온실 가스는 무엇입니까

주요 온실 가스와 지구 온난화에 미치는 영향에 대해 알아보십시오.

온실 가스

온실 가스(GHG)는 태양 광선의 일부를 흡수하여 대기 중 복사 형태로 재분배하여 온실 효과라고 하는 현상으로 지구를 가열하는 가스입니다. 당사가 보유한 주요 GHG는 CO2, CH4, N2O, O3, 할로겐화탄소 및 수증기입니다.

온실 효과라는 명칭은 일반적으로 유리로 만들어진 온실이 식물을 재배할 때 발생하는 열과 유사하게 주어졌습니다. 유리는 햇빛의 자유로운 통과를 허용하며 이 에너지는 부분적으로 흡수되고 부분적으로 반사됩니다. 흡수된 부분은 다시 유리를 통과하기 어려워 내부 환경으로 다시 방출됩니다.

온실 가스가 유리의 역할을 하는 지구 온난화에도 동일한 추론이 사용될 수 있습니다. 지구의 주요 에너지원인 태양은 태양 스펙트럼이라고 하는 일련의 복사를 방출합니다. 이 스펙트럼은 광복사(빛)와 열복사(열)로 구성되며, 적외선 복사가 두드러진다. 발광 복사는 파장이 짧아 대기를 쉽게 통과하는 반면, 적외선(열 복사)은 파장이 길어 대기를 통과하기 어렵고 온실 가스에 흡수되어 이러한 위업을 수행합니다.

온실 가스가 실제로 어떻게 작동하는지에 대해 Earth Minute에서 제작한 이 비디오를 시청하십시오.

또한 문제에 대한 eCycle Portal 비디오를 확인하십시오.

온실효과 심화가 우려되는 이유는?

설명된 바와 같이 온실 효과는 지구에 생명체가 존재하도록 하는 자연 현상입니다. 지구가 없으면 열이 빠져나가 냉각을 일으켜 많은 종들이 살 수 없는 행성이 되기 때문입니다.

문제는 이러한 영향이 인간의 행동으로 인해 크게 강화되었다는 것입니다. 세계기상기구(WMO)에 따르면 2014년에 대기 중으로 CO2 배출 기록이 있었습니다. 이러한 강화는 주로 산업 및 자동차에 의한 화석 연료의 연소, 산림과 가축의 연소로 인한 지구 온난화로 인한 것입니다.

WMO에 따르면 지난 140년 동안 지구 평균 기온은 0.7°C 상승했습니다. 별 것 아닌 것 같지만 상당한 기후 변화를 일으키기에 충분했습니다. 그리고 현재의 속도로 오염률이 계속 증가하면 2100년에는 평균 기온이 4.5°C에서 6°C까지 상승할 것으로 예측됩니다.

이러한 지구 온도의 상승은 결과적으로 극지방의 많은 얼음 덩어리를 녹이고 해수면을 상승시켜 해안 도시의 침수 및 강제 이주와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 허리케인, 태풍 및 사이클론과 같은 자연 재해의 증가; 자연 지역의 사막화; 더 빈번한 가뭄; 강우 패턴의 변화; 온도 변화가 생산 지역에 영향을 줄 수 있으므로 식량 생산 문제; 많은 종을 멸종으로 몰고 갈 수 있는 생물다양성 방해. 우리는 지구 온난화가 온도 상승 이상이라는 것을 알 수 있습니다. 그것은 가장 다양한 기후 변화와 관련이 있습니다.

이 효과를 일으키는 주요 가스는 무엇입니까?

1. 이산화탄소

이산화탄소는 액화 가스로 무색, 무취, 불연성, 물에 용해성, 약산성이며 기후 변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)에 의해 지구 온난화의 주요 원인으로 확인되었으며 인간 배출량의 78%를 차지합니다. 전 세계 온실 가스 배출량의 55%.

이 가스는 호흡, 동식물의 분해, 자연산불에서 자연적으로 생성됩니다. 그것의 생산은 자연스럽고 생명에 필수적입니다. 문제는 지구에 해를 끼치는 이 CO2 생산의 엄청난 증가에 있습니다.

인간은 대기 중 이산화탄소 농도의 이러한 증가에 주로 책임이 있습니다. 화석 연료의 연소와 삼림 벌채는 이 가스가 대기 중으로 많이 방출되는 데 기여하는 두 가지 주요 활동입니다.

화석 연료의 연소, 전기를 생산하고 자동차를 운행하는 데 사용되는 광물 석탄, 천연 가스 및 석유 파생물(예: 가솔린 및 디젤 오일)을 포함한 탄소 화합물에 의해 형성되는 광물 기원 물질은 이산화탄소의 과도한 배출의 원인이 됩니다. 대기 중으로 방출되어 지구의 열 균형을 오염시키고 변화시킵니다. 삼림 벌채는 또한 나무를 태워 가스를 방출할 뿐만 아니라 대기에 존재하는 CO2를 흡수하는 광합성을 담당하는 나무의 수를 줄이기 때문에 대기 중 이산화탄소의 불균형을 일으키는 원인이 됩니다.

온실 효과의 강화는 육상 생물뿐만 아니라 해양 생물에도 큰 영향을 미칩니다. 해수 가열은 산호에 직접 작용합니다. 산호는 이 속의 조류와 공생하는 자포동물이다. 심비오디늄 (주산텔라스). 이 조류는 산호의 탄산칼슘 외골격(백색)의 구멍에 머물며 해수를 투과하는 햇빛을 제거하는 데 도움이 되며, 이러한 조류의 광합성을 통해 생성된 초과 에너지는 산호에 전달됩니다(색소를 채색하는 것 외에). 해수의 온도가 상승하면 이 조류는 산호에 유독한 화학 물질을 생성하기 시작합니다. 자포자기는 자신을 방어하기 위해 조류를 쫓아내는 전략을 가지고 있습니다. 추방 과정은 충격적이며 조류가 산호에 준 과도한 에너지는 하룻밤 사이에 사라집니다. 그 결과 이 ​​산호가 백화되고 죽습니다(“기후 변화는 산호 백화로 이어질 것입니다, UN 경고” 기사 참조).

연구에 따르면 가축과 가축 부산물은 연간 최소 320억 톤의 이산화탄소(CO2) 또는 전 세계 온실 가스 배출량의 51%를 차지합니다. 성층권 규모의 천연 자원 및 환경 피해"

또한 CO2의 농도가 높으면 대기 중의 기체 혼합물과 관련하여 분압이 증가하여 해양의 경우와 같이 액체와 직접 접촉할 때 흡수가 가속화됩니다. 이 더 큰 흡수는 물과 접촉하는 CO2가 탄산(H2CO3)을 형성하고 H+ 이온(매질의 산성도 증가에 기여), 탄산염 및 중탄산염 이온을 분해하고 방출하여 바다를 포화시키기 때문에 불균형을 야기합니다. 해양 산성화는 석회화 유기체가 조개껍데기를 형성하는 능력을 방해하여 사라집니다(자세한 내용은 "해양 산성화: 지구 생명체에 대한 심각한 문제" 기사 참조).

게다가, CO2는 50년에서 200년 사이의 긴 대기 체류 시간을 가지고 있습니다. 그래서 우리가 발행을 중단하더라도 지구가 회복하는 데 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 이는 이산화탄소가 바다와 초목, 특히 숲에 자연적으로 흡수되도록 하고 이미 배출된 CO2를 중화하는 기술을 사용하여 가능한 한 배출량을 줄여야 할 필요성을 보여줍니다.

이산화탄소와 마찬가지로 다른 온실 가스도 지구에 영향을 미칩니다. 이러한 가스의 지구 온난화 잠재력 사이의 비교 패턴을 구축하기 위해 탄소 당량(CO2 등가) 개념이 만들어졌습니다. 이 개념은 CO2에 있는 다른 온실 가스의 표현을 기반으로 하므로 CO2에 있는 각 가스의 온실 효과는 가스의 양에 지구 온난화 지수를 곱하여 계산됩니다.지구 온난화 가능성 - GWP)는 주어진 시간(보통 100년) 동안 대기 중 열을 흡수하는 능력(복사 효율)과 관련된 CO2의 동일한 열 흡수 능력과 비교됩니다.

2. 채널4

메탄은 물에 거의 용해되지 않는 무색, 무취의 기체이며 공기에 첨가되면 폭발성이 높은 혼합물이 됩니다. 두 번째로 중요한 온실 가스로 지구 온난화의 약 18%를 차지합니다. 그 농도는 현재 약 1.72ppmv이며 매년 0.9%씩 증가하고 있습니다.

자연적 과정에 의한 생산은 주로 늪, 흰개미 활동 및 바다에서 발생합니다. 그러나 대기 중 농도의 증가는 매립지에 존재하는 것 외에도 유기체의 혐기성 분해(산소 없이), 동물 소화 및 바이오매스 연소와 같은 생물학적 과정에 기인합니다. 매립지, 가축 사육, 논, 화석 연료(가스, 석유 및 석탄)의 생산 및 분배, 수력 발전 저장소.

인간 요인으로 인한 생산 중 기후 변화에 관한 정부간 패널(IPCC)은 모든 메탄 배출량의 절반이 농업, 소와 양의 위장, 비료로 사용되는 배설물 및 농장에서 발생한다고 평가했습니다. 쌀. 인구 증가가 증가하는 경향이 있기 때문에 메탄 방출도 증가합니다.

메탄은 이산화탄소와 비교할 때 대기에서 더 짧은 체류 시간(10년)을 갖지만 온난화 잠재력은 훨씬 더 커서 CO2보다 21배 더 큰 영향을 미칩니다(자세한 내용은 "메탄 가스가 폭발하여 2의 메타를 위협합니다" 기사 참조 학위”). 메탄은 적외선(열)을 흡수하는 높은 능력 외에도 CO2, 대류권 O3 및 성층권 수증기와 같은 다른 온실 가스를 생성합니다. 대기에 같은 양의 메탄과 이산화탄소가 있다면 행성은 사람이 살 수 없는 곳이 될 것입니다.

이 온실 가스의 큰 흡수원은 방출된 메탄의 90% 이상을 제거하는 역할을 하는 대류권의 하이드록실 라디칼(OH)과 그 사이의 화학 반응을 통해 발생합니다. 이 과정은 자연적이지만 하이드록실과 다른 인간 생성 가스 배출, 주로 차량 엔진에서 배출되는 일산화탄소(CO) 및 탄화수소의 반응에 의해 영향을 받습니다. 이에 더하여, 폭기된 토양에 의해 흡수되고 성층권으로 수송되는 2개의 더 작은 싱크가 있습니다. 메탄이 대기에 존재하는 농도를 안정화하려면 전 세계 배출량의 15~20%를 즉시 줄여야 합니다.

3. N2O

아산화질소는 무색의 기체로 냄새가 좋고 녹는점과 끓는점이 낮고 불연성, 무독성이며 용해도가 낮습니다. 온실 효과의 강화와 그에 따른 지구 온난화에 기여하는 주요 가스 중 하나입니다. 다른 가스에 비해 배출량은 적지만 온실 효과가 CO2보다 약 300배 강하고 약 150년 동안 대기 중에 남아 있습니다. N2O는 자외선으로부터 지구 표면을 보호하는 역할을 하는 오존층을 가장 파괴하는 가스인 매우 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있습니다.

N2O는 숲과 바다에서 자연적으로 생성될 수 있습니다. 그것의 배출 과정은 질소 순환의 탈질 중에 발생합니다. 대기에 존재하는 질소(N2)는 식물에 의해 포획되어 질산화라고 하는 과정에서 암모니아(NH3) 또는 암모늄 이온(NH4+)으로 전환됩니다. 이 물질은 토양에 퇴적되어 나중에 식물이 사용합니다. 침전된 암모니아는 질산염을 생성하는 질화 과정을 거칠 수 있습니다. 그리고 탈질 과정을 통해 토양에 존재하는 미생물은 질산염을 기체 질소(N2)와 아산화질소(N2O)로 변환시켜 대기 중으로 방출할 수 있습니다.

아산화질소 배출의 주요 인간 원천은 농업 활동(약 75%)이며 에너지 및 산업 생산 및 바이오매스 연소는 배출량의 약 25%를 기여합니다. IPCC는 농장에서 사용되는 질소 비료의 약 1%가 결국 아산화질소의 형태로 대기 중에 있다고 지적합니다.

농업 활동에서 N2O 생산의 세 가지 소스가 있습니다. 농업 토양, 동물 생산 시스템 및 간접 배출입니다. 토양에 질소를 추가하는 것은 합성 비료, 동물 분뇨 또는 작물 잔류물의 사용을 통해 발생할 수 있습니다. 그리고 그것의 방출은 토양의 박테리아에 의해 수행되거나 분뇨의 분해에 의해 수행되는 질화 및 탈질화 과정을 통해 발생할 수 있습니다. 간접 배출은 예를 들어 농업 토양의 침출 과정(영양소 세척에 따른 침식)의 결과로 수생 시스템의 N2O 생산 증가로 인해 발생할 수 있습니다.

에너지 생산에서 연소 과정은 연료를 태우고 대기 중 N2를 산화시켜 N2O를 형성할 수 있습니다. 이 GHG의 많은 양은 촉매 변환기가 장착된 차량에서 배출됩니다. 반면에 바이오매스 연소는 초목 연소, 쓰레기 연소 및 삼림 벌채 중에 N2O를 방출합니다.

산업 공정에서 발생하는 대기 중으로 이 가스의 작지만 상당한 배출이 여전히 있습니다. 이러한 공정에는 아디프산과 질산의 생산이 포함됩니다.

이 가스의 자연 흡수원은 대기의 광분해 반응(빛이 있는 경우)입니다. 성층권에서 아산화질소의 농도는 높이에 따라 감소하여 혼합 속도의 수직 기울기를 설정합니다. 표면에서 방출된 N2O의 일부는 대류권계면을 통해 성층권에 들어갈 때 주로 자외선 광분해에 의해 분해됩니다.

IPCC에 따르면 현재 아산화질소 농도를 안정화하려면 생산량의 약 70~80%를 즉시 줄여야 합니다.

4. O3

성층권 오존은 2차 오염물질로 인간의 활동에 의해 직접 배출되는 것이 아니라 대기 중으로 방출되는 다른 오염물질과 반응하여 생성된다.

성층권에서 자연적으로 발견되는 이 화합물은 태양복사를 흡수하고 대부분의 자외선이 들어오는 것을 막는 중요한 기능을 가지고 있습니다. 그러나 다른 오염 물질의 첨가로 대류권에서 형성되면 고도로 산화되고 유해합니다.

대류권 오존은 성층권 오존의 이동으로 인해 제한된 양으로 얻을 수 있으며 사람에 의한 가스 방출, 일반적으로 이산화질소(NO2) 및 휘발성 유기 화합물과 관련된 복잡한 광화학 반응에 의해 더 많은 양을 얻을 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 주로 화석 연료의 연소, 연료 휘발, 축산업 및 농업에서 방출됩니다.

대기 중 이 화합물은 CO2보다 더 큰 잠재력으로 온실 효과 강화에 적극적으로 기여하며 도시의 회색 연기를 유발합니다. 고농도는 인체 건강에 문제를 일으킬 수 있으며, 주요 효과는 천식 및 호흡기 결핍 증상의 악화는 물론 기타 폐질환(폐기종, 기관지염 등) 및 심혈관(동맥경화증)의 증상을 악화시키는 것입니다. 또한 장기간 노출되면 폐활량이 감소하고 천식이 발생하며 기대 수명이 단축될 수 있습니다.

5. 할로겐화탄소

이 가스 그룹에서 가장 잘 알려진 할로겐화탄소는 클로로플루오로카본(CFC), 히드로클로로플루오로카본(HCFC) 및 히드로플루오로카본(HFC)입니다.

클로로플루오로카본은 염소와 불소를 함유한 인공 탄소 기반 물질입니다.1930년대에 암모니아(NH3)의 대안으로 사용이 시작되었습니다. 암모니아(NH3)는 독성이 적고 불연성이기 때문에 냉장 및 공조, 폼, 에어로졸, 솔벤트, 청소 제품 및 소화기 산업에서 사용됩니다.

이 화합물은 오존층에 구멍을 만드는 것으로 밝혀진 1970년대까지 불활성으로 간주되었습니다. 오존층의 고갈은 과도한 태양 노출로 인한 피부암의 경우와 같이 온실 효과를 일으키는 동시에 인간의 건강에 대한 위험을 증가시키는 자외선의 유입을 촉진합니다.

이러한 데이터를 바탕으로 브라질은 1990년 비엔나 협약과 몬트리올 의정서를 준수했으며 법령 99.280/06/06/1990을 통해 2010년 1월까지 CFC를 완전히 제거하기로 약속했습니다. 목표는 달성되지 않았지만 유엔개발계획(UNDP)에서 보고한 바와 같이 오존층 손상을 되돌리는 큰 추세가 있습니다. 2050년경에 레이어가 1980년 이전 수준으로 복원될 것으로 예상됩니다.

이들 화합물에 의한 오존층 파괴는 크다. 이 층의 분해는 성층권에서 발생하며, 여기서 햇빛은 이러한 화합물을 광화하여 오존과 반응하는 염소 원자를 방출하여 대기 중 농도를 낮추고 오존층을 파괴합니다.

첫째, 오존 분해는 성층권에서 태양 복사를 통한 CFC 분자의 분해에 의해 발생합니다.

CH3Cl(g) → CH3(g) + Cl(g)

그런 다음 방출된 염소 원자는 다음 방정식에 따라 오존과 반응합니다.

Cl(g) + O3 → ClO(g) + O2(g)

형성된 ClO(g)는 자유 산소 원자와 다시 반응하여 더 많은 염소 원자를 형성하여 산소와 반응하는 식입니다.

ClO(g) + O(g) → Cl(g) + O2(g)

염소 원자와 오존의 반응은 오존을 분해하는 대기에 존재하는 자유 산소 원자 사이의 반응보다 15000 배 더 빨리 일어나기 때문에 오존층의 강렬한 파괴가 있습니다. 따라서 하나의 염소 원자는 100개의 오존 분자를 파괴할 수 있습니다.

CFCs의 사용을 대체하기 위해 HCFCs가 생산되었는데, 이는 오존층에 훨씬 덜 해롭지만 여전히 손상을 입히고 온실 효과를 강화하는 주요 원인입니다.

HFC 가스는 온실 가스와 상호 작용하여 지구 온난화에 기여합니다. 이 가스는 지구 온난화 지수(GWP)에 비해 이산화탄소보다 훨씬 더 높은 방사능 효율을 가지고 있습니다. 이들 화합물의 개발은 오존층의 고갈 문제를 감소시켰지만, 이들 화합물의 방출로 인한 지구 온난화로 인해 지구의 온도를 증가시켰다.

CFC에 의한 오존층 분해에 대해 국립우주연구소(Inpe)에서 제작한 비디오도 참조하십시오.

6. 수증기

수증기는 대기에 존재하는 열을 가두어 지구 전체에 분산시키기 때문에 자연적인 온실 효과에 가장 크게 기여합니다. 주요 천연 공급원은 물, 얼음 및 눈 표면, 토양 표면 및 식물 및 동물 표면입니다. 증발, 승화 및 증산의 물리적 과정을 통해 증기로의 이동.

수증기는 공기의 매우 다양한 구성요소로, 지배적인 대기 조건에 따라 쉽게 상이 변합니다. 이러한 상 변화는 대기 순환을 통한 수증기의 수송과 관련된 잠열의 방출 또는 흡수를 동반하며, 이는 지구 전체의 열 분포에 작용합니다.

인간 활동은 대기 중 수증기의 양에 거의 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 영향은 다른 활동으로 인한 온실 효과의 강화를 통해 간접적으로 발생합니다.

찬 공기는 뜨거운 공기에 비해 물을 적게 보유하므로 극지방의 대기는 열대 지역의 대기에 비해 적은 양의 수증기를 포함합니다. 따라서 온실 효과가 강화되어 지구 온도가 상승하면 증발률이 높아져 대기에 더 많은 수증기가 존재하게 됩니다. 이 증기는 차례로 더 많은 열을 유지하여 온실 효과를 강화합니다.

이 현상의 심화를 줄이기 위해 우리는 무엇을 할 수 있습니까?

이러한 GHG의 높은 배출은 과학적 사고의 대다수 라인에 따른 인간 활동의 결과입니다. 그 감소는 기업, 정부 및 사람들의 태도 변화에 달려 있습니다. 지속가능한 발전을 위한 교육을 위해서는 문화의 변화가 필요합니다. 더 많은 사람들이 영향을 덜 주는 대안을 찾기 시작하고 가스 배출을 줄이는 당국과 기업의 요구가 필요합니다.

브라질에서 온실 가스(GHG) 배출의 주요 원인은 물리적 단위와 일부 온실 가스를 대기로 방출하는 과정 모두 삼림 벌채, 운송, 가축, 장내 발효, 화석 연료로 구동되는 화력 발전소 및 산업 공정입니다.

삼림 벌채는 주요 기여자이며 재조림과 재활용 재료 사용으로 완화할 수 있습니다. 재활용 종이 1톤당 10~20그루의 나무가 절약됩니다. 이것은 천연 자원의 절약을 의미하며(절단되지 않은 나무는 광합성을 통해 계속해서 CO2를 흡수함) 종이를 재활용하면 기존 공정으로 종이를 생산하는 데 필요한 에너지의 절반을 사용합니다. 재활용 깡통은 3시간 동안 TV를 켜는 것과 같은 에너지를 절약할 수 있습니다.

운송 부문은 에탄올 및 바이오디젤과 같은 국가에서 지배되고 보급된 기술, 전기 또는 수소 동력 차량의 사용 또는 자전거와 지하철과 같은 대안. 운송에서와 마찬가지로 화력발전소에서 사탕수수와 같은 청정 에너지로 화석 연료를 대체하는 것도 이러한 가스의 배출을 줄이는 데 도움이 됩니다.

장내 발효는 반추동물의 소화를 통해 가스 배출에 기여합니다. 이 공급원은 소의 식단을 개선하고 목초지를 개선함으로써 줄일 수 있습니다(적절한 토양 시비). 사료 첨가제를 반추위의 원생동물을 공격하는 첨가제로 교체하면 동물의 메탄 배출량을 10~40% 줄일 수 있습니다. 아이디어는 이러한 첨가제가 박테리아가 사용하는 수소 생산의 많은 부분에 기여하는 원생동물을 죽인다는 것입니다. 고세균 (반추동물의 장에 존재). 이 박테리아가 수소와 이산화탄소를 흡수하여 에너지를 얻으면 메탄이 생성되는 과정에서 사용 가능한 수소가 적어지면 메탄 생성도 줄어듭니다.

또한 산업의 생산 공정을 개선하여 영향을 줄이고 온실 가스를 너무 많이 배출하지 않는 방법을 모색할 필요가 있습니다.

이러한 변화는 사람들의 요구에 의해서만 일어날 것이므로 모두의 이동이 필요합니다! 우리가 즉각적인 조치를 취하지 않는다면, 우리는 우리의 행동을 소홀히 한 대가로 매우 높은 대가를 치르게 될 것입니다.