Парникові гази. Викиди парникових газів

Зі сказаного вище стає ясно, що зниження концентрації діоксиду вуглецю в атмосфері є актуальним завданням, рішення якої необхідне для сталого розвитку людської цивілізації. Тому вже зараз виникає потреба розробки теоретичних підходів та екологічних програм, що забезпечують зниження викидів парникових газів в атмосферу.

Світова практика напрацювала можливі шляхи вирішення цієї проблеми.

1. Традиційні напрямки:

· Розвиток технологій, що забезпечують зниження питомої витрати первинних енергоносіїв на одиницю виробленої чистої енергії;

· Розвиток енергозберігаючих технологій при передачі енергії та використанні енергетичних агрегатів.

2. Нетрадиційні напрямки:

· Розвиток технологій утилізації діоксиду вуглецю шляхом хімічних перетворень для отримання продуктів органічної хімії;

· Розвиток технологій поглинання («зв'язування») СО 2 з використанням різного виду адсорбентів.

3. Альтернативні напрямки:

· Диверсифікація паливно-енергетичного балансу заінтересованих країн;

· Збільшення частки гідроенергії, енергії вітру, біомас та інших нетрадиційних джерел.

Однак крім перерахованих технічних, технологічних та організаційних заходів щодо скорочення надходження парникових газів в атмосферу, існують і принципово нові підходи.

1. Ідея консервації парникових газів, що виробляються в підземних сховищах.

Суть ідеї полягає в тому, що з вичерпанням запасів мінеральної сировини ми зможемо ефективно використовувати підземний простір для вирішення екологічних завдань.

В результаті проведених досліджень було зроблено висновок про можливість використання як сховищ діоксиду вуглецю наступні основні типи підземних об'єктів:

ьвідпрацьовані нафтові та газові родовища;

ьприродні пастки, що володіють необхідними колекторними та екрануючими властивостями;

ьпідземні вироблення низки відпрацьованих родовищ корисних копалин;

ьвиявлені, але не використані резервні сховища газу.

Розглянута ідея консервації вуглекислого газу в підземному просторі має певну кількість важливих екологічних, технологічних та економічних переваг.

Найбільш значущі їх наступні.

По-перше, з'являється можливість скоротити надходження діоксиду вуглецю в атмосферу, незалежно від зміни обсягів його вироблення, що особливо цінно в умовах зростання промислового виробництва та споживання енергії.

По-друге, знижується ризик несприятливих екологічних наслідків виробництва діоксиду вуглецю, так як його консервація в підземних резервуарах не пов'язана з будь-якими негативними наслідками для довкілля, зокрема – для підземних вод.

По-третє, це вторинне використання інженерних та гірничо-технічних споруд, що практично не потребує залучення додаткових інвестицій.

На сьогоднішній день Російська Федерація має у своєму розпорядженні велику кількість підземних об'єктів, які можуть бути використані як резервуари для зберігання вуглекислого газу. Цей потенціал відкриває широкі можливості для пошуку та реалізації найефективніших рішень.

Найбільший економічний ефект може бути отриманий при використанні в якості зазначених резервуарів відпрацьованих родовищ природного газу, а також виявлених у процесі нафтогазорозвідувальних робіт непродуктивних геологічних об'єктів, що мають необхідні екрануючі властивості.

Таким чином, у міру виснаження мінерально-сировинної бази країни програма консервації діоксиду вуглецю може стати альтернативним напрямком комплексного використання надр та підтримати у стратегічній готовності сталий розвиток гірничої промисловості Росії.

2. Вуглець, вилучений із атмосфери, можна зберігати у грунті.

Для того щоб зменшити кількість вуглекислого газу в атмосфері, вчені пропонують рослинні залишки, що утворюються як відходи лісової промисловості та сільського господарства, не спалювати, а перетворювати на деревне вугілля, яке потім можна вносити у ґрунт. Будучи дуже стійким, він зберігатиметься там століттями. Сенс цієї операції полягає в тому, щоб вуглець, вилучений з атмосфери в ході фотосинтезу, надовго вивести зі звичайного кругообігу.

Спалювання викопного палива неминуче веде до збільшення вмісту в атмосфері вуглекислого газу (CO 2 ), а це у свою чергу загрожує подальшим розвитком глобального потепління та підйомом рівня Світового океану.

Все частіше з'являються роботи, в яких йдеться про необхідність великомасштабного зв'язування вуглецю атмосфери (CO 2 ) і виведення його з глобального кругообігу на час, що вимірюється принаймні століттями і тисячоліттями.

Екологи шукають прості способи зв'язування вуглецю атмосфери і по можливості тривалого утримання його у формі, яка за рахунок природних процесів не перетворювалася б знову на CO 2 . Вирощування лісів і взагалі відновлення природного рослинного покриву, безумовно, сприяє вилученню вуглекислого газу з атмосфери та накопиченню вуглецю в тканинах рослин та в органічній речовині ґрунту. Однак як тільки ліси та інші рослинні угруповання досягають своєї зрілості, поглинання CO 2 в ході фотосинтезу врівноважується виділенням цього газу в результаті дихання - як самих рослин, так і, головне, організмів-редуцентів (грибів і бактерій), що здійснюють розкладання відмерлих рослинних залишків. . Відповідно, щоб перешкоджати поверненню CO 2 в атмосферу, необхідно зробити вуглець органічної речовини недоступним для редуцентів. Органічна речовина рослин, що утворилася, піддають нагріванню в умовах дефіциту кисню (процесу піролізу) і отримують деревне вугілля. Вміст вуглецю в деревному куті приблизно вдвічі вищий, ніж безпосередньо в масі рослинних залишків, але бактерії та гриби не можуть використовувати його для своїх потреб. Тому, будучи внесеним у ґрунт, деревне вугілля може там зберігатися досить довго - століття, а можливо, і тисячоліття (принаймні такого віку природне деревне вугілля відоме).

Можливостям подібної форми поховання вуглецю присвячена стаття Йоханнеса Лемана (Johannes Lehmann), що недавно з'явилася в журналі Science, з Факультету зернового господарства і землеробства Корнельського університету (Ітака, США). Схема запропонованої технології показано на рис. 3.

Рис. 3.

В ході звичайного кругообігу речовин у природних екосистемах вуглець CO 2 зв'язується в процесі фотосинтезу, після чого приблизно половина його витрачається на дихання самих рослин, а половина у вигляді органічної речовини рослинних залишків потрапляє на поверхню ґрунту, де розкладається грибами та бактеріями до простих компонентів. Весь CO 2 виділився при диханні як рослин, так і редуцентів, повертається в атмосферу. Можна, звичайно, рослинні залишки зібрати і пустити на переробку, отримавши з нього біопаливо. Це, загалом, непогано, так як економиться викопне паливо, але по відношенню до вуглецю, що знаходиться в атмосфері у вигляді СО 2 дана технологія нейтральна: при спалюванні біопалива весь CO 2 , колись пов'язаний в ході фотосинтезу, знову повертається в .

Набагато краще, на думку автора статті, технологія перетворення рослинних залишків на деревне вугілля (що також показано на схемі), особливо якщо гази, що виділяються в процесі піролізу, уловлені та використані як біопаливо. Деревне вугілля, що утворилося, вноситься в грунт, наприклад, в суміші з гною або мінеральними добривами.

На основі проведених розрахунків Леман вважає, що технологія зв'язування атмосферного вуглецю в вугіллі може бути широко використана в трьох випадках. По-перше, це піроліз залишків дерев при промисловій заготівлі лісу. По-друге, піроліз швидко зростаючої рослинності на покинутих сільськогосподарських угіддях. По-третє, піроліз залишків сільськогосподарських культур.

У всіх випадках мається на увазі, що деревне вугілля вноситься в ґрунт, а не спалюється. Очевидно, що стратегія зв'язування вуглецю в деревному вугіллі виправдана лише там, де є у великій кількості запаси дешевої біомаси. Впровадження даного методу у практику визначається тим, наскільки вигідніше зберігатиме деревне вугілля у ґрунті порівняно з його спалюванням.

З початку 1990-х років вирішення проблеми зниження викидів парникових газів стало одним із пріоритетних завдань світової спільноти. Першим практичним кроком до її вирішення вважається Кіотський протокол, підписаний у грудні 1997 року. Його метою є скорочення розвинених країн до 2008-2012 років сумарних викидів в атмосферу вуглекислого газу на 5,2% порівняно з викидами 1990 року.

Кіотський протокол - перше спільне зусилля країн Землі регулювання клімату. Протоколу, що зобов'язує характер, змушує з усією серйозністю поставитися до розвитку альтернативних джерел енергії, таких, як сонячна, термоядерна та інші її види. Кіотський протокол зобов'язує переходити на енергозберігаючі технології і вимагає від розвинених країн передачі цих технологій країнам, що розвиваються.

Зниження концентрації діоксиду вуглецю в атмосфері є актуальним завданням. Тому виникає необхідність розробки теоретичних підходів та екологічних програм, що забезпечують зниження викидів парникових газів в атмосферу, які включають традиційні, нетрадиційні та альтернативні напрямки.

Звичайно, не менш важливим є застосування принципово нових підходів до зменшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Наприклад, ідея консервації парникових газів, що виробляються в підземних сховищах. Суть якої полягає в тому, що з вичерпанням запасів мінеральної сировини ми зможемо ефективно використовувати підземний простір для вирішення екологічних завдань. Або, щоб зменшити кількість вуглекислого газу в атмосфері, вчені пропонують рослинні залишки, що утворюються як відходи лісової промисловості та сільського господарства, не спалювати, а перетворювати на деревне вугілля, яке потім можна вносити у ґрунт.

Парниковий газ - це газ, який характеризується прозорістю, що забезпечує невидимість, та високим ступенем поглинання в інфрачервоному діапазоні. Виділення подібних речовин у довкілля стає причиною парникового ефекту.

Звідки беруться парникові гази?

Парникові гази є в атмосферах всіх планет Сонячної системи. Висока концентрація цих речовин стає причиною виникнення однойменного явища. Йдеться про парниковий ефект. Для початку варто сказати про його позитивний бік. Саме завдяки цьому явищу на Землі підтримується оптимальна температура для зародження та підтримки різних форм життя. Проте, коли концентрацію парникових газів завищено, можна говорити про серйозну екологічну проблему.

Спочатку причиною появи парникових газів були природні процеси. Так, перші з них утворилися внаслідок нагрівання Землі сонячними променями. Таким чином, частина теплової енергії не йшла в космічний простір, а відбивалася газами. В результаті створювався ефект нагрівання, аналогічний тому, що відбувається у теплицях.

У той час, коли клімат Землі тільки формувався, значна частина парникових газів вироблялася вулканами. На той момент водяна пара та вуглекислий газ у величезних кількостях потрапляли в атмосферу та концентрувалися в ній. Тоді парниковий ефект був такий сильний, що Світовий океан буквально закипав. І лише з появою на планеті зеленої біосфери (рослин) ситуація стабілізувалася.

Сьогодні проблема парникового ефекту є особливо актуальною. Вона багато в чому зумовлена ​​розвитком промисловості, а також безвідповідального ставлення до природних ресурсів. Як не дивно, не лише промислове виробництво стає причиною погіршення екології. Навіть така нешкідлива на перший погляд галузь, як сільське господарство, також є небезпекою. Найбільш руйнівним є тваринництво (зокрема продукти життєдіяльності великої худоби), і навіть використання хімічних добрив. Також несприятливо позначається на атмосфері вирощування рису.

Водна пара

Водяна пара - це парниковий газ природного походження. Незважаючи на те, що він виглядає нешкідливим, саме на нього припадає 60% парникового ефекту, що є причиною глобального потепління. Враховуючи, що температура повітря безперервно підвищується, значення концентрації водяної пари в повітрі стає все вищим, а тому є підстави говорити про замкнутий ланцюг.

Позитивною стороною випаровування води вважатимуться так званий антипарниковий ефект. Дане явище полягає у формуванні значної маси хмар. Вони, своєю чергою, певною мірою захищають атмосферу від перегріву у вигляді потрапляння сонячних променів. Підтримується певна рівновага.

Вуглекислий газ

Вуглекислий газ - парниковий газ, який є одним із найпоширеніших в атмосфері. Його джерелом можуть бути вулканічні викиди, і навіть процес життєдіяльності біосфери (особливо людини). Безперечно, частина вуглекислого газу поглинається рослинами. Тим не менш, за рахунок процесу гниття вони виділяють аналогічну кількість даної речовини. Вчені стверджують, що подальше збільшення концентрації газу в атмосфері може призвести до катастрофічних наслідків, тому постійно проводяться пошуки шляхів очищення повітря.

Метан

Метан – це парниковий газ, що живе в атмосфері близько 10 років. Враховуючи, що цей період є порівняно коротким, дана речовина має найбільший потенціал для усунення наслідків глобального потепління. Незважаючи на це, парниковий потенціал метану більш ніж у 25 разів небезпечніший за вуглекислоту.

Джерело парникових газів (якщо йдеться про метан) – це продукти життєдіяльності худоби, вирощування рису, а також процес горіння. Найбільша концентрація даної речовини спостерігалася у першому тисячолітті, коли сільське господарство та скотарство були основними видами діяльності. До 1700 цей показник значно знизився. Протягом кількох останніх століть концентрація метану знову стала зростати, що пов'язано з великою кількістю палива, що спалюється, а також розробкою родовищ вугілля. Наразі відзначається рекордний показник метану в атмосфері. Проте за останнє десятиліття швидкість зростання цього показника трохи сповільнилася.

Озон

Без такого газу, як озон, життя на Землі було б неможливим, адже він виступає як бар'єр від агресивних сонячних променів. Але захисну функцію виконує лише стратосферний газ. Якщо ж говорити про тропосферне, то він є токсичним. Якщо взяти до уваги цей парниковий газ у перерахунку на вуглекислий газ, на нього припадає 25 % ефекту глобального потепління.

Час життя шкідливого озону становить близько 22 днів. Він видаляється з атмосфери шляхом зв'язування у ґрунті та подальшого розкладання під дією ультрафіолету. Зазначається, що показник вмісту озону може значно змінюватись за географічною ознакою.

Оксид азоту

Близько 40% закису азоту надходить в атмосферу через використання добрив та розвитку хімічної промисловості. Найбільше цього газу виробляється у тропічних районах. Тут емітується до 70% речовини.

Новий газ?

Нещодавно канадські вчені заявили, що відчинили новий парниковий газ. Його назва – перфтортрибутиламін. З середини ХХ століття він використовується у галузі електротехніки. У природі ця речовина не зустрічається. Вчені з'ясували, що PFTBA прогріває атмосферу у 7000 разів сильніше за вуглекислий газ. Проте на даний момент концентрація даної речовини дуже мала і не несе загрози екології.

На даний момент завдання дослідників полягає в тому, щоб контролювати кількість цього газу в атмосфері. Якщо буде відзначено зростання показника, це може призвести до значної зміни кліматичних умов та радіаційного фону. На даний момент немає підстав вживати будь-яких заходів щодо реорганізації виробничого процесу.

Трохи про парниковий ефект

Щоб повною мірою оцінити руйнівну силу парникового ефекту, варто звернути увагу на планету Венера. Через те, що її атмосфера практично повністю складається з вуглекислого газу, температура повітря біля поверхні досягає 500 градусів. З огляду на викиди парникових газів в атмосферу Землі вчені не виключають аналогічного розвитку подій у майбутньому. На даний момент планету багато в чому рятують океани, які сприяють частковому очищенню повітря.

Парникові гази утворюють своєрідний бар'єр, який порушує циркуляцію тепла в атмосфері. Саме це є причиною парникового ефекту. Це супроводжується значним підвищенням середньорічної температури повітря, а також почастішання природних катаклізмів (особливо в прибережних зонах). Це може призвести до зникнення багатьох видів тварин і рослин. На даний момент ситуація настільки серйозна, що вирішити проблему парникового ефекту вже повністю не можна. Проте ще можна контролювати цей процес і пом'якшувати його наслідки.

Можливі наслідки

Парникові гази в атмосфері – це основна причина зміни клімату у бік потепління. Наслідки можуть бути такими:

• Підвищення вологості клімату з допомогою збільшення кількості опадів. Тим не менш, це справедливо тільки для тих регіонів, які і так постійно страждають від аномальних злив і снігопадів. А в посушливих районах ситуація стане ще гіршою, що призведе до дефіциту питної води.
• Підвищення рівня Світового океану. Це може призвести до затоплення частини територій острівних та прибережних держав.
• Зникнення до 40% видів рослин та тварин. Це прямий наслідок зміни довкілля і зростання.
• Зменшення площі льодовиків, а також танення снігу на гірських вершинах. Це небезпечно у плані зникнення видів флори і фауни, а й у плані сходу лавин, селів і зсувів.
• Зниження продуктивності сільського господарства у країнах із посушливим кліматом. Там же, де умови можна вважати помірними, є можливість підвищення врожайності, але це не врятує населення від голоду.
• Нестача питної води, що пов'язана із висушенням підземних джерел. Це може бути пов'язане як з перегріванням Землі, але й таненням льодовиків.
• Погіршення стану здоров'я. Це пов'язано не лише з погіршенням якості повітря та підвищеною радіацією, але також із скороченням кількості продуктів харчування.

Зменшення викидів парникових газів

Не секрет, що стан екології Землі з кожним роком погіршується. Розрахунок парникових газів призводить до невтішних висновків, а тому актуальним стає вжиття заходів щодо зменшення кількості викидів. Цього можна досягти так:

• підвищення ефективності виробництва з метою скорочення кількості використовуваних енергетичних ресурсів;
• охорона та збільшення кількості рослин, що виступають поглиначами парникових газів (раціоналізація ведення лісового господарства);
• заохочення та підтримка розвитку форм сільського господарства, які не завдають шкоди навколишньому середовищу;
• розробка фінансових стимулів, а також зниження оподаткування для підприємств, що працюють відповідно до концепції екологічної відповідальності;
• вжиття заходів щодо зниження викиду парникових газів транспортними засобами;
• збільшення штрафних санкцій за забруднення довкілля.

Розрахунок парникових газів

Усі суб'єкти господарювання зобов'язані регулярно розраховувати збитки, завдані довкіллю, та подавати звітну документацію до відповідних органів. Так, кількісне визначення викидів парникових газів здійснюється так:

• виявлення кількості палива, що спалюється протягом року;
• множення отриманого показника коефіцієнт викидів по кожному виду газу;
• обсяг викидів кожної речовини перераховується у еквіваленті вуглекислого газу.

Джерела викидів, пов'язані зі спалюванням палива

Розвиток науково-технічного прогресу, безумовно, полегшує життя людині, але завдає непоправної шкоди довкіллю. Багато в чому це пов'язано із спалюванням палива. У зв'язку з цим джерела парникових газів можуть бути такими:

• Енергетична галузь. Сюди входять електростанції, які постачають ресурсами промислові підприємства та житлові об'єкти.
• Промисловість та будівництво. До цієї категорії відносять підприємства всіх галузей. Облік здійснюється з палива, використаному процесі виробництва, і навіть на допоміжні потреби.
• Транспорт. Шкідливі речовини в атмосферу виділяють не тільки автомобілі, а й повітряні засоби пересування, поїзди, водний транспорт та трубопроводи. Враховується лише паливо, використане на безпосереднє переміщення вантажів чи пасажирів. Витрати енергії на внутрішні господарські перевезення сюди не належать.
• Комунальний сектор. Це сфера послуг та ЖКГ. Значення має той обсяг палива, який було витрачено забезпечення кінцевого енергоспоживання.

Проблема парникових газів у Росії

Маса викидів парникових газів у Росії з кожним роком зростає. Якщо розглянути структуру забруднень по секторах, то картина буде такою:

• енергетична галузь – 71 %;
• видобуток палива – 16 %;
• промислове виробництво та будівництво - 13%.

Таким чином, пріоритетним напрямом у роботі щодо зниження викидів шкідливих газів в атмосферу є саме енергетичний сектор. Показник використання ресурсів вітчизняними споживачами більш ніж у 2 рази перевищує світовий показник та у 3 рази – європейський. Потенціал зниження енергоспоживання сягає 47%.

Висновок

Забруднення парниковими газами є глобальною проблемою та розглядається на найвищому міжнародному рівні. Проте вона стосується кожної окремої людини. Таким чином, має бути почуття персональної відповідальності за стан навколишнього середовища. Мінімальний внесок кожної людини – це висаджування зелених насаджень, дотримання правил протипожежної безпеки у лісах, а також використання у побуті безпечних продуктів та товарів. Якщо говорити про майбутні перспективи, може йтися про перехід на електромобілі та безпечне опалення житлових будинків. Величезний внесок у збереження навколишнього середовища покликана зробити пропагандистська та просвітницька діяльність.

Парникові гази, що знаходяться в атмосферах різних планет, призводять до утворення досить небезпечного явища. Йдеться саме про парниковий ефект. Насправді, ситуацію можна назвати парадоксальною. Адже саме парникові гази зігріли нашу планету, внаслідок чого на ній з'явилися перші живі організми. Але з іншого боку, сьогодні ці гази викликають багато проблем, пов'язаних із екологією.

Протягом багатьох мільйонів років Сонце нагрівало планету Земля, повільно перетворюючи її на джерело енергії. Частина цього тепла йшла в космічний простір, а частина відбивалася газами в атмосфері і нагрівала повітря навколо планети. Аналогічний процес, схожий на збереження тепла під прозорою плівкою у теплиці, вчені назвали «парниковим ефектом». А гази, що призводять до появи такого явища, назвали парниковими.
В епоху формування земного клімату парниковий ефект виникав внаслідок активної вулканічної діяльності. Колосальні обсяги викидів водяної пари та вуглекислого газу затримувалися в атмосфері. Таким чином, спостерігався гіперпарниковий ефект, що нагрів води Світового океану практично до точки кипіння. І лише зелена рослинність, що живиться вуглекислим газом атмосфери, допомогла стабілізувати температурний режим нашої планети.
Але глобальна індустріалізація, і навіть збільшення виробничих потужностей змінили як хімічний склад парникових газів, а й сенс цього процесу.

Основні парникові гази

Парникові гази є газоподібними складовими атмосфери природного чи антропогенного походження. Вчених давно цікавило питання: яке випромінювання поглинають парникові гази? В результаті ретельних досліджень вони з'ясували, що ці гази поглинають та перевипромінюють інфрачервоне випромінювання. Вони поглинають і випромінюють радіацію в тому ж інфрачервоному діапазоні, що поверхня Землі, атмосфера і хмари.
До головних парникових газів Землі відносяться:

• водяна пара
• вуглекислий газ
• метан
• галогеновані вуглеводні
• оксиди азоту.

Вуглекислий газ (CO2) має найбільший вплив на клімат нашої планети. На початку індустріалізації, а це 1750 рік, його середня глобальна концентрація в атмосфері досягала 280 ± 10 млн-1. І взагалі, протягом 10000 років концентрація знаходилася на постійному рівні. Однак результати досліджень свідчать, що вже у 2005 році концентрація CO2 зросла на 35% і досягла 379 млн-1 і це за якихось 250 років.
Метан (СН4) знаходиться на другому місці. Його концентрація зросла з 715 млрд-1 у доіндустріальний період до 1774 млрд-1 у 2005 році. Обсяг метану в атмосфері протягом 10 000 років плавно збільшувався з 580 млрд-1 до 730 млрд-1. А за останні 250 років збільшився на 1000 млрд-1.
Закис азоту (N2O). Обсяг атмосферного закису азоту 2005 р. досягав 319 млрд-1 і зріс на 18% проти доіндустріальним періодом (270 млрд-1). Дослідження льодовикових кернів свідчать, що з 10000 років обсяг N2O від природних джерел змінився менш як 3%. У 21 столітті майже 40% N2O, що потрапляє в атмосферу, обумовлено господарською діяльністю, тому що ця сполука є основою добрив. Однак, слід зазначити, що N2O виконує важливу роль у хімії атмосфери, тому що виступає джерелом NО2, яке руйнує стратосферний озон. У тропосфері NО2 відповідає за утворення озону і істотно впливає на хімічний баланс.
тропосферний озон, що належить до парникових газів, безпосередньо впливає на клімат через поглинання довгих хвиль радіації Землі і коротких хвиль радіації Сонця, а також за допомогою хімічних реакцій, що змінюють обсяги інших парникових газів, наприклад, метану. Тропосферний озон відповідає за утворення важливого окислювача парникових газів – радикала – ВІН.
Головна причина зростання обсягів тропосферного О3 криється у підвищенні антропогенної емісії попередників озону – хімічних речовин, які потрібні для його утворення – насамперед, вуглеводнів та оксидів азоту. Період життя тропосферного озону становить кілька місяців, а це значно нижче, ніж у інших парникових газів (СО2, СН4, N2O).
Водяна пара також є дуже важливим природним парниковим газом, який істотно впливає на парниковий ефект. Зростання температури повітря призводить до зростання вмісту вологи в атмосфері при збереженні відносної вологості, внаслідок чого посилюється парниковий ефект, і температура повітря продовжує підвищуватися. Водяна пара сприяє зростанню хмарності та зміні кількості опадів. Господарська діяльність людини впливає на емісію водяної пари, трохи більше 1%. Водяна пара, разом із здатністю поглинати радіацію майже у всьому інфрачервоному діапазоні, також сприяє утворенню ВІН - радикалів.
Варто згадати і фреони, парникова активність яких у 1300-8500 разів вища, ніж у вуглекислого газу. Джерела фреонів - це різні холодильники та всілякі аерозолі від антиперспірантів до спреїв від комарів.

Джерела парникових газів

Викиди парникових газів походять із двох категорій джерел:

• природні джерела. В епоху відсутності промисловості головними джерелами парникових газів в атмосфері були явища випаровування води із Світового океану, вулкани та лісові пожежі. Проте на сьогоднішній день вулкани викидають в атмосферу лише приблизно 0,15-0,26 млрд. тонн вуглекислого газу на рік. Обсяг водяної пари, за аналогічний період, можна виразити у випаровуванні 355 тисяч кубічних кілометрів води
• антропогенні джерела. Внаслідок інтенсивної промислової діяльності парникові гази надходять в атмосферу під час згоряння викопного палива (вуглекислий газ), у процесі розробок нафтових родовищ (метан), внаслідок витоку хладогентів та застосування аерозолів (фреони), стартів ракет (оксиди азоту), а також роботі автомобільних (Озон). Окрім цього, промислова діяльність людей сприяє зменшенню лісових насаджень, які є основними поглиначами вуглекислого газу на материках.

Скорочення парникових газів

Упродовж останніх ста років людство активно займається розробкою єдиної програми дій, спрямованих на зниження обсягів викидів парникових газів. Найбільш значущою складовою екологічної політики можна назвати запровадження нормативів на вихлопи паливних продуктів згоряння та зменшення застосування палива у вигляді переходу автопрому створення електромобілів.
Діяльність атомних електростанцій, яким не потрібне вугілля чи нафтопродукти, побічно знижує обсяг вуглекислого газу атмосфері. Розрахунок парникових газів здійснюється за спеціальною формулою або у спеціальних програмах, що аналізують діяльність підприємств.
Значно зменшити або повністю заборонити вирубку лісів – це також дуже дієвий метод у боротьбі з парниковими газами. У процесі життя дерева поглинають колосальні обсяги вуглекислого газу. Ось у процесі вирубування дерева цей газ виділяють. Зменшення територій вирубки лісу під орні землі у тропічних державах вже дало відчутні результати щодо оптимізації світових показників викидів парникових газів.
Дуже тішить екологів модна сьогодні тенденція інвестувати у розвиток різних видів відновлюваної енергії. Обсяги її використання у глобальних масштабах повільно, але постійно зростають. Вона називається "зеленою енергією", тому що утворюється в природних регулярних процесах, що відбуваються в природі.
Людина сьогодні не може побачити чи відчути негативний вплив парникових газів. Але з цією проблемою можуть зіткнутися вже наші діти. Якщо думати не лише про себе, то можна приєднатися до вирішення цієї проблеми вже сьогодні. Потрібно просто посадити дерево біля свого будинку, своєчасно згасити багаття в лісі, або при першій же нагоді поміняти власне авто на «заправлене» електрикою.

Парниковий газ – це суміш кількох прозорих атмосферних газів, які практично не пропускають теплове випромінювання Землі. Зростання їхньої концентрації веде до глобальних та незворотних змін клімату. Розрізняють кілька видів основних парникових газів. Концентрація в атмосфері кожного з них впливає на тепловий ефект.

Основні види

Розрізняють кілька типів газоподібних речовин, що відносяться до найбільш значних парникових газів:

• водяні пари;
• вуглекислий газ;
• оксид азоту;
• метан;
• фреони;
• ПФУ (перфторвуглеці);
• ДФУ (гідрофторвуглеці);
• SF6 (гексафторид сірки).

Виявлено близько 30, що призводять до парникового ефекту. Вплив на теплові процеси Землі речовини в залежності від кількості та сили впливу на одну молекулу. За характером виникнення в атмосфері парникові гази ділять на природні та антропогенні.

Водяна пара

Поширеним парниковим газом є його кількість у атмосфері Землі перевищує концентрацію діоксиду вуглецю. Водяна пара має природне походження: зовнішні фактори не здатні впливати на її збільшення у навколишньому середовищі. Регулює кількість молекул водяного випаровування температура Світового океану та повітря.

Важлива характеристика властивостей водяної пари - зворотний позитивний зв'язок із вуглекислим газом. Встановлено, що парниковий ефект, спровокований викидом, збільшується приблизно вдвічі завдяки впливу молекул водяного випаровування.

Таким чином, водяна пара як парниковий газ – це потужний каталізатор антропогенного потепління клімату. Розглядати його вплив на парникові процеси варто лише разом із властивостями позитивного зв'язку з вуглекислим газом. Сама по собі водяна пара не призводить до таких глобальних змін.

Вуглекислий газ

Займає чільне місце серед парникових газів антропогенного походження. Встановлено, що близько 65% глобального потепління пов'язане із збільшеним викидом діоксиду карбону в атмосферу Землі. Основним чинником підвищення концентрації газу є, звичайно, виробничо-технічна діяльність людини.

Спалювання палива займає перше місце (86% із загального викиду вуглекислого газу) серед джерел виділення діоксиду вуглецю в атмосферу. До інших причин відносять спалювання біологічної маси - переважно лісових масивів - і виробничі викиди.

Вуглекислий парниковий газ - це найефективніша рушійна сила глобального потепління. Після потрапляння в атмосферу діоксид вуглецю робить великий шлях через усі її шари. Час, який потрібний для виведення 65% вуглекислого газу з повітряної оболонки, називають ефективним періодом перебування. Парникові гази в атмосфері як діоксиду вуглецю зберігаються протягом 50-200 років. Саме висока тривалість присутності вуглекислого газу у навколишньому середовищі відіграє значну роль у процесах парникового ефекту.

Метан

Попадає в атмосферу природним та антропогенним способом. Незважаючи на те, що його концентрація набагато нижча за кількість вуглекислого газу, діє метан як більш значущий парниковий газ. 1 молекула метану оцінюється у механізмі парникового ефекту в 25 разів сильніше, ніж молекула діоксиду вуглецю.

В даний час в атмосфері міститься близько 20% метану (зі 100% парникових газів). Штучним шляхом метан потрапляє у повітря внаслідок виробничих викидів. Природним механізмом утворення газу вважають зайвий розпад органічних речовин та надмірне горіння лісової біомаси.

Оксид азоту (I)

Закис азоту розглядають як третій за значимістю парниковий газ. Це речовина, що негативно впливає на озоновий шар. Встановлено, що близько 6% парникового ефекту посідає оксид азоту одновалентного. З'єднання діє у 250 разів сильніше, ніж вуглекислий газ.

Монооксид діазоту утворюється в атмосфері Землі природним способом. Він має позитивний зв'язок з озоновим шаром: чим більша концентрація оксиду, тим вищий ступінь руйнування. З одного боку, зменшення озону знижує процеси парникового ефекту. У той же час радіоактивне випромінювання набагато небезпечніше для планети. Роль озону в процесах глобального потепління вивчається, і думки фахівців щодо цього поділяються.

ПФУ та ДФУ

Вуглеводні з частковим заміщенням фтору у структурі молекули – це парникові гази антропогенного походження. Вплив таких речовин на процеси глобального потепління в сукупності становить близько 6%.

ПФУ потрапляють в атмосферу внаслідок виробництва алюмінію, електротехнічних приладів та розчинників різних речовин. ГФУ є сполуками, в яких водень частково заміщений галогенами. Використовуються на виробництві та в аерозолях з метою заміни речовин, що руйнують озоновий шар. Мають високий потенціал глобального потепління, але безпечніший для атмосфери Землі.

Гексафторид сірки

Використовується як ізоляційна речовина у електроенергетичній промисловості. Сполуці властиво довгий часзберігатися в шарах атмосфери, що зумовлює тривале та широке поглинання інфрачервоних променів. Навіть невелика кількість значно вплине на стан клімату у майбутньому.

Парниковий ефект

Процес можна поспостерігати як на Землі, а й у сусідній Венері. Її атмосфера зараз складається повністю із вуглекислого газу, що призвело до підвищення температури на поверхні до 475 градусів. Фахівці впевнені, що уникнути тієї ж долі Землі допомогли океани: частково поглинаючи вуглекислий газ, вони сприяють виведенню з навколишнього повітряного середовища.

Викиди парникових газів в атмосферу закривають доступ для теплових променів, що призводить до підвищення температури Землі. Глобальне потепління загрожує серйозними наслідками у вигляді збільшення площі Світового океану, почастішання природних катаклізмів та опадів. Під загрозою стає існування видів у прибережних зонах та островах.

У 1997 році ООН ухвалила Кіотський протокол, створений для того, щоб контролювати кількість викидів на території кожної з держав. Екологи впевнені, що повністю вирішити проблему глобального потепління вже не вдасться, але значно пом'якшити процеси, що відбуваються, залишається можливим.

Методи обмеження

Викиди парникових газів можна знизити, дотримуючись кількох правил:

• виключити неефективне використання електроенергії;
• підвищити коефіцієнт корисної дії природних ресурсів;
• збільшити кількість лісів, вчасно запобігати лісовим пожежам;
• використовувати екологічно чисті технології у виробництві;
• впроваджувати застосування поновлюваних чи невуглецевих джерел енергії.

Парникові гази у Росії викидаються у зв'язку з великим виробництвом електроенергії, видобутком з корисними копалинами і розвиненою промисловістю.

Основним завданням науки стає винахід та впровадження екологічно чистого виду палива, освоєння нового підходу до переробки відхідних матеріалів. Поетапна реформа виробничих стандартів, жорсткий контроль технічної сфери та дбайливе ставлення кожного до навколишнього середовища можуть суттєво знизити Глобальне потепління не уникнути, але процес ще піддається контролю.

Зменшення обсягів викидів парникових газів за одночасного сприяння економічному розвитку

Проте для того, щоб прискорити темпи скорочення викидів парникових газів, необхідні спільні зусилля промисловості, енергетичних компаній, населення та уряду. Досягнення цієї мети може допомогти здійснення стратегії, спрямованої на зниження вартості капіталу для інвестицій в екологічно чисту енергетику, наукові дослідження та розробки та управління попитом. Подібна стратегія може сприяти швидшому темпу розвитку економіки США та зниження енергоємності, не уповільнивши при цьому розвиток економіки та не викликаючи зростання безробіття.

Вплив примусових програм у галузі скорочення викидів парникових газів

Більшість політичних оглядачів вважають, що американська економіка перебуває на межі економічного спаду або вже переживає економічний спад. У міру того, як політики роблять спроби "оживити" американську економіку в цей важкий період, можливо, слід створити систему заохочення, яка б сприяла "зеленому" інвестуванню компаній у заводи, обладнання, наукові дослідження та розробки - що не тільки зменшить викиди парникових газів, але й сприятиме збільшенню продуктивності праці та економічному зростанню.

Роль економічного розвитку та технологічного прогресу у скороченні викидів парникових газів

Розвиток технологій та його впровадження дозволяє дуже ефективно вирішувати питання скорочення викидів парникових газів, а стабільна економіка може швидше залучити необхідний цього капітал. На сьогоднішній день існує лише два способи скоротити викиди парникових газів, що утворюються при використанні викопного палива: використовувати менше викопного палива або розробити технології для більш ефективного використання енергії та захоплення викидів, використовуючи . В економічній літературі минулого є безліч прикладів, що підтверджують зв'язок між енергокористуванням та розвитком економіки та вказують на негативні наслідки обмеження енергоспоживання. У рамках довгострокового розвитку нові технології являють собою багатообіцяючий засіб зі зменшення обсягів викиду парникових газів і зниження рівня їх концентрації в атмосфері. Тому було б розумно, якби американське податкове законодавство сприяло науковим дослідженням та розробкам у цьому напрямі та, наприклад, надавало податкові пільги за подібну діяльність на постійній основі. Це сприятиме зародженню нових довгострокових проектів та подальшому технологічному прориву.

Ввести квоту чи обкласти податком викид вуглекислого газу.

“Атмосферний фонд Землі” пропонує урядам усіх країн запровадити глобальні межі на викиди, проводити аукціони дозволів на викиди, а отримані дивіденди розподілити серед усіх мешканців Землі, щоб знизити рівень бідності у світі. Інший проект, “Варіант 13”, пропонує запровадити глобальний податок викиди вуглекислого газу. Обидві ідеї заслуговують на увагу.

На наступному етапі боротьби з викидами урядам усіх країн слід оголосити мораторій на будівництво вугільних електростанцій та розробку нафтоносних пісковиків, поки не будуть успішно розроблені та перевірені технології вловлювання та зберігання вуглекислого газу.

Використані матеріали із статей Марго Торнінг та Боба Вілларда опублікованих на сайті Бюро міжнародних інформаційних програм Державного департаменту США