למרות היותם בעלי חשיבות עליונה לכדור הארץ ולתושביו, גזי חממה הביאו נזק הולך וגובר לאנושות.
ההשפעות של גזי חממה על הסביבה היו מוגבר על ידי פעילויות אנתרופוגניות שהגדילו את שפע הגזים הללו באטמוספירה.
תוכן העניינים
מה הם גזי חממה?
לגזים באטמוספירה המכונים גזי חממה יש השפעה על מאזן האנרגיה של כדור הארץ. מה שנקרא אפקט החממה הוא תוצאה של אלה.
ריכוזים נמוכים של שלושת גזי החממה הידועים ביותר - פחמן דו חמצני (CO2), מתאן ותחמוצת חנקן - ניתן למצוא באטמוספירה באופן טבעי.
גזי חממה מסוימים משתחררים רק על ידי פעילות אנושית (למשל, הלוקרמנים סינתטיים). אחרים קיימים באופן טבעי אך נמצאים בכמויות מוגברות עקב תשומות אנושיות (למשל, פחמן דו חמצני) (למשל, פחמן דו חמצני).
פעילויות הקשורות לאנרגיה (כגון שריפת דלקים מאובנים במגזרי החשמל והתחבורה), חקלאות, שינוי שימושי קרקע, ניהול פסולת שיטות טיפול ופעולות תעשייתיות אחרות הן כולן דוגמאות לגורמים אנתרופוגניים.
מה גורם לאפקט החממה?
אלו הסיבות העיקריות מאחורי אפקט החממה.
1. שריפת דלקים מאובנים
חיינו נשענים במידה רבה על דלקים מאובנים. הם משמשים בדרך כלל לייצור חשמל ולתחבורה. פחמן דו חמצני משתחרר במהלך שריפת דלק מאובנים.
השימוש בדלקים מאובנים התרחב יחד עם צמיחת אוכלוסין. שחרור גזי חממה באטמוספירה גדל כתוצאה מכך.
2. כריתת יערות
פחמן דו חמצני נספג על ידי צמחים ועצים, שלאחר מכן משחררים חמצן. כריתת עצים גורם לעלייה משמעותית בגזי החממה, מה שמעלה את הטמפרטורה של כדור הארץ.
3. חקלאות
אחד הגורמים לאפקט החממה של האטמוספרה הוא תחמוצת החנקן המשמשת בדשנים.
4. פסולת תעשייתית ומטמנות
גזים מסוכנים מיוצרים על ידי עסקים ויצרנים ומשתחררים לאטמוספירה.
בנוסף, מטמנות משחררות מתאן ופחמן דו חמצני, התורמים לגזי חממה.
7 השפעות גזי חממה על הסביבה
להלן ההשפעות של גזי חממה על הסביבה
1. אדי מים
הטרופוספירה מכילה מים בצורה של אדים ועננים. Tyndal ציין ב-1861 שהבולם הגזים המשמעותי ביותר של שינויים באור אינפרא אדום היה אדי מים.
לפי חישובים מדויקים יותר, עננים ואדי מים מהווים 49 ו-25%, בהתאמה, מספיגת הגלים הארוכים (תרמית).
עם זאת, בהשוואה לחומרי חממה אחרים כמו CO2, אורך החיים האטמוספרי של אדי מים קצר (ימים) (שנים). השינויים האזוריים בריכוזי אדי המים אינם מושפעים ישירות מפעילות אנושית.
עם זאת, בשל ההשפעות העקיפות של פעילות האדם על הטמפרטורות העולמיות וייצור אדי מים, המכונה גם משוב אדי מים, ההתחממות מועצמת.
2. פחמן דו חמצני (CO2)
20% מהספיגה התרמית נגרמת על ידי פחמן דו חמצני.
פירוק אורגני, שחרור אוקיינוס ונשימה הם כולם דוגמאות למקורות טבעיים של CO2.
מקורות של CO2 אנתרופוגני כוללים ייצור מלט, פינוי יערות, ושריפת דלקים מאובנים כמו פחם, נפט וגז טבעי, בין היתר.
באופן מפתיע, התעשייה אחראית ל-21% מפליטות ה-CO2 הישירות, בעוד ש-24% מגיעות מחקלאות, ייעור ושימושי קרקע אחרים.
מכ-270 מול.מול-1 בשנת 1750 לכמויות נוכחיות הגבוהות מ-385 מול.מול-1, תכולת ה-CO2 באטמוספירה גדלה במידה ניכרת במהלך שתי המאות הקודמות.
מאז שנות ה-1970, כמחצית מכל פליטות ה-CO2 האנתרופוגניות בין השנים 1750 ל-2010 התרחשו.
הטמפרטורה הממוצעת של פני השטח הגלובלית צפויה לעלות ב-3-5 מעלות צלזיוס בשנת 2100 כתוצאה מריכוזי ה-CO2 הגבוהים והמשוב החיובי של המים.
3. מתאן (CH4)
גז הקורט האורגני העיקרי באטמוספירה הוא מתאן (CH4). המרכיב העיקרי של הגז הטבעי, מקור דלק עולמי, הוא CH4.
חקלאות וגידול בקר תורמים באופן משמעותי לפליטות CH4, אם כי השימוש בדלק מאובנים הוא בעיקר האשם.
מאז העידן הפרה-תעשייתי, ריכוזי CH4 עלו בפקטור של שניים. הריכוז הממוצע הנוכחי על פני הגלובוס הוא 1.8 מול.מול-1.
למרות שהריכוז שלו הוא רק 0.5% מזה של CO2, יש דאגות לגבי עלייה בפליטת CH4 לאטמוספירה. למעשה, כ-GHG, הוא חזק פי 30 מ-CO2.
יחד עם פחמן חד חמצני (CO), CH4 מייצר O3 (ראה להלן), שעוזר לווסת את כמות OH ב טרופוספירה.
4. תחמוצות חנקן (NxO)
תחמוצת החנקן (NO) ותחמוצת החנקן (N2O) שניהם נחשבים לגזי חממה (GHG). הפליטות העולמיות שלהם גדלו במהלך המאה האחרונה, בעיקר כתוצאה מפעילות אנושית. האדמה משחררת NO ו-N2O.
N2O הוא חומצת חממה חזקה, אך NO מסייע בעקיפין ליצירת O3. ל-N2O יש פוטנציאל להיות חזק פי 300 כחומר חממה מ-CO2. הראשון יוזם את הסרת O3 פעם אחת בסטרטוספירה.
ריכוזי N2O באטמוספרה עולים בעיקר כתוצאה מפעילות מיקרוביאלית בקרקעות עשירות בחנקן (N) הקשורות לחקלאות ופעילויות דישון.
שני המקורות העיקריים של NO באטמוספירה הם פליטות אנתרופוגניות (משריפת דלקים מאובנים) ופליטות ביוגניות מקרקעות. תחמוצת חנקן מופקת מהר מ-NO בטרופוספירה (NO2).
תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) והידרוקסיל עשוי להגיב עם NO ו-NO2 (המכונה NOx), לייצר חנקות אורגניות וחומצה חנקתית, בהתאמה.
הם מקבלים גישה למערכות אקולוגיות על ידי שקיעה אטמוספרית, המושפעת מחומציות או מהעשרת N ויש לה השפעה על מחזור החנקן.
5. אין מקורות ותגובות כימיות בצמחים
המסלולים הרדוקטיביים והחמצוניים תוארו כשני התהליכים העיקריים ליצירת NO בצמחים.
במסלול הרדוקטיבי, NR הופך ניטריט ל-NO בנוכחות אנוקסיה, pH חומצי או רמות ניטריט גבוהות.
מספר פעילויות, כולל סגירת סטומטאלית, התפתחות שורשים, נביטה ותגובות אימונולוגיות, נקשרו לייצור NO תלוי NR.
קסנטין אוקסידאז, אלדהיד אוקסידאז וסולפיט אוקסידאז הם רק כמה מאנזימי מוליבדן שיכולים להפחית ניטריט בצמחים.
בבעלי חיים, ניתן להפחית ניטריט גם באמצעות מערכת הובלת האלקטרונים במיטוכונדריה.
באמצעות חמצון של חומרים אורגניים כגון פוליאמינים, הידרוקסילאמין וארגינין, דרך החמצון מייצרת NO.
אנזימים NOS של בעלי חיים מזרזים את ההמרה של ארגינין לציטרולין ו-NO. חקירות רבות נערכו כדי לזהות NOS של צמחים וייצור NO תלוי ארגינין בצמחים.
לאחר ש-NOS התגלה באצה הירוקה Ostreococcus Tauri, גנום הצמח עבר מחקר ביו-אינפורמטי בעל תפוקה גבוהה.
עבודה זו מוכיחה שהומולוגים NOS נמצאו רק במספר קטן של מיקרואורגניזמים פוטוסינתטיים, כגון אצות ודיאטומים, מתוך למעלה מ-1,000 גנומים של צמחים גבוהים יותר שנבדקו.
לסיכום, צמחים גבוהים יותר אמנם מייצרים NO התלוי בארגינין, אך האנזים או האנזימים הספציפיים האחראים על תהליכי החמצון עדיין אינם ידועים.
6. אוזון (O3)
אוזון (O3) נמצא בעיקר בסטרטוספירה, בעוד שחלקם מיוצרים גם בטרופוספירה.
שכבת האוזון והאוזון הסטרטוספרי נוצרים באופן טבעי על ידי תגובות כימיות בין חמצן (O2) וקרינת שמש אולטרה סגולה (UV).
מולקולת O2 אחת מפוצלת על ידי אור UV שמש לשני אטומי חמצן (2 O). התוצאה היא מולקולה (O3), שנוצרת כאשר כל אחד מהאטומים התגובתיים הללו מתחבר עם O2.
שכבת (O3) סופגת כ-99% מקרינת ה-UV בתדר הבינוני של השמש, שאורך הגל שלה נע בין 200 ל-315 ננומטר. אחרת, הם עלולים לפגוע בצורות חיים שנחשפות קרוב לפני השטח של כדור הארץ.
רוב ה-O3 הטרופוספרי מיוצר על ידי NOx, CO ו-VOC המגיבים עם שמש. עם זאת, צוין כי בערים, NOx עלול לסלק O3.
לאור, עונה, טמפרטורה וריכוז VOC כולם משפיעים על האינטראקציה הכפולה הזו של NOx ו-O3.
בנוסף, בנוכחות NOx משמעותי, החמצון של CH4 על ידי OH בטרופוספירה מביא ליצירת פורמלדהיד (CH2O), CO ו-O3.
O3 בטרופוספירה רע גם לצמחים וגם לבעלי חיים (כולל בני אדם). ל-O3 מגוון השפעות על צמחים. התאים הידועים כסטומטה, שנמצאים בעיקר בצד התחתון של עלי הצמח, מאפשרים ל-CO2 ולמים לחדור לתוך הרקמה.
צמחים שנחשפים לרמות גבוהות של O3 סוגרים את הסטמטות שלהם, מה שמאט את הפוטוסינתזה ומגביל את התפתחות הצמח. לחץ חמצוני חזק עשוי להיגרם גם על ידי O3, הפוגע בתאי הצמח.
7. גז פלואור
גזי חממה סינתטיים וחזקים כמו הידרופלואורו-פחמנים, פרפלואורי-פחמנים, גופרית הקספלואוריד וטריפלואור חנקן משתחררים באמצעות מגוון יישומים ופעולות ביתיות, מסחריות ותעשייתיות.
לפעמים, גזים מופלרים - במיוחד הידרופלואורופחמנים - מנוצלים במקום תרכובות מדלדלות אוזון בסטרטוספירה (למשל, כלורופלואורופחמנים, הידרוכלורופלואורופחמנים והלונים).
בהשוואה לגזי חממה אחרים, גזים מופלרים נפלטים בדרך כלל בכמויות קטנות יותר, אך הם גזי חממה חזקים.
לפעמים הם מכונים גזים בעלי GWP גבוה מכיוון שלכמות נתונה של מסה הם לוכדים יותר חום באופן משמעותי מאשר גזים עם פחות פוטנציאל התחממות כדור הארץ (GWPs) כמו CO2 שבדרך כלל נע בין אלפים לעשרות אלפים.
סיכום
מכיוון שכל גז חממה סופג אנרגיה בצורה שונה ויש לו "משך חיים" מובהק, או כמות זמן שהייה באטמוספרה, לכל אחד יש יכולת שונה לספוג חום מהאטמוספרה.
לפי הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים, למשל, יידרשו מאות מולקולות של פחמן דו חמצני כדי להתאים להשפעת ההתחממות של מולקולה בודדת של גופרית הקספלואוריד, גז החממה החזק ביותר, במונחים של ספיגת חום (IPCC).
השפעות גזי חממה על הסביבה - שאלות נפוצות
כיצד משפיעים גזי חממה על ההתחממות הגלובלית?
מכיוון שהם שומרים על חום שאחרת היה בורח מהאטמוספרה, גזי החממה הם האשמים בהתחממות הגלובלית. גזים אלו, בניגוד לחמצן וחנקן, יכולים לספוג קרינה ולשמור על חום. כדור הארץ נשמר בטמפרטורה שבה חיים יכולים להתקיים בגלל גזי חממה.
המלצות
- 6 השפעות של GMOs על הסביבה
. - 10 השפעות של גשם חומצי על הסביבה
. - 3 השפעות של פחמן חד חמצני על הסביבה
. - 8 השפעות עליית מפלס הים על הסביבה
. - 9 השפעות המיחזור על הסביבה
. - איך לפתור בעיות מים בכפרים -10 רעיונות
איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.