7 Effetti dei gas serra sull'ambiente

Nonostante siano della massima importanza per la Terra e i suoi abitanti, i gas serra hanno causato danni sempre maggiori all'umanità.

Gli effetti dei gas serra sull'ambiente sono stati aggravati dalle attività antropiche che hanno aumentato la concentrazione di questi gas nell'atmosfera.

Cosa sono i gas serra?

I gas nell'atmosfera noti come gas serra hanno un impatto sul bilancio energetico del pianeta. Ne deriva il cosiddetto effetto serra.

Nell'atmosfera si possono trovare naturalmente basse concentrazioni dei tre gas serra più noti - anidride carbonica (CO2), metano e protossido di azoto.

Alcuni gas serra vengono rilasciati solo dall'attività umana (ad esempio, alocarburi sintetici). Altri esistono naturalmente ma sono presenti in quantità maggiori a causa degli input umani (ad es. anidride carbonica) (ad es. anidride carbonica).

Le attività legate all'energia (come la combustione di combustibili fossili nei settori della produzione di energia elettrica e dei trasporti), l'agricoltura, il cambiamento degli usi del suolo, le pratiche di gestione e trattamento dei rifiuti e altre attività industriali sono tutti esempi di cause antropiche.

Quali sono le cause dell'effetto serra?

Queste sono le ragioni principali dell'effetto serra.

1. Combustione di combustibili fossili

Le nostre vite dipendono fortemente dai combustibili fossili. Sono comunemente utilizzati per generare elettricità e per il trasporto. L'anidride carbonica viene rilasciata durante la combustione di combustibili fossili.

L'utilizzo dei combustibili fossili è aumentato di pari passo con la crescita demografica . Di conseguenza, è aumentata anche l'emissione di gas serra nell'atmosfera.

2. La deforestazione

L'anidride carbonica viene assorbita da piante e alberi, che a loro volta rilasciano ossigeno. L'abbattimento degli alberi provoca un aumento significativo dei gas serra, che innalza la temperatura della Terra.

3. Agricoltura

Uno dei fattori dell'effetto serra dell'atmosfera è il protossido di azoto utilizzato nei fertilizzanti.

4. Rifiuti industriali e discariche

I gas pericolosi sono prodotti da aziende e produttori e rilasciati nell'atmosfera.

Inoltre, le discariche rilasciano metano e anidride carbonica, che contribuiscono ai gas serra.

7 Effetti dei gas serra sull'ambiente

Di seguito sono riportati gli effetti dei gas serra sull'ambiente

1. Vapore acqueo

La troposfera contiene acqua sotto forma di vapore e nuvole. Tyndal notò nel 1861 che l'assorbitore gassoso più significativo dei cambiamenti nella luce infrarossa era il vapore acqueo.

Secondo calcoli più precisi, le nuvole e il vapore acqueo rappresentano rispettivamente il 49 e il 25% dell'assorbimento (termico) delle onde lunghe.

Tuttavia, rispetto ad altri gas serra come la CO2, la durata della vita atmosferica del vapore acqueo è breve (giorni) (anni). Le variazioni regionali delle concentrazioni di vapore acqueo non sono direttamente influenzate dall'attività umana.

Tuttavia, a causa degli effetti indiretti dell'attività umana sulle temperature globali e della produzione di vapore acqueo, noto anche come feedback del vapore acqueo, il riscaldamento è amplificato.

2. Anidride carbonica (CO2)

Il 20% dell'assorbimento termico è causato dall'anidride carbonica.

La decomposizione organica, il rilascio oceanico e la respirazione sono tutti esempi di fonti naturali di CO2.

Tra le fonti di CO2 di origine antropica si annoverano la produzione di cemento, il disboscamento e la combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, solo per citarne alcune.

Sorprendentemente, l'industria rappresenta il 21% delle emissioni dirette di CO2, mentre il 24% proviene dall'agricoltura, dalla silvicoltura e da altri usi del suolo.

Da circa 270 mol.mol-1 nel 1750 a quantità attuali superiori a 385 mol.mol-1, il contenuto di CO2 nell'atmosfera è aumentato considerevolmente durante i due secoli precedenti.

Dagli anni '1970, si è verificata circa la metà di tutte le emissioni di CO2 antropogeniche tra il 1750 e il 2010.

Si prevede che la temperatura superficiale media globale aumenterà di 3-5°C nel 2100 a causa delle elevate concentrazioni di CO2 e del feedback positivo dell'acqua.

3. Metano (CH4)

Il principale gas organico in traccia nell'atmosfera è il metano (CH4). L'elemento principale del gas naturale, una fonte di carburante globale, è il CH4.

L'agricoltura e l'allevamento del bestiame contribuiscono entrambi in modo significativo alle emissioni di CH4, sebbene la colpa sia principalmente dell'uso di combustibili fossili.

Dall'era preindustriale, le concentrazioni di CH4 sono aumentate di un fattore due. L'attuale concentrazione media in tutto il mondo è 1.8 mol.mol-1.

Sebbene la sua concentrazione sia solo lo 0.5% di quella di CO2, ci sono preoccupazioni per un aumento delle emissioni in atmosfera di CH4. In effetti, come GHG, è 30 volte più potente della CO2.

Insieme al monossido di carbonio (CO), il CH4 produce O3 (vedi sotto), che contribuisce a regolare la quantità di OH nella troposfera.

4. Protossido di azoto (NxO)

L'ossido nitrico (NO) e il protossido di azoto (N2O) sono entrambi considerati gas serra (GHG). Le loro emissioni globali sono aumentate nel secolo scorso, principalmente a causa dell'attività umana. Il suolo rilascia NO e N2O.

N2O è un potente gas serra, ma NO aiuta indirettamente nella creazione di O3. L'N2O ha il potenziale per essere 300 volte più potente come gas serra rispetto alla CO2. Il primo avvia la rimozione dell'O3 una volta nella stratosfera.

Le concentrazioni di N2O nell'atmosfera stanno aumentando principalmente a causa dell'attività microbica nei suoli ricchi di azoto (N) legata all'agricoltura e alle attività di fertilizzazione.

Le due principali fonti di NO nell'atmosfera sono le emissioni antropogeniche (dalla combustione di combustibili fossili) e le emissioni biogene dal suolo. L'ossido di azoto viene prodotto rapidamente da NO nella troposfera (NO2).

I composti organici volatili (COV) e i gruppi idrossilici possono reagire con NO e NO2 (indicati come NOx), producendo rispettivamente nitrati organici e acido nitrico.

Accedono agli ecosistemi per deposizione atmosferica, che è influenzata dall'acidità o dall'arricchimento di N e ha un effetto sul ciclo dell'azoto.

5. NESSUNA fonte e reazioni chimiche nelle piante

Le vie riduttiva e ossidativa sono state descritte come i due processi principali per la generazione di NO nelle piante.

Nella via riduttiva, NR converte i nitriti in NO in presenza di anossia, pH acido o livelli elevati di nitriti.

Diverse attività, tra cui la chiusura stomatica, lo sviluppo delle radici, la germinazione e le risposte immunologiche, sono state collegate alla produzione di NO NR-dipendente.

La xantina ossidasi, l'aldeide ossidasi e la solfito ossidasi sono solo alcuni degli enzimi molibdeno che possono ridurre i nitriti nelle piante.

Negli animali, il nitrito può anche essere ridotto tramite il sistema di trasporto degli elettroni nei mitocondri.

Attraverso l'ossidazione di sostanze organiche come poliammine, idrossilammina e arginina, la via ossidativa genera NO.

Gli enzimi NOS degli animali catalizzano la conversione dell'arginina in citrullina e NO. Sono state condotte numerose indagini per identificare i NOS delle piante e la produzione di NO dipendente dall'arginina nelle piante.

Dopo che la NOS è stata scoperta nell'alga verde Ostreococcus Tauri, i genomi delle piante sono stati sottoposti a uno studio bioinformatico ad alto rendimento.

Questo lavoro dimostra che gli omologhi NOS sono stati trovati solo in un piccolo numero di microrganismi fotosintetici, come alghe e diatomee, degli oltre 1,000 genomi di piante superiori esaminati.

In conclusione, le piante superiori producono NO che dipende dall'arginina, ma l'enzima o gli enzimi specifici responsabili dei processi ossidativi sono ancora sconosciuti.

6. Ozono (O3)

L'ozono (O3) è presente principalmente nella stratosfera, mentre una certa quantità viene prodotta anche nella troposfera.

Lo strato di ozono e l'ozono stratosferico si formano naturalmente attraverso reazioni chimiche tra l'ossigeno (O2) e le radiazioni ultraviolette (UV) solari.

Una molecola di O2 viene divisa dalla luce solare UV in due atomi di ossigeno (2 O). Il risultato è una molecola (O3), che viene creata quando ciascuno di questi atomi estremamente reattivi si unisce all'O2.

Lo strato (O3) assorbe circa il 99% della radiazione UV a media frequenza del Sole, che ha una lunghezza d'onda compresa tra 200 e 315 nm. In caso contrario, potrebbero danneggiare le forme di vita che sono esposte vicino alla superficie terrestre.

La maggior parte dell'O3 troposferico è prodotta da NOx, CO e COV che reagiscono con la luce solare. Tuttavia, è stato notato che nelle città, gli NOx potrebbero aspirare O3.

Luce, stagione, temperatura e concentrazione di COV hanno tutti un impatto su questa doppia interazione di NOx e O3.

Inoltre, in presenza di NOx significativi, l'ossidazione di CH4 da parte di OH nella troposfera provoca la formazione di formaldeide (CH2O), CO e O3.

L'O3 nella troposfera è dannoso sia per le piante che per gli animali (compreso l'uomo). L'O3 ha una varietà di effetti sulle piante. Le cellule note come stomi, che si trovano principalmente sul lato inferiore delle foglie delle piante, consentono alla CO2 e all'acqua di penetrare nel tessuto.

Le piante che sono esposte a livelli elevati di O3 chiudono i loro stomi, il che rallenta la fotosintesi e limita lo sviluppo delle piante. Anche un forte stress ossidativo può essere indotto dall'O3, danneggiando le cellule vegetali.

7. Gas fluorurato

I potenti gas serra sintetici come idrofluorocarburi, perfluorocarburi, esafluoruro di zolfo e trifluoruro di azoto vengono rilasciati attraverso una varietà di applicazioni e operazioni domestiche, commerciali e industriali.

A volte, i gas fluorurati, in particolare gli idrofluorocarburi, vengono utilizzati al posto dei composti stratosferici che riducono l'ozono (ad esempio, clorofluorocarburi, idroclorofluorocarburi e halon).

Rispetto ad altri gas serra, i gas fluorurati sono normalmente emessi in quantità minori, ma sono potenti gas serra.

A volte vengono definiti gas ad alto GWP perché, a parità di massa, intrappolano una quantità di calore significativamente maggiore rispetto ai gas con un potenziale di riscaldamento globale (GWP) inferiore , come la CO2, che in genere varia da migliaia a decine di migliaia.

Conclusione

Poiché ogni gas serra assorbe energia in modo diverso e ha una "vita" distinta o la quantità di tempo trascorso nell'atmosfera, ognuno ha una diversa capacità di assorbire il calore dall'atmosfera.

Secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change, ad esempio, sarebbero necessarie centinaia di molecole di anidride carbonica per eguagliare l'effetto di riscaldamento di una singola molecola di esafluoruro di zolfo, il gas serra più potente, in termini di assorbimento di calore (IPCC).

Effetti dei gas serra sull'ambiente – Domande frequenti

[sc_fs_faq html=”true” headline=”h3″ img=”” question=”In che modo i gas serra influenzano il riscaldamento globale?” img_alt=”” css_class=””] Poiché trattengono il calore che altrimenti si disperderebbe dall'atmosfera, i gas serra sono responsabili del riscaldamento globale. Questi gas, a differenza dell'ossigeno e dell'azoto, possono assorbire le radiazioni e trattenere il calore. La Terra si mantiene a una temperatura che permette l'esistenza della vita grazie ai gas serra. [/sc_fs_faq]

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