地球とそこに住む人々にとって最も重要な温室効果ガスであるにもかかわらず、温室効果ガスは人類にますます大きな害をもたらしています。
温室効果ガスが環境に及ぼす影響は、大気中のこれらのガスの量を増加させた人為的な活動によって増大している。
温室効果ガスとは？
温室効果ガスとして知られる大気中のガスは、地球のエネルギーバランスに影響を与えます。 いわゆる温室効果はこれらの結果です。
最もよく知られている 2 つの温室効果ガスである二酸化炭素 (COXNUMX)、メタン、亜酸化窒素は、自然界に低濃度で存在します。
特定の温室効果ガスは、人間の活動によってのみ放出されます (合成ハロカーボンなど)。 他のものは自然に存在しますが、人間の入力 (二酸化炭素など) により量が増加しています (二酸化炭素など)。
エネルギー関連活動（電力事業や運輸部門における化石燃料の燃焼など）、農業、土地利用の変化、廃棄物管理・処理方法、その他の産業活動はすべて、人為的原因の例である。
温室効果の原因は何ですか?
これらが温室効果の背後にある主な理由です。
1. 化石燃料の燃焼
私たちの生活は化石燃料に大きく依存しています。 それらは一般的に、発電や輸送に利用されています。 二酸化炭素は化石燃料の燃焼中に放出されます。
人口増加に伴い、化石燃料の使用量も増加した。その結果、大気中への温室効果ガスの放出量も増加した。
2.森林破壊
二酸化炭素は植物や樹木に吸収され、酸素を放出する。樹木の伐採は温室効果ガスの大幅な増加を引き起こし、地球の温度上昇につながる。
3.農業
大気の温室効果の要因の XNUMX つは、肥料に使用される亜酸化窒素です。
4. 産業廃棄物と埋め立て
有害ガスは企業や製造業者によって生成され、大気中に放出されます。
さらに、埋立地は温室効果ガスの原因となるメタンと二酸化炭素を放出します。
7 温室効果ガスの環境への影響
以下は、環境に対する温室効果ガスの影響です。
1. 水蒸気
対流圏には、蒸気や雲の形で水が含まれています。 ティンダルは 1861 年に、赤外光の変化の最も重要な気体吸収体は水蒸気であると指摘しました。
より正確な計算によると、雲と水蒸気は、長波 (熱) 吸収のそれぞれ 49% と 25% を占めます。
しかし、CO2 などの他の GHG と比較すると、水蒸気の大気寿命は (日) (年) と短いです。 水蒸気濃度の地域的な変動は、人間の活動によって直接影響を受けることはありません。
しかし、人間の活動が地球の気温に及ぼす間接的な影響と、水蒸気フィードバックとも呼ばれる水蒸気の生成により、温暖化は増幅されます。
2.二酸化炭素（CO2）
熱吸収の 20% は二酸化炭素によるものです。
有機物の分解、海洋への放出、および呼吸はすべて、CO2 の自然発生源の例です。
人為的な二酸化炭素の発生源としては、セメントの製造、森林伐採、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の燃焼などが挙げられる。
驚くべきことに、直接的な CO21 排出量の 2% を産業が占めているのに対し、24% は農業、林業、およびその他の土地利用によるものです。
270 年の約 1 mol.mol-1750 から現在の 385 mol.mol-1 まで、大気中の CO2 含有量は過去 XNUMX 世紀の間に大幅に増加しました。
1970 年代以降、2 年から 1750 年までの人為的 CO2010 排出量の約半分が発生しています。
高濃度の CO3 と水の正のフィードバックにより、5 年には世界の平均地上気温が 2100 ～ 2℃上昇すると予測されています。
3.メタン（CH4)
大気中の主な有機微量ガスはメタン (CH4) です。 世界の燃料源である天然ガスの主な元素は CH4 です。
化石燃料の使用が主な原因ですが、農業と牛の飼育はどちらも CH4 排出に大きく貢献しています。
工業化以前の時代から、CH4 濃度は 1.8 倍に増加しました。 世界中の現在の平均濃度は 1 mol.mol-XNUMX です。
その濃度は CO0.5 の 2% にすぎませんが、CH4 の大気排出量の増加が懸念されています。 実際、温室効果ガスとしては、CO30 の 2 倍強力です。
CH4は一酸化炭素（CO）とともにO3（下記参照）を生成し、これが対流圏のOHの量を調節するのに役立ちます。
4. 亜酸化窒素 (NxO)
一酸化窒素 (NO) と亜酸化窒素 (N2O) はどちらも温室効果ガス (GHG) と見なされます。 その主な原因は、人間活動の結果として、過去 2 世紀の間に地球規模での排出量が増加したことです。 土壌は NO と NXNUMXO を放出します。
N2O は強力な GHG ですが、NO は間接的に O3 の生成を助けます。 N2O は、CO300 よりも 2 倍強力な GHG になる可能性があります。 前者は、成層圏で一度 O3 の除去を開始します。
大気中の N2O 濃度は、主に農業や施肥活動に関連する窒素 (N) が豊富な土壌での微生物活動の結果として上昇しています。
大気中の NO の 2 つの主な発生源は、人為起源の排出 (化石燃料の燃焼による) と土壌からの生物起源の排出です。 窒素酸化物は、対流圏で NO から急速に生成されます (NOXNUMX)。
揮発性有機化合物（VOC）と水酸基は、NOおよびNO2（NOxと呼ばれる）と反応し、それぞれ有機硝酸塩および硝酸を生成する可能性がある。
それらは、酸性度または窒素濃縮の影響を受け、窒素循環に影響を与える大気沈着によって生態系へのアクセスを獲得します。
5. 植物におけるNO源と化学反応
還元経路と酸化経路は、植物における NO 生成の XNUMX つの主要なプロセスとして説明されています。
還元経路では、NR は無酸素状態、酸性 pH、または亜硝酸塩レベルの上昇の存在下で、亜硝酸塩を NO に変換します。
気孔閉鎖、根の発達、発芽、および免疫学的反応を含むいくつかの活動は、NR 依存性 NO 産生に関連しています。
キサンチンオキシダーゼ、アルデヒドオキシダーゼ、および亜硫酸オキシダーゼは、植物の亜硝酸塩を還元できるモリブデン酵素のほんの一部です.
動物では、ミトコンドリアの電子伝達系を介して亜硝酸塩を還元することもできます。
ポリアミン、ヒドロキシルアミン、アルギニンなどの有機物質の酸化により、酸化経路でNOが生成されます。
動物の NOS 酵素は、アルギニンからシトルリンと NO への変換を触媒します。 植物 NOS および植物におけるアルギニン依存性 NO 産生を特定するために、数多くの調査が行われました。
緑藻 Ostreococcus Tauri で NOS が発見された後、植物ゲノムはハイスループット バイオインフォマティクス研究を受けました。
この研究は、調査された高等植物の 1,000 を超えるゲノムのうち、NOS ホモログが藻類や珪藻などの少数の光合成微生物でのみ見つかったことを示しています。
結論として、高等植物はアルギニンに依存する NO を生成しますが、酸化プロセスに関与する特定の酵素または酵素群はまだ不明です。
6.オゾン（O3)
オゾン（O3）は主に成層圏に存在するが、対流圏でも一部生成される。
オゾン層と成層圏オゾンは、酸素（O2）と太陽からの紫外線（UV）放射との間の化学反応によって自然に生成される。
2 つの O2 分子は、太陽の紫外線によって 3 つの酸素原子 (2 O) に分割されます。 その結果、(OXNUMX) 分子が生成されます。これは、これらの非常に反応性の高い原子のそれぞれが OXNUMX と結合して作成されます。
(O3) 層は、99 ～ 200 nm の波長を持つ太陽の中周波 UV 放射の約 315% を吸収します。 そうしないと、地球の表面近くに露出している生命体に害を及ぼす可能性があります。
対流圏 O3 の大部分は、日光と反応する NOx、CO、および VOC によって生成されます。 ただし、都市では、NOx が O3 を除去する可能性があることに注意してください。
光、季節、温度、および VOC 濃度はすべて、この二重の NOx と O3 の相互作用に影響を与えます。
さらに、大量の NOx が存在する場合、対流圏での OH による CH4 の酸化により、ホルムアルデヒド (CH2O)、CO、および O3 が形成されます。
対流圏の O3 は、植物と動物 (人間を含む) の両方に悪影響を及ぼします。 O3は植物にさまざまな影響を与えます。 主に植物の葉の下側に見られる気孔として知られる細胞は、二酸化炭素と水が組織に浸透することを可能にします.
高レベルの O3 にさらされた植物は気孔を閉じ、光合成が遅くなり、植物の発育が制限されます。 植物細胞に害を与える O3 によって強い酸化ストレスが誘発されることもあります。
7. フッ素ガス
ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、六フッ化硫黄、三フッ化窒素などの合成の強力な温室効果ガスは、さまざまな家庭用、商業用、工業用のアプリケーションや操作を通じて放出されます。
成層圏のオゾン層を破壊する化合物 (例えば、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、およびハロン) の代わりに、フッ素化ガス、特にハイドロフルオロカーボンが使用されることがあります。
フッ素系ガスは、他の温室効果ガスに比べて排出量は少ないですが、強力な温室効果ガスです。
これらは、一定量の質量に対して、二酸化炭素（CO2）のように地球温暖化係数（GWP）が低いガス（通常、GWPは数千から数万）よりもはるかに多くの熱を閉じ込めるため、高GWPガスと呼ばれることがあります。
結論
それぞれの温室効果ガスは異なる方法でエネルギーを吸収し、明確な「寿命」または大気中で費やされる時間の長さを持っているため、それぞれが大気から熱を吸収する能力が異なります。
たとえば、気候変動に関する政府間パネルによると、熱吸収の点で最も強力な温室効果ガスである六フッ化硫黄の単一分子の温暖化効果に匹敵するためには、数百分子の二酸化炭素が必要になります (IPCC)。
温室効果ガスの環境への影響 – よくある質問
[sc_fs_faq html=”true” headline=”h3″ img=”” question=”温室効果ガスは地球温暖化にどのような影響を与えますか？” img_alt=”” css_class=””] 温室効果ガスは、本来であれば大気から逃げてしまう熱を保持するため、地球温暖化の原因となっています。酸素や窒素とは異なり、これらのガスは放射線を吸収し、熱を保持することができます。地球が生命が存在できる温度に保たれているのは、温室効果ガスのおかげです。[/sc_fs_faq]