صنعتعلوم و تکنولوژی

گازهای گلخانه ای

گازهایی که گرما را در جو به دام می اندازند، گازهای گلخانه ای نامیده می شوند. این مطلب اطلاعاتی در مورد انتشار و حذف گازهای گلخانه ای اصلی به و از جو ارائه می دهد.

دی اکسید کربن یا (CO2)

دی اکسید کربن از طریق سوزاندن سوخت های فسیلی (زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت)، زباله های جامد، درختان و سایر مواد بیولوژیکی و همچنین در نتیجه واکنش های شیمیایی خاص (به عنوان مثال در ساخت سیمان) وارد جو می شود . دی اکسید کربن هنگامی که به عنوان بخشی از چرخه کربن بیولوژیکی توسط گیاهان جذب می شود از جو حذف یا جدا می شود.

متان (CH4)

 متان در طول تولید و حمل و نقل زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت منتشر می شود. انتشار متان همچنین ناشی از دامداری ها و سایر فعالیت های کشاورزی، استفاده از زمین و از بین رفتن زباله های آلی در محل های دفن زباله های جامد شهری است.

اکسید نیتروژن (N2O)

 اکسید نیتروژن در طی فعالیت های کشاورزی، استفاده از زمین، فعالیت های صنعتی، احتراق سوخت های فسیلی و زباله های جامد و همچنین در هنگام تصفیه فاضلاب منتشر می شود.

گازهای فلوئوردار

هیدروفلوئوروکربن ها، پرفلوئوروکربن ها، هگزا فلوراید گوگرد و تری فلوراید نیتروژن گازهای گلخانه ای مصنوعی و قدرتمندی هستند که از انواع فرآیندهای صنعتی ساطع می شوند. گازهای فلوئوردار گاهی اوقات به عنوان جایگزینی برای مواد مخرب لایه ازن (به عنوان مثال، کلروفلوئوروکربن ها، هیدروکلرو فلوئوروکربن ها و هالون ها) استفاده می شوند. این گازها معمولاً در مقادیر کمتری منتشر می‌شوند، اما به دلیل اینکه آنها گازهای گلخانه‌ای قوی ای هستند، گاهی اوقات به آنها گازهای بالقوه گرمایش جهانی (“گازهای با پتانسیل بالای گرمایش) گفته می‌شود.

تأثیر هر گاز بر تغییرات آب و هوایی به سه عامل اصلی بستگی دارد:

چقدر در جو است؟

غلظت یا فراوانی، مقدار یک گاز خاص در هوا است. انتشار بیشتر گازهای گلخانه ای منجر به غلظت بالاتر در جو می شود. غلظت گازهای گلخانه ای بر حسب قسمت در میلیون، قسمت در میلیارد و حتی قسمت در تریلیون اندازه گیری می شود. یک قسمت در میلیون برابر است با یک قطره آب رقیق شده در حدود 13 گالن مایع (تقریباً مخزن سوخت یک ماشین کوچک).

چقدر در جو می مانند؟

هر یک از این گازها می توانند برای مدت زمان متفاوتی از چند سال تا هزاران سال در جو باقی بمانند. همه این گازها به اندازه کافی در اتمسفر باقی می مانند تا به خوبی مخلوط شوند، به این معنی که صرف نظر از منبع انتشار، مقدار اندازه گیری شده در جو تقریباً در سراسر جهان یکسان است.

آنها چگونه بر جو تأثیر می گذارند؟

برخی از گازها در گرمتر کردن این سیاره و “ضخیم شدن پوشش زمین” موثرتر از بقیه هستند.

برای هر گاز گلخانه ای، پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) محاسبه شده است تا نشان دهد که به طور متوسط چه مدت در جو باقی می ماند و چقدر انرژی جذب می کند. گازهای با GWP بالاتر انرژی بیشتری را به ازای هر پوند نسبت به گازهای با GWP کمتر جذب می کنند و بنابراین سهم بیشتری در گرم شدن زمین دارند.

انتشار دی اکسید کربن

دی اکسید کربن گاز گلخانه ای اولیه است که از طریق فعالیت های انسانی منتشر می شود. در سال 2019، CO2 حدود 80 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده ناشی از فعالیت های انسانی را تشکیل می داد. دی اکسید کربن به طور طبیعی در جو به عنوان بخشی از چرخه کربن زمین (گردش طبیعی کربن در بین جو، اقیانوس ها، خاک، گیاهان و حیوانات) وجود دارد. فعالیت‌های انسانی چرخه کربن را تغییر می‌دهند – هم با افزودن CO2 بیشتر به اتمسفر و هم با تأثیرگذاری بر توانایی حذف طبیعی مانند جنگل‌ها و خاک‌ها برای حذف و ذخیره CO2 از جو. در حالی که انتشار CO2 از منابع طبیعی مختلف ناشی می شود، انتشار مربوط به انسان مسئول افزایشی است که از زمان انقلاب صنعتی در جو رخ داده است.

فعالیت اصلی انسانی که CO2 منتشر می کند، احتراق سوخت های فسیلی (زغال سنگ، گاز طبیعی و نفت) برای انرژی و حمل و نقل است، اگرچه برخی فرآیندهای صنعتی و تغییرات کاربری زمین نیز CO2 منتشر می کنند. منابع اصلی انتشار CO2 در ایالات متحده حمل و نقل، تولید برق و صنعت است.

انتشار متان

در سال 2019، متان (CH4) حدود 10 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده ناشی از فعالیت های انسانی را به خود اختصاص داد. فعالیت‌های انسانی که متان منتشر می‌کنند شامل نشت از سیستم‌های گاز طبیعی و پرورش دام است. متان نیز از منابع طبیعی مانند تالاب های طبیعی منتشر می شود. علاوه بر این، فرآیندهای طبیعی در خاک و واکنش های شیمیایی در جو به حذف CH4 از جو کمک می کند. طول عمر متان در جو بسیار کوتاهتر از دی اکسید کربن است، اما CH4 در به دام انداختن تشعشعات کارآمدتر از CO2 است. در مقایسه تأثیر نسبی هم وزن، CH4 بیست و پنج برابر بیشتر از CO2 در یک دوره 100 ساله است.

در سطح جهانی، 50 تا 65 درصد از کل انتشار CH4 از فعالیت های انسانی ناشی می شود. متان از انرژی، صنعت، کشاورزی، استفاده از زمین و فعالیت های مدیریت زباله منتشر می شود.

انتشار اکسید نیتروژن

در سال 2019، اکسید نیتروژن (N2O) حدود 7 درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای ایالات متحده ناشی از فعالیت های انسانی را به خود اختصاص داد. فعالیت های انسانی مانند کشاورزی، احتراق سوخت، مدیریت فاضلاب و فرآیندهای صنعتی باعث افزایش مقدار N2O در جو می شود. اکسید نیتروژن نیز به طور طبیعی در جو به عنوان بخشی از چرخه نیتروژن زمین وجود دارد و دارای منابع طبیعی متنوعی است. مولکول های اکسید نیتروژن به طور متوسط 114 سال در اتمسفر می مانند قبل از اینکه توسط یک عامل حذف کننده حذف شوند یا از طریق واکنش های شیمیایی از بین بروند. تأثیر یک پوند N2O بر گرم شدن جو تقریباً 300 برابر تأثیر یک پوند دی اکسید کربن است.

در سطح جهانی، حدود 40 درصد از کل انتشار N2O از فعالیت‌های انسانی ناشی می‌شود. اکسید نیتروژن از کشاورزی، استفاده از زمین، حمل‌ونقل، صنعت و سایر فعالیت‌ها منتشر می‌شود.

انتشار گازهای فلوئوردار

بر خلاف بسیاری از گازهای گلخانه ای دیگر، گازهای فلوئوردار هیچ منبع طبیعی ندارند و فقط از فعالیت های مربوط به انسان می آیند. آنها از طریق استفاده از آنها به عنوان جایگزینی برای مواد تخریب کننده لایه ازن (به عنوان مثال به عنوان مبرد) و از طریق انواع فرآیندهای صنعتی مانند تولید آلومینیوم و نیمه هادی منتشر می شوند. بسیاری از گازهای فلوئور دار پتانسیل گرمایش جهانی (GWPs) بسیار بالایی نسبت به سایر گازهای گلخانه ای دارند، بنابراین غلظت های کوچک در اتمسفر می تواند اثرات نامناسب زیادی بر دمای جهانی داشته باشد. آنها همچنین می توانند عمر طولانی جوی داشته باشند – در برخی موارد، هزاران سال طول می کشد. مانند دیگر گازهای گلخانه ای با عمر طولانی، بیشتر گازهای فلوئوردار به خوبی در جو مخلوط می شوند و پس از انتشار در سراسر جهان پخش می شوند. بسیاری از گازهای فلوئوردار تنها زمانی از اتمسفر حذف می‌شوند که توسط نور خورشید در قسمت‌های بالایی جو از بین بروند. به طور کلی، گازهای فلوئوردار قوی ترین و طولانی ترین نوع گازهای گلخانه ای هستند که از فعالیت های انسانی ساطع می شوند.

چهار دسته اصلی گازهای فلوئوردار وجود دارد: هیدروفلوئوروکربن ها (HFC)، پرفلوئوروکربن ها (PFCs)، هگزا فلوراید گوگرد (SF6) و تری فلوراید نیتروژن (NF3).

منبع:

https://www.epa.gov

نمایش بیشتر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا