfääris, samas kui osa sellest tekib ka troposfääris.
Osoonikiht ja stratosfääri osoon tekivad looduslikult hapniku (O2) ja päikese ultraviolettkiirguse (UV-kiirguse) vaheliste keemiliste reaktsioonide tulemusena.
Üks O2 molekul jaguneb päikese UV-valguse toimel kaheks hapnikuaatomiks (2 O). Tulemuseks on (O3) molekul, mis tekib siis, kui kõik need äärmiselt reaktiivsed aatomid ühinevad O2-ga.
(O3) kiht neelab umbes 99% Päikese keskmise sagedusega UV-kiirgusest, mille lainepikkus jääb vahemikku 200–315 nm. Vastasel juhul võivad need kahjustada eluvorme, mis puutuvad kokku Maa pinna lähedal.
Suurema osa troposfääri O3-st toodavad NOx, CO ja lenduvad orgaanilised ühendid, mis reageerivad päikesepaistega. Siiski märgiti, et linnades võivad NOx eemaldada O3.
Valgus, aastaaeg, temperatuur ja lenduvate orgaaniliste ühendite kontsentratsioon mõjutavad seda NOx ja O3 kahepoolset koostoimet.
Lisaks põhjustab märkimisväärse NOx juuresolekul CH4 oksüdeerimine OH-ga troposfääris formaldehüüdi (CH2O), CO ja O3 moodustumist.
Troposfääris olev O3 on halb nii taimedele kui loomadele (sh inimesele). O3-l on taimedele mitmekülgne toime. Rakud, mida tuntakse stoomidena ja mida leidub peamiselt taimelehtede alumisel küljel, lasevad CO2-l ja veel kudedesse imbuda.
Taimed, mis puutuvad kokku kõrge O3 tasemega, sulgevad oma stoomid, mis aeglustab fotosünteesi ja piirab taimede arengut. Tugevat oksüdatiivset stressi võib esile kutsuda ka O3, mis kahjustab taimerakke.
7. Fluoritud gaas
Sünteetilised tugevatoimelised kasvuhoonegaasid, nagu fluorosüsivesinikud, perfluorosüsivesinikud, väävelheksafluoriid ja lämmastiktrifluoriid, eralduvad mitmesuguste kodumaiste, kaubanduslike ja tööstuslike rakenduste ja operatsioonide kaudu.
Mõnikord kasutatakse stratosfääri osoonikihti kahandavate ühendite (nt klorofluorosüsivesinikud, osaliselt halogeenitud klorofluorosüsivesinikud ja haloonid) asemel fluoritud gaase, eriti fluorosüsivesinikke.
Võrreldes teiste kasvuhoonegaasidega eraldub fluoritud gaase tavaliselt väiksemates kogustes, kuid need on võimsad kasvuhoonegaasid.
Mõnikord nimetatakse neid kõrge globaalse soojenemise potentsiaaliga gaasideks, sest teatud massi korral püüavad nad kinni oluliselt rohkem soojust kui madalama globaalse soojenemise potentsiaaliga (GWP) gaasid , näiteks CO2, mille väärtus jääb tavaliselt vahemikku tuhandeid kuni kümneid tuhandeid.
Järeldus
Kuna iga kasvuhoonegaas neelab energiat erinevalt ja neil on erinev "eluiga" või atmosfääris veedetud aeg, on igal neist erinev võime neelata atmosfäärist soojust.
Valitsustevahelise kliimamuutuste paneeli andmetel on näiteks vaja sadu süsinikdioksiidi molekule, et vastata ühe väävelheksafluoriidi molekuli, mis on kõige võimsam kasvuhoonegaas, soojendava toimega soojuse neeldumise (IPCC) poolest.
Kasvuhoonegaaside mõju keskkonnale – KKK
[sc_fs_faq html=”true” headline=”h3″ img=”” question=”Kuidas mõjutavad kasvuhoonegaasid globaalset soojenemist?” img_alt=”” css_class=””] Kuna kasvuhoonegaasid säilitavad soojust, mis muidu atmosfäärist välja pääseks, on need globaalse soojenemise süüdlased. Need gaasid, erinevalt hapnikust ja lämmastikust, suudavad kiirgust neelata ja soojust säilitada. Tänu kasvuhoonegaasidele hoitakse Maad temperatuuril, kus elu saab eksisteerida. [/sc_fs_faq]