Парниковые газы

Главным парниковым газом является водяной пар (H 2 O), который ответственен примерно за две трети природного парникового эффекта. Другие основные парниковые газы – это углекислый газ (СО 2), метан (СН 4), азотистый оксид (N 2 O) и фторированные парниковые газы. Эти газы регулируются Киотским Протоколом.

ХФУ и ГХФУ – это также парниковые газы, но регулируемые скорее Монреальским, чем Киотским Протоколом.

Стратосферный озон сам является парниковым газом. Таким образом, истощение озона послужило смягчению некоторых аспектов по изменению климата, в то время как восстановление озонового слоя добавит климатических изменений.

Углекислый газ

Основной участник усиления (искусственного) парникового эффекта это диоксид углерода (СО 2). В промышленных странах СО 2 представляет более, чем 80% выбросов парниковых газов.

В настоящее время, в мире выделяется более 25 млрд. тонн углекислого газа каждый год. СО 2/sub> может оставаться в атмосфере от 50 до 200 лет, в зависимости от того, как он возвращается в оборот земли и океанов.

Метан

Второй наиболее важный парниковый газ для усиления парникового эффекта – это метан СН 4 . С начала промышленной революции концентрации атмосферного метана удвоились и вносят 20% вложений в усиление эффекта парниковых газов. В промышленных странах метан типично составляет 15% выбросов парниковых газов.

Антропогенные выбросы метана связаны с горной промышленностью, сжиганием органического топлива, скотоводства, выращивание риса и мусорные свалки.
ПГП метана в 23 раза больше, чем у СО 2 .

Закись азота

Закись азота (N 2 O) естественно высвобождается из океанов и тропических лесов и бактериями в почвах. Источники влияния человека включают азотистые удобрения, сжигание органических топлив и промышленное производство химикатов, использующих азот, например, обработка сточных вод.

В индустриальных странах N 2 O несет ответственность примерно за 6% выбросов парниковых газов. Как СО 2 и метан, закись азота – это парниковый газ, чьи молекулы поглощают тепло, которое пытается испариться в космос. N 2 O имеет в 310 раз больший потенциал, чем СО 2 .

С начала индустриальной революции, концентрации закиси азота в атмосфере увеличились на 16% и вносят вклад от 4 до 6 % в усиление парникового эффекта.

Фторированные парниковые газы

Финальная группа парниковых газов включает в себя фторированные составляющие, такие, как гидрофторуглероды (ГФУ), которые используются, как хладагенты и пенообразующие агенты, перфторированные углероды (ПФУ), которые выделяются во время производства алюминия; и серные гексафлориды (СГФ-SF 6), которые используются в электронной промышленности.

Это единственные парниковые газы, которые не производятся в природе.

Атмосферные концентрации малы, они составляют около 1,5% в целом от выбросов парникового газа индустриальных стран. Однако, они чрезвычайно мощные; они имеют в 1000-4000 раз больший потенциал, чем СО 2 , а некоторые – более чем в 22000 раз.

ГФУ – одна из альтернатив ГХФУ в охлаждении, воздушном кондиционировании и пенообразовании. Последствия этих мощных парниковых способностей являются, таким образом, одним фактором, который должен быть учтен при выборе альтернатив и развитии стратегий ликвидации.

Изменение климата на земле в последние десятилетия становится всё более и более заметным. В свете этого особенно актуально звучат вопросы: какие бывают выбросы парниковых газов в атмосферу, как бы добиться их сокращения, а также какие перспективы климата на земле.

Что такое парниковые газы и парниковый эффект?

Многим известно, каким образом работает обычная садовая теплица. Солнечные лучи проходят через прозрачные стенки и крышу, что приводит к нагреванию почвы и увеличению внутренней температуры. Высокие температурные показатели внутри парника сохраняются за счёт удерживания тепла внутри садового помещения материалом сооружения.

Если садовой теплице такой эффект очень полезен, поскольку позволяет эффективно выращивать различные виды растений (порой даже не предназначенных для наших широт), то земному шару повышение температуры крайне опасно.

Если рассуждать о глобальных изменениях климата, тогда удерживающими препятствиями на пути тепла исходящего от Земли служат так называемые парниковые газы. Это такие вещества, которые пропускают инфракрасное излучение от солнца и в тоже время задерживают тепло (это же излучение), отражённое от земной поверхности, что приводит к росту температуры околоземной атмосферы.

Виды парниковых газов

К наиболее значимым парниковым газом относятся следующие химические соединения:

Углекислый газ;
Закись азота;
Метан;
Фреоны;
Водяные пары;
Прочие газы (гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и так далее, всего более 30 видов).

Очевидно, что по характеру появления все перечисленные выше химические вещества можно разделить на две группы:

Газы имеющие естественное происхождение;
Антропогенные вещества.

Первые образуются в результате естественных земных процессов, например, водяные пары, происхождение вторых обусловлено деятельностью самого человека.

Основные источники парниковых газов

Существует множество источников парниковых газов. На первое место все специалисты в этой области однозначно ставят процессы переработки и потребления ископаемого топлива. На долю этого вида загрязнения атмосферы по разным источникам отводится от 82 до 88 процентов всех парниковых газов.

В эту категорию входят большинство промышленных предприятий, производственный цикл которых связана с нагревом того или иного вида сырья. Кроме этого, не следует забывать о транспорте, в двигателях которых происходит сгорание бензина и дизельного топлива, что приводит к появлению значительного количества выхлопных газов.

На втором месте находится сжигание биомассы, происходящее от вырубки лесов, прежде всего тропических. Этот процесс тесно связан с образованием значительного количества углекислого газа. На долю этого вида загрязнения атмосферы отводится от 10 до 12 процентов всех парниковых газов.

Появление остальных источников парниковых газов преимущественно связано с функционированием промышленных предприятий: производство металлов, цемента, полимерных материалов и так далее. В совокупности все подобные производства выбрасывают порядка 2 процентов всех загрязнений.

Киотский протокол

Киотский протокол - это дополнительное соглашение к конвекции ООН, принятое в 1997 году в городе Киото (Япония), обязывающее все страны с переходной экономикой сократить или по меньшей мере стабилизировать выбросы парниковых газов в атмосферу.

Согласно положениям Киотского протокола, действующего до начала 2020 года, все страны Евросоюза в совокупности должны снизать выбросы парниковых газов не менее чем на 8 процентов, США - 7%, Япония - 6%, Россия и Украина были обязаны стабилизировать промышленное производство и не допустить увеличение вредных выбросов.

Способы сокращения выброса парниковых газов

Упомянутый выше Киотский протокол, определяет главные направления на уменьшение загрязнения атмосферы земли. Основным способом уменьшения выработки парниковых газов является модернизация и повышение эффективности промышленных производств.

Во-вторых, соглашение обязывает все страны, подписавшие его, повышать качество накопителей и накопителей парниковых газов, увеличение объёмов лесного хозяйства, стимуляцию лесовозобновления.

В-третьих, все участвующие в подписании государства обязаны стимулировать любые изыскания в области возобновляемых источников энергии и технологий поглощения углекислого газа. В свете этого положения особой актуальностью пользуются все технологии энергосбережения.

Государства обязаны предоставлять налоговые льготы и послабления тем промышленным налогоплательщикам, которые активно осуществляют переход на экологически чистые технологии, стимулируют лесовозобновление и так далее.

В-четвертых, следует предпринимать необходимые меры, направленные на ограничение выбросов углекислого газа на транспорте: стимулирование производства и потребления электромобилей, переход на газомоторное топливо (более экологичное).

Конечно, Киотский протокол с его положениями действительно обязывает многие государства перестраивать деятельность собственной промышленности. Но, тем не менее, не следует забывать, что каждый из нас может внести свой посильный вклад в это важное дело. Ниже приведу общие рекомендации, направленные на сокращение выбросов парниковых газов:

Содержать транспортное средство в технически исправном состоянии;
По возможности, выбирать общественный транспорт;
Всегда выдергивать из розетки вилку питания всех электроприборов, которые не должны работать в круглосуточном режиме;
Использовать энергосберегающие технологии;
Стремиться получить снижение потребления воды;
Начать самостоятельное выращивание продуктов питания или отдавайте предпочтение местным производителям.

В связи с выходом некоторых постановлений, писем и методических указаний природопользователи задают вопросы, касающиеся расчета выбросов парниковых газов, но у контролирующих органов пока нет четких ответов. Тем не менее вопрос активно обсуждается. Начав с базовых знаний и исторической справки о парниковых газах, постараемся осветить данную тему для всех заинтересованных лиц, даже далеких от экологии.

Что такое выбросы парниковых газов и чем они опасны: история вопроса

СЛОВАРЬ

Парниковые газы — это газы высокой прозрачности в видимом диапазоне и с высоким поглощением в дальнем инфракрасном диапазоне. Присутствие таких газов вызывает парниковый эффект — повышение температуры нижних слоев атмосферы планеты.

Для Земли первоочередное значение имеют водяной пар и углекислый газ. Увеличение количества углекислого газа за счет промышленных выбросов в атмосферу приводит к повышению приповерхностных температур, что согласно теории глобального потепления климата приводит к нарушению естественных климатических процессов.

В связи с этой опасностью необходимо снижать выбросы ПГ, и поэтому в 1997 г. было заключено соглашение в г. Киото — Киотский протокол, созданный как дополнительный документ к Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 г.

В 2015 г. в г. Париже подписано новое соглашение, регулирующее меры по снижению содержания углекислого газа в атмосфере с 2020 г.

Новое соглашение Россией подписано, но не ратифицировано: летом 2016 г. бизнес-сообщество просило президента не утверждать данный документ, т.к. это плохо скажется на экономике. К тому же С. Лавров в своем выступлении на саммите глобального развития в рамках ГА ООН заявил, что Россия перевыполнила свои обязательства по достижению выбросов ПГ ниже уровня 1990 г.

Снижение выбросов парниковых газов в России: план работы

Однако на достигнутом результате мы не остановились. В нашей стране для снижения выбросов ПГ и уменьшения опасности глобального потепления в мире предпринят ряд шагов. В первую очередь разработана законодательная база по данному вопросу.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

В современном быстроразвивающемся мире предпринимаются новые технологические попытки борьбы с загрязнением и мусором. Но одна проблема все еще остается нерешенной — это парниковые газы. И хотя многие из нас наслышаны о , мы все еще недостаточно осознаем, какие последствия он несет.

Понятие

Парниковые газы присутствуют в атмосферах всех планет. Их образование является закономерным процессом, связанным с особенностями свойств тепловой энергии. До возникновения первых живых существ они активно вырабатывались в естественных условиях. Газы существуют на планете с тех пор, как появились первые зачатки атмосферы, и именно благодаря им сформировались условия для жизни.

Определенная концентрация природного газа позволила установиться адекватной для всех живых организмов температуре. Получается, что их образование изначально связано исключительно с естественными природными явлениями и процессами. Как же это происходило?

Все началось с момента, когда солнечные лучи начали прогревать поверхность планеты. Углекислый газ и другие составляющие, попавшие в атмосферу, сдерживали часть этой энергии, не давая ей полностью отразиться от поверхности и выйти в космическое пространство. Эффект нагревания, производимый за счет подобного явления, напоминал то, что происходит в теплице садовода.

Позже к источникам природного газа присоединились вулканы с их активной деятельностью. И уже после возникновения на Земле зеленых растений начали формироваться условия для жизни.

До определенного момента состояние атмосферы продолжало быть идеальным: животный и растительный мир стремительно развивались. А миллионы лет эволюции, в конечном счете, привели к появлению Человека Разумного — то ли венца ее творения, то ли проклятия.

Развитие производства, использование топлива, разработки в сельском хозяйстве и химической промышленности привели к тому, что выбросы парниковых газов увеличились, дестабилизировав состояние атмосферы. Перед человечеством встал серьезный вопрос, касающийся дальнейшего благосостояние планеты: парниковый эффект, вызванный увеличением уровня парниковых газов.

Состав

Из самого термина ясно, что в парниковый газ включает в себя не один химический компонент, и свое воздействие они производят в комплексе. В 1997 году ООН было принято соглашение — Киотский протокол, получивший свое наименование по названию города, в котором происходило совещание. Помимо основного требования, предъявленного к большинству стран мира, которое подразумевает постепенное снижение уровня выбросов в атмосферу парниковых газов, в документе также принят перечень опасных веществ. Так, к парниковым газам относятся:

• углекислый газ
• метан
• закись азота
• водяной пар
• фреоны
• перфторуглероды
• гексафторид серы

Основная «четверка»

Хотя все составляющие вещества, включенные в список, оказывают серьезное воздействие, основными парниковыми газами являются углекислый газ, метан, закись азота и озон.

Углекислый газ относится к числу самых распространенных газов в атмосфере. Его доля составляет примерно 64%, при этом он оказывает наиболее сильное влияние на климат. Изначально источником выступали вулканы: на определенном этапе развития планеты вулканическая активность была столь высока, что Мировой океан буквально кипел.

Сегодня на повышения показателей СО 2 в атмосфере в значительной мере влияет деятельность человека. Выделение парниковых газов от сжигания различных топливных материалов, увеличения объема выхлопов и вырубка лесов — эти факторы ежегодно умножают объемы газа.

Парниковый эффект, который оказывает метан, в 25 раз сильнее и опаснее, чем углекислота. Повышению его уровня способствует развитие сельского хозяйства, так как его главные источники — продукты жизнедеятельности скота, процессы горения и выращивание риса. Сегодня показатели считаются рекордными, хотя скорость их роста уменьшилась.

Закись азота занимает одно из ведущих мест по объему в атмосфере. Основной источник — производство и применение веществ, относящихся к различным минеральным удобрениям. Существует естественный источник природного газа — тропические джунгли. Согласно подсчетам, в таких районах вырабатывается около 70% вещества.

Озон, который никак не связан со спасительным озоновым слоем, располагается в нижних слоях тропосферы. Он способен не только усиливать парниковый эффект, но и вредит зеленым насаждениям, когда его концентрация вблизи Земли оказывается очень высокой. Основные источники озона:

• промышленные выбросы
• выхлопы транспорта
• различные химические растворители

Не менее опасны

Фреон, гексафторид, перфторуглероды и водяные пары в числе газов также считаются опасными во многом потому, что все они, за исключением водяных паров, относятся к искусственным веществам. Они входят в обязательный расчет парниковых газов, который позволяет оценивать ежегодный урон со стороны предприятий.

• Фреоны включают в себя ряд веществ, и, несмотря на то, что их объем меньше, чем CO 2 , эффект может быть выше в 1300-8500 раз! В атмосферу они попадают за счет использования аэрозолей, холодильных установок.
• Перфторуглероды являются побочным эффектом производства алюминия, электротехники и растворителей.
• Гексафторид серы применяется в сфере пожаротушения, а также в промышленности (в электронной и металлургической). Этот парниковый газ на протяжении долгого времени не распадается в атмосфере, что делает его особенно опасным. Как и в случае с фреонами, два этих вещества отличаются сильнейшей парниковой активностью.
• Особое место среди парниковых газов занимают водяные пары. Хотя их формирование относится к исключительно естественным процессам, на их долю приходится значительный процент влияния на развитие парникового эффекта. На его примере можно оценить всю масштабность проблемы: концентрация парниковых газов приводит к повышению температуры на планете, что в свою очередь увеличивает объем водяных паров, усиливающих парниковый эффект. Получается страшная замкнутая система, выход из которой необходимо искать как можно скорее, пока изменения на Земле не приобрели необратимый характер.

Решение проблемы

Парниковый эффект приведет к многочисленным неприятным последствиям, которые отразятся буквально на всем живом. Естественно, что эти глобальные перемены окажут сильнейшее влияние на жизнь человека:

1. Повышение температуры приведет к повышению влажности воздуха во влажных районах, в то время как засушливые территории окажутся в еще более тяжелом положении.
2. Повышение уровня Мирового океана станет причиной затопления прибрежных территорий и островных государств.
3. Около 40% видов животных и растений исчезнут с лица Земли из-за изменений условий обитания.
4. Серьезный удар грозит и сельскому хозяйству, что приведет к мировому голоду.
5. и повышение температуры приведут к иссушению подземных источников и, как следствие, к нехватке питьевой воды.

Остановить губительное воздействие парниковых газов необходимо в ближайшие десятилетия, в противном случае последствия станут необратимыми. На государственном уровне основные действия связаны с установлением единых стандартов качества и объемов выбросов парниковых газов. Так, все предприятия и организации обязаны регулярно оценивать ущерб, который наносится окружающей среде их деятельностью, проводя расчет выбросов. Его стандартная формула включает себя вычисления, связанные с определением объемов каждого парникового газа с последующим его пересчетом в эквиваленте углекислого газа.

От государств требуется усиленно способствовать технологическому совершенствованию производств, которые приведут к уменьшению уровня вредных газов. Для организаций, не соблюдающих экологические нормы ведения деятельности, должны приниматься жесткие штрафные санкции, в то время как предприятия, стремящиеся работать по новым экологическим стандартам, должны получать сильную поддержку и поощрения.

Борьба с транспортными выхлопами, активное развитие видов сельского хозяйства, не приносящих вреда окружающей среде, а также поиск и разработка новых безопасных источников энергии — все эти меры приведут к сокращению уровня и последствий ПГ.

Следствие

Современный век, отмеченный высокими технологиями, развитыми способами производства и колоссальными открытиями, ознаменован и тем, что вопросы восстановления экологического состояния планеты становятся все более актуальными. Проблемы экологии решаются не только по инициативе активистов, но и на государственном уровне. Разрабатываются программы, нацеленные на стабилизацию экологического равновесия в отдельных регионах и странах.

Парниковые газы являются закономерным результатом развития планеты. Но человеческая деятельность, неосмотрительная по отношению к природе, привела к серьезному дисбалансу этих веществ в атмосфере. Результатом стал парниковый эффект — одна из главных экологических проблем современности. Для борьбы с ним предпринимаются масштабные действия на мировом уровне.

Важно понимать, что свой вклад самыми простыми действиями могут внести все люди: разумное использование автотранспорта, воды и электричества, поддержка энергосберегающих технологий и чистоты территории — все это снижает негативное влияние газов. Ответственное отношение каждого человека к окружающей среде становится маленьким, но важным шагом к спасению нашей планеты.

Одним из основных парниковых газов считают диоксид углерода - углекислый газ (С02). Его роль до недавнего времени слишком подчеркивалась, на его долю относили до половины общего вклада в парниковый эффект. Однако сейчас пришли к мнению, что эта оценка была завышенной.

Инструментально доказано, что в последние десятилетия ежегодное накопление С0 2 в атмосфере составляет 0,4%. С начала XX в. уровень С0 2 в атмосфере увеличился на 31%. Эта величина существенна, чтобы повысить температуру. По самому оптимистичному сценарию, температура повысится в ближайшее столетие на 1,5-2°С, а но самому пессимистичному - почти на 6°С.

Каждый год в атмосферу из антропогенных источников поступает 6 млрд т диоксида углерода, из них 3 млрд т поглощаются растительностью в процессах фотосинтеза, оставшиеся 3 млрд т накапливаются. Общая сумма накоплений по вине человека за прошедшие 100 лет составила около 170 млрд т. Приведенные данные следует рассматривать в сопоставлении со 190 млрд т углекислого газа, которые ежегодно поступают в атмосферу вследствие естественных процессов. По оценкам ряда российских ученых, вклад антропогенной деятельности в глобальное потепление составляет лишь 10-15%, а остальное приходится на долю глобальных природных циклов. Поэтому усилия человечества на пути снижения выброса парниковых газов едва ли смогут заметно замедлить грядущее потепление.

Рост концентрации С0 2 не означает гибель для биосферы. Миллионы лет назад, в каменноугольный период, концентрация С0 2 была в 10 раз выше, чем сейчас. В тот период растительность буйно развивалась, деревья достигали больших размеров. Но для человеческой популяции условия были неблагоприятными. Предельный верхний уровень содержания С0 2 в атмосфере для человека не установлен.

Существуют разные гипотезы о причинах накопления С0 2 в атмосфере. Согласно первой, наиболее распространенной точке зрения углекислый газ накапливается в атмосфере как продукт сжигания органического топлива. Вторая гипотеза основной причиной роста содержания С0 2 считает нарушение функций микробных сообществ в почвах Сибири и части Северной Америки. Независимо от выбора гипотезы накопление диоксида углерода происходит во все увеличивающихся масштабах.

Большое воздействие на климат оказывают такие парниковые газы, как метан, оксиды азота и водяной пар.

До последнего времени недооценивалась роль метана (СН 4). Он активно участвует в парниковом эффекте. Кроме того, поднимаясь на высоту 15-20 км, метан под действием солнечных лучей разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует диоксид углерода. Это еще больше усиливает парниковый эффект.

В природе СН 4 образуется в болотах при гниении органики, его еще называют болотным газом. Метан также возникает в обширных мангровых зарослях в тропических областях. Рост концентрации СН 4 происходит в мире за счет разрушения биоты. Кроме того, он поступает в атмосферу из тектонических разломов на суше и на дне океана.

Антропогенные выбросы метана связаны с разведкой и добычей полезных ископаемых, со сгоранием минерального топлива в тепловых электростанциях и органического топлива в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств, его выделением на животноводческих фермах. Использование азотных удобрений, выращивание риса, свалки бытовых отходов, утечки и неполное сгорание природного газа также ведут к росту выбросов метана и оксидов азота, которые являются мощными парниковыми газами. Содержание СН 4 в атмосфере, по инструментальным данным, возрастает на 1% в год. За прошедшие 100 лет рост составил 145%.

Оксиды азота накапливаются в атмосфере за год в пределах 0,2%, а общее накопление за период интенсивного промышленного развития составило около 15%. Увеличение содержания оксидов азота обусловливается сельскохозяйственной деятельностью и массовым уничтожением лесов.

Быстрое потепление климата на Земле приводит к ускорению кругооборота воды в природе, усилению испарения с водных поверхностей, что способствует накоплению водяного пара в атмосфере и активизации действия парникового эффекта. По мнению некоторых ученых, около 60% парникового эффекта вызывают пары воды. Чем больше их в тропосфере, тем сильнее парниковый эффект, а их концентрация в свою очередь зависит от приземных температур и площади водной поверхности.