ก๊าซเรือนกระจกคืออะไร

เรียนรู้เกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจกหลักและอิทธิพลที่มีต่อภาวะโลกร้อน

ก๊าซเรือนกระจก

ก๊าซเรือนกระจก (GHG) เป็นก๊าซที่ดูดซับรังสีส่วนหนึ่งของดวงอาทิตย์และกระจายไปในรูปของรังสีในชั้นบรรยากาศ ซึ่งทำให้โลกร้อนขึ้นในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก GHG หลักที่เรามีคือ CO2, CH4, N2O, O3, ฮาโลคาร์บอนและไอน้ำ

การกำหนดปรากฏการณ์เรือนกระจกถูกกำหนดโดยเทียบเคียงกับความร้อนที่เกิดจากโรงเรือน ซึ่งปกติจะทำมาจากแก้วในการเพาะปลูกพืช แก้วยอมให้แสงแดดส่องผ่านได้อิสระ และพลังงานนี้ถูกดูดกลืนไปบางส่วน สะท้อนออกมาบางส่วน ส่วนที่ดูดซับมีปัญหาในการผ่านกระจกอีกครั้ง โดยจะแผ่รังสีกลับไปยังสภาพแวดล้อมภายใน

เหตุผลเดียวกันนี้สามารถนำมาใช้เพื่อทำให้โลกร้อนขึ้น โดยที่ก๊าซเรือนกระจกมีบทบาทเป็นแก้ว ดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก ปล่อยรังสีชุดหนึ่งที่เรียกว่าสเปกตรัมสุริยะ สเปกตรัมนี้ประกอบด้วยการแผ่รังสีแสง (แสง) และการแผ่รังสีความร้อน (ความร้อน) ซึ่งรังสีอินฟราเรดมีความโดดเด่น รังสีส่องสว่างมีความยาวคลื่นสั้น ผ่านชั้นบรรยากาศได้ง่าย ในขณะที่รังสีอินฟราเรด (การแผ่รังสีความร้อน) มีความยาวคลื่นยาว มีปัญหาในการข้ามชั้นบรรยากาศและถูกดูดซับโดยก๊าซเรือนกระจกเมื่อทำสิ่งนี้

ชมวิดีโอนี้จัดทำโดย Earth Minute เกี่ยวกับการทำงานของก๊าซเรือนกระจก:

ตรวจสอบวิดีโอ eCycle Portal เกี่ยวกับปัญหาด้วย:

เหตุใดภาวะเรือนกระจกที่ทวีความรุนแรงขึ้นจึงน่ากังวล?

ดังที่อธิบายไว้แล้ว ปรากฏการณ์เรือนกระจกเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถดำรงอยู่ได้ดังที่เราทราบ เนื่องจากหากไม่มีปรากฏการณ์ดังกล่าว ความร้อนก็จะหลบหนีออกมา ทำให้เกิดความเย็นซึ่งจะทำให้โลกไม่สามารถอยู่อาศัยได้สำหรับสัตว์หลายชนิด

ปัญหาคือผลกระทบนี้รุนแรงขึ้นอย่างมากเนื่องจากการกระทำของมนุษย์ - มีบันทึกการปล่อย CO2 สู่ชั้นบรรยากาศในปี 2014 ตามรายงานขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) การเพิ่มความเข้มข้นนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล โดยอุตสาหกรรมและรถยนต์ การเผาไหม้ของป่าไม้และปศุสัตว์ ส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อน

จากข้อมูลของ WMO ในช่วง 140 ปีที่ผ่านมา อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกเพิ่มขึ้น 0.7°C แม้ว่าจะฟังดูไม่มากนัก แต่ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สำคัญ และคาดการณ์ว่าหากอัตรามลพิษยังคงเพิ่มขึ้นตามอัตราปัจจุบัน ในปี 2100 อุณหภูมิเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้น 4.5 °C ถึง 6 °C

อุณหภูมิโลกที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นผลมาจากการละลายของน้ำแข็งจำนวนมากในบริเวณขั้วโลก ทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การจมน้ำของเมืองชายฝั่งและการบังคับอพยพของผู้คน ภัยธรรมชาติที่เพิ่มขึ้น เช่น พายุเฮอริเคน ไต้ฝุ่น และพายุไซโคลน การทำให้เป็นทะเลทรายของพื้นที่ธรรมชาติ ภัยแล้งบ่อยขึ้น การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบปริมาณน้ำฝน ปัญหาในการผลิตอาหารเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอาจส่งผลกระทบต่อพื้นที่การผลิต และการแทรกแซงความหลากหลายทางชีวภาพซึ่งสามารถผลักดันให้หลายสายพันธุ์สูญพันธุ์ เราจะเห็นได้ว่าภาวะโลกร้อนเป็นมากกว่าการเพิ่มอุณหภูมิ แต่มันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่หลากหลายที่สุด

ก๊าซหลักที่ทำให้เกิดผลกระทบนี้คืออะไร?

1. CO2

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเหลว ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ติดไฟ ละลายในน้ำ มีสภาพเป็นกรดเล็กน้อย และระบุโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ว่าเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน โดยอยู่ใน 78% ของการปล่อยมลพิษของมนุษย์และเป็นตัวแทน 55% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกทั้งหมด

ก๊าซนี้ผลิตขึ้นตามธรรมชาติในการหายใจ การสลายตัวของพืชและสัตว์ และไฟป่าตามธรรมชาติ การผลิตเป็นไปตามธรรมชาติและจำเป็นต่อชีวิต ปัญหาอยู่ที่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในการผลิต CO2 ซึ่งเป็นอันตรายต่อโลก

มนุษย์มีส่วนรับผิดชอบต่อการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการตัดไม้ทำลายป่าเป็นกิจกรรมหลักสองประการที่นำไปสู่การปล่อยก๊าซนี้สู่ชั้นบรรยากาศในระดับสูง

การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล สารที่มีต้นกำเนิดจากแร่ที่เกิดจากสารประกอบคาร์บอน ได้แก่ ถ่านหินแร่ ก๊าซธรรมชาติและอนุพันธ์ของปิโตรเลียม เช่น น้ำมันเบนซินและดีเซล ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและสำหรับรถยนต์ มีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกินจริง สู่ชั้นบรรยากาศทำให้เกิดมลภาวะและการเปลี่ยนแปลงสมดุลความร้อนของโลก การตัดไม้ทำลายป่ามีส่วนทำให้เกิดความไม่สมดุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับการปล่อยก๊าซโดยการเผาฟืน ยังช่วยลดจำนวนต้นไม้ที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์แสงซึ่งดูดซับ CO2 ที่มีอยู่ในบรรยากาศ

ผลกระทบของภาวะเรือนกระจกที่ทวีความรุนแรงขึ้นไม่เพียงส่งผลกระทบต่อชีวิตบกเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตทางทะเลด้วย ความร้อนของน้ำทะเลมีผลโดยตรงต่อปะการัง ปะการังเป็นสัตว์จำพวก cnidarians ที่อาศัยอยู่ใน symbiosis กับสาหร่ายในสกุล ซิมไบโอดิเนียม (ซูแซนเทลลาส). สาหร่ายเหล่านี้อาศัยอยู่ในโพรงของโครงกระดูกภายนอกแคลเซียมคาร์บอเนต (สีขาว) ของปะการัง ซึ่งช่วยให้พวกมันกำจัดแสงแดดที่ทะลุผ่านน้ำทะเล และพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงของสาหร่ายเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังปะการัง ( นอกเหนือจากการระบายสี) เมื่ออุณหภูมิของน้ำทะเลสูงขึ้น สาหร่ายเหล่านี้จะเริ่มผลิตสารเคมีที่เป็นพิษต่อปะการัง เพื่อป้องกันตัวเอง cnidarian มีกลยุทธ์ในการขับไล่สาหร่าย กระบวนการขับดันทำให้เกิดบาดแผลและพลังงานส่วนเกินที่สาหร่ายมอบให้กับปะการังจะหายไปในชั่วข้ามคืน ผลที่ได้คือการฟอกขาวและการตายของปะการังเหล่านี้ (ดูเพิ่มเติมในบทความของเรา "การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะนำไปสู่การฟอกขาวของปะการัง การแจ้งเตือนของสหประชาชาติ")

การศึกษาพิสูจน์ว่าปศุสัตว์และผลพลอยได้ของปศุสัตว์มีส่วนทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) อย่างน้อย 32 พันล้านตันต่อปี หรือ 51% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดทั่วโลก ดูข้อมูลเพิ่มเติมในหัวข้อ "ไกลเกินกว่าการแสวงประโยชน์จากสัตว์: การเลี้ยงโคส่งเสริมการบริโภค ทรัพยากรธรรมชาติและความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมในระดับสตราโตสเฟียร์"

นอกจากนี้ ความเข้มข้นสูงของ CO2 ทำให้ความดันบางส่วนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับส่วนผสมของก๊าซในบรรยากาศ ซึ่งเร่งการดูดซึมเมื่อสัมผัสของเหลวโดยตรง เช่นในกรณีของมหาสมุทร การดูดซับที่มากขึ้นนี้ทำให้เกิดความไม่สมดุล เนื่องจาก CO2 เมื่อสัมผัสกับน้ำจะทำให้เกิดกรดคาร์บอนิก (H2CO3) ซึ่งจะสลายตัวและปล่อยไอออน H+ (รับผิดชอบต่อความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นในตัวกลาง) คาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตไอออน ทำให้มหาสมุทรอิ่มตัว การทำให้เป็นกรดในมหาสมุทรมีหน้าที่ขัดขวางความสามารถในการทำให้สิ่งมีชีวิตกลายเป็นปูนเพื่อสร้างเปลือกหอยซึ่งนำไปสู่การหายตัวไปของพวกมัน (ดูเพิ่มเติมในบทความของเรา "การทำให้เป็นกรดในมหาสมุทร: ปัญหาร้ายแรงสำหรับชีวิตบนโลก")

นอกจากนี้ CO2 ยังมีเวลาอยู่ในบรรยากาศนานตั้งแต่ 50 ถึง 200 ปี; ดังนั้นแม้ว่าเราจะสามารถหยุดการออกมันได้ มันก็ใช้เวลานานกว่าที่โลกจะฟื้นตัว สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้มากที่สุด โดยปล่อยให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกดูดซับโดยธรรมชาติโดยมหาสมุทรและพืชพรรณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งป่าไม้ และใช้เทคนิคในการทำให้ CO2 ที่ปล่อยออกมาแล้วเป็นกลาง

เช่นเดียวกับคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ส่งผลกระทบต่อโลก เพื่อสร้างรูปแบบเปรียบเทียบระหว่างศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนของก๊าซเหล่านี้ แนวคิดเรื่องปริมาณคาร์บอนเทียบเท่า (เทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์) ได้ถูกสร้างขึ้น แนวคิดนี้อิงจากการเป็นตัวแทนของก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ใน CO2 ดังนั้นผลกระทบเรือนกระจกของก๊าซแต่ละชนิดใน CO2 จึงคำนวณโดยการคูณปริมาณของก๊าซด้วยศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน (ศักยภาพในการทำให้โลกร้อน - GWP) ซึ่งสัมพันธ์กับความจุของแต่ละตัวในการดูดซับความร้อนในบรรยากาศ (ประสิทธิภาพการแผ่รังสี) ในช่วงเวลาที่กำหนด (โดยปกติคือ 100 ปี) เมื่อเปรียบเทียบกับความสามารถในการดูดซับความร้อนของ CO2 ที่เท่ากัน

2. CH4

มีเทนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น มีความสามารถในการละลายในน้ำได้น้อย และจะกลายเป็นส่วนผสมที่ระเบิดได้สูงเมื่อเติมลงในอากาศ เป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญที่สุดอันดับสอง ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนประมาณ 18% ปัจจุบันความเข้มข้นอยู่ที่ประมาณ 1.72 ส่วนในล้านส่วนโดยปริมาตร (ppmv) เพิ่มขึ้นในอัตรา 0.9% ต่อปี

การผลิตโดยกระบวนการทางธรรมชาติส่วนใหญ่มาจากหนองน้ำ กิจกรรมปลวก และมหาสมุทร อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นในชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทางชีววิทยา เช่น การสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ไม่มีออกซิเจน) ของสิ่งมีชีวิต การย่อยอาหารของสัตว์ และการเผาไหม้ของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ นอกเหนือไปจากที่มีอยู่ในหลุมฝังกลบ ในการบำบัดน้ำเสียที่เป็นของเหลวและ ในหลุมฝังกลบ ในการเลี้ยงปศุสัตว์ ในนาข้าว ในการผลิตและจำหน่ายเชื้อเพลิงฟอสซิล (ก๊าซ น้ำมัน และถ่านหิน) และในอ่างเก็บน้ำไฟฟ้าพลังน้ำ

ในบรรดาผลผลิตที่เกิดจากปัจจัยมนุษย์ ได้รับการประเมินโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ว่าครึ่งหนึ่งของการปล่อยก๊าซมีเทนทั้งหมดมาจากการเกษตร จากกระเพาะของวัวควายและแกะ จากตะกอนมูลสัตว์ที่ใช้เป็นปุ๋ย และจากพื้นที่เพาะปลูกของ ข้าว. เนื่องจากการเติบโตของประชากรมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเท่านั้น การปล่อยก๊าซมีเทนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

มีเทนมีเวลาอยู่ในชั้นบรรยากาศสั้นกว่า (สิบปี) เมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม ศักยภาพในการทำให้ร้อนมีมากกว่ามาก โดยมีผลกระทบมากกว่า CO2 ถึง 21 เท่า (ดูเพิ่มเติมในบทความ "ก๊าซมีเทนพุ่งขึ้นและคุกคาม meta ของ 2 องศา”) นอกจากความสามารถในการดูดซับรังสีอินฟราเรด (ความร้อน) ได้สูงแล้ว มีเทนยังสร้างก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ เช่น CO2, O3 ในชั้นโทรโพสเฟียร์และไอน้ำในสตราโตสเฟียร์ หากมีก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเท่ากัน ดาวเคราะห์ดวงนี้คงอยู่ไม่ได้

การยุบตัวของก๊าซเรือนกระจกขนาดใหญ่นี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างมันกับไฮดรอกซิลเรดิคัล (OH) ในโทรโพสเฟียร์ ซึ่งมีหน้าที่ในการกำจัดก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกมามากกว่า 90% กระบวนการนี้เป็นไปตามธรรมชาติ แต่ได้รับผลกระทบจากปฏิกิริยาของไฮดรอกซิลกับการปล่อยก๊าซอื่นๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และไฮโดรคาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์ของรถยนต์ นอกจากนี้ยังมีอ่างล้างมือขนาดเล็กอีก 2 อ่าง ซึ่งดูดซับโดยดินที่มีอากาศถ่ายเทและเคลื่อนย้ายไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ เพื่อให้มีเทนรักษาความเข้มข้นของก๊าซในชั้นบรรยากาศให้คงที่ จำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซทั่วโลกลงทันที 15 ถึง 20%

3. N2O

ไนตรัสออกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นหอม มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ ไม่ติดไฟ ไม่เป็นพิษ และมีความสามารถในการละลายต่ำ เป็นหนึ่งในก๊าซหลักที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกและภาวะโลกร้อนที่เป็นผลตามมา แม้ว่าจะมีการปล่อยก๊าซต่ำเมื่อเทียบกับก๊าซอื่นๆ แต่ปรากฏการณ์เรือนกระจกของมันก็รุนแรงกว่า CO2 ประมาณ 300 เท่า และยังคงอยู่ในบรรยากาศเป็นเวลานาน - ประมาณ 150 ปี N2O สามารถดูดซับพลังงานในปริมาณที่สูงมาก ซึ่งเป็นก๊าซที่ทำให้เกิดการทำลายล้างมากที่สุดในชั้นโอโซน มีหน้าที่ในการปกป้องพื้นผิวโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลต

N2O สามารถผลิตได้ตามธรรมชาติโดยป่าไม้และมหาสมุทร กระบวนการปล่อยก๊าซจะเกิดขึ้นในระหว่างการดีไนตริฟิเคชั่นของวัฏจักรไนโตรเจน พืชดักจับไนโตรเจน (N2) ในบรรยากาศและเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย (NH3) หรือแอมโมเนียมไอออน (NH4+) ในกระบวนการที่เรียกว่าไนตริฟิเคชั่น สารเหล่านี้จะสะสมอยู่ในดินและพืชนำไปใช้ในภายหลัง แอมโมเนียที่สะสมสามารถผ่านกระบวนการไนตริฟิเคชั่น ทำให้เกิดไนเตรต และด้วยกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่น จุลินทรีย์ในดินสามารถเปลี่ยนไนเตรตเป็นก๊าซไนโตรเจน (N2) และไนตรัสออกไซด์ (N2O) ซึ่งปล่อยสู่บรรยากาศได้

แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ของมนุษย์คือกิจกรรมทางการเกษตร (ประมาณ 75%) ในขณะที่การผลิตพลังงานและภาคอุตสาหกรรม และการเผาไหม้ชีวมวลมีส่วนประมาณ 25% ของการปล่อยมลพิษ IPCC ชี้ให้เห็นว่าประมาณ 1% ของปุ๋ยไนโตรเจนที่ใช้ในสวนจะจบลงในบรรยากาศในรูปของไนตรัสออกไซด์

ในกิจกรรมทางการเกษตร มีแหล่งที่มาของการผลิต N2O สามแหล่ง: ดินเกษตร ระบบการผลิตสัตว์ และการปล่อยมลพิษทางอ้อม การเติมไนโตรเจนในดินอาจเกิดขึ้นได้จากการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์ มูลสัตว์ หรือเศษพืชผล และการปล่อยสารนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชั่นที่ดำเนินการโดยแบคทีเรียในดิน หรือโดยการสลายตัวของปุ๋ยคอก การปล่อยมลพิษทางอ้อมสามารถเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของการผลิต N2O ในระบบน้ำ อันเป็นผลมาจากกระบวนการชะล้าง (การกัดเซาะด้วยการล้างธาตุอาหาร) ของดินทางการเกษตร

ในการผลิตพลังงาน กระบวนการเผาไหม้สามารถสร้าง N2O โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงและออกซิไดซ์ N2 ในบรรยากาศ GHG จำนวนมากนี้ปล่อยออกมาจากยานพาหนะที่ติดตั้งเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา ในทางกลับกัน การเผาชีวมวลจะปล่อย N2O ระหว่างการเผาไหม้ของพืช การเผาไหม้ขยะ และการตัดไม้ทำลายป่า

ยังคงมีการปล่อยก๊าซนี้ออกสู่บรรยากาศเล็กน้อยแต่มีนัยสำคัญซึ่งมาจากกระบวนการทางอุตสาหกรรม กระบวนการเหล่านี้รวมถึงการผลิตกรดอะดิปิกและกรดไนตริก

อ่างธรรมชาติสำหรับก๊าซนี้คือปฏิกิริยาโฟโตไลติก (ในที่ที่มีแสง) ในบรรยากาศ ในสตราโตสเฟียร์ ความเข้มข้นของไนตรัสออกไซด์จะลดลงตามความสูง ทำให้เกิดการไล่ระดับในแนวตั้งในอัตราการผสม เศษของ N2O ที่ปล่อยออกมาบนพื้นผิวจะผ่านการสลายตัว ส่วนใหญ่โดยโฟโตไลซิสของรังสีอัลตราไวโอเลต เมื่อเข้าสู่สตราโตสเฟียร์ผ่านโทรโพพอส

ตาม IPCC เพื่อรักษาเสถียรภาพของความเข้มข้นของไนตรัสออกไซด์ในปัจจุบัน ควรลดการผลิตลงประมาณ 70 ถึง 80% ทันที

4. O3

โอโซนสตราโตสเฟียร์เป็นสารก่อมลพิษทุติยภูมิ กล่าวคือ ไม่ได้ถูกปล่อยออกมาโดยตรงจากกิจกรรมของมนุษย์ แต่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยากับสารมลพิษอื่นๆ ที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

ในสตราโตสเฟียร์ สารประกอบนี้พบได้ตามธรรมชาติและมีหน้าที่สำคัญในการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์และป้องกันการเข้ามาของรังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เมื่อก่อตัวขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์จากการเติมสารมลพิษอื่นๆ มันจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์สูงและเป็นอันตราย

โอโซนโทรโพสเฟียร์สามารถรับได้ในปริมาณที่จำกัดเนื่องจากการแทนที่ของโอโซนในสตราโตสเฟียร์และในปริมาณที่มากขึ้นโดยปฏิกิริยาเคมีเชิงแสงที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซโดยมนุษย์ โดยปกติคือไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย มลพิษเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การระเหยของเชื้อเพลิง การเลี้ยงสัตว์ และการเกษตร

ในชั้นบรรยากาศ สารประกอบนี้มีส่วนทำให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงขึ้น โดยมีศักยภาพมากกว่า CO2 และทำให้เกิดควันสีเทาในเมืองต่างๆ ความเข้มข้นสูงอาจทำให้เกิดปัญหาต่อสุขภาพของมนุษย์ ผลกระทบหลักคือการเลวลงของอาการของโรคหอบหืดและการขาดระบบทางเดินหายใจ เช่นเดียวกับโรคปอดอื่น ๆ (ถุงลมโป่งพอง หลอดลมอักเสบ ฯลฯ) และหลอดเลือดหัวใจ (ภาวะหลอดเลือด) นอกจากนี้ การได้รับสารเป็นเวลานานอาจทำให้ความจุปอดลดลง การพัฒนาของโรคหอบหืด และอายุขัยลดลง

5. ฮาโลคาร์บอน

ฮาโลคาร์บอนที่รู้จักกันดีที่สุดในกลุ่มก๊าซนี้คือคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs), ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFCs) และไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs)

Chlorofluorocarbon เป็นสารจากคาร์บอนเทียมที่มีคลอรีนและฟลูออรีนการใช้งานเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 เพื่อทดแทนแอมโมเนีย (NH3) เนื่องจากมีความเป็นพิษน้อยกว่าและไม่ติดไฟ ในอุตสาหกรรมทำความเย็นและปรับอากาศ โฟม ละอองลอย ตัวทำละลาย ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด และอุตสาหกรรมเครื่องดับเพลิง

สารประกอบเหล่านี้ถือว่าเฉื่อยจนถึงปี 1970 เมื่อถูกค้นพบว่าทำให้เกิดรูในชั้นโอโซน การลดลงของชั้นโอโซนเอื้ออำนวยต่อการเข้ามาของรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก และในขณะเดียวกันก็เพิ่มความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ เช่น ในกรณีของมะเร็งผิวหนังที่เกิดจากการสัมผัสแสงแดดมากเกินไป

ด้วยข้อมูลเหล่านี้ บราซิลและประเทศอื่นๆ ปฏิบัติตามอนุสัญญาเวียนนาและพิธีสารมอนทรีออลในปี 1990 โดยผ่านพระราชกฤษฎีกา 99.280/06/06/1990 เพื่อกำจัด CFCs ให้หมดภายในเดือนมกราคม 2010 รวมถึงมาตรการอื่นๆ ไม่เป็นไปตามเป้าหมาย แต่มีแนวโน้มสูงในปัจจุบันที่จะย้อนกลับความเสียหายต่อชั้นโอโซน ตามที่รายงานโดยโครงการพัฒนาแห่งสหประชาชาติ (UNDP) ความคาดหวังก็คือ ราวปี 2050 เลเยอร์นี้จะถูกฟื้นฟูเป็นระดับก่อนปี 1980

การทำลายชั้นโอโซนโดยสารประกอบเหล่านี้ดีมาก การเสื่อมสภาพของชั้นจะเกิดขึ้นในสตราโตสเฟียร์ โดยที่แสงแดดส่องผ่านสารประกอบเหล่านี้ ปล่อยอะตอมของคลอรีนที่ทำปฏิกิริยากับโอโซน ทำให้ความเข้มข้นในบรรยากาศลดลงและทำลายชั้นโอโซน

ประการแรก การเสื่อมสภาพของโอโซนเกิดขึ้นจากการสลายตัวของโมเลกุล CFC ผ่านการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ในสตราโตสเฟียร์:

CH3Cl (g) → CH3 (g) + Cl(g)

จากนั้นอะตอมของคลอรีนที่ปล่อยออกมาจะทำปฏิกิริยากับโอโซนตามสมการต่อไปนี้

Cl(ก.) + O3 → ClO(ก.) + O2 (ก.)

ClO(g) ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยาอีกครั้งกับอะตอมของออกซิเจนอิสระ ก่อตัวเป็นอะตอมของคลอรีนมากขึ้น ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน เป็นต้น

ClO(g) + O (g) → Cl(g) + O2 (g)

เนื่องจากปฏิกิริยาของอะตอมคลอรีนกับโอโซนเกิดขึ้นเร็วกว่าปฏิกิริยาระหว่างอะตอมออกซิเจนอิสระที่มีอยู่ในบรรยากาศที่ย่อยสลายโอโซน 1.5 พันเท่า จึงเกิดการทำลายชั้นโอโซนอย่างรุนแรง ดังนั้น คลอรีนหนึ่งอะตอมจึงสามารถทำลายโมเลกุลโอโซนได้ 100 โมเลกุล

เพื่อทดแทนการใช้สาร CFCs จึงได้ผลิต HCFCs ซึ่งเป็นอันตรายต่อชั้นโอโซนน้อยกว่ามาก แต่ยังคงสร้างความเสียหายและเป็นปัจจัยหลักในการทำให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงขึ้น

ก๊าซ HFC ทำปฏิกิริยากับก๊าซเรือนกระจก ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ก๊าซเหล่านี้มีประสิทธิภาพกัมมันตภาพรังสีมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์มาก เมื่อเทียบกับศักยภาพของภาวะโลกร้อน (GWP) การพัฒนาสารประกอบเหล่านี้ช่วยลดปัญหาการพร่องของชั้นโอโซน แต่เพิ่มอุณหภูมิของดาวเคราะห์ เนื่องจากภาวะโลกร้อนที่เกิดจากการปล่อยสารประกอบเหล่านี้

ดูวิดีโอที่ผลิตโดยสถาบันวิจัยอวกาศแห่งชาติ (Inpe) เกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของชั้นโอโซนโดย CFCs

6. ไอน้ำ

ไอน้ำมีส่วนทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกตามธรรมชาติมากที่สุด เนื่องจากจะดักจับความร้อนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศและกระจายไปทั่วโลก แหล่งธรรมชาติที่สำคัญได้แก่ น้ำ น้ำแข็ง และหิมะ พื้นผิวดิน และพื้นผิวพืชและสัตว์ ทางเดินไปสู่ไอน้ำด้วยกระบวนการทางกายภาพของการระเหย การระเหิด และการคายน้ำ

ไอน้ำเป็นองค์ประกอบที่แปรผันได้มากของอากาศ เฟสเปลี่ยนได้ง่ายตามสภาพบรรยากาศที่มีอยู่ การเปลี่ยนแปลงเฟสเหล่านี้มาพร้อมกับการปล่อยหรือการดูดซับความร้อนแฝง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการขนส่งไอน้ำผ่านการไหลเวียนของบรรยากาศ ทำหน้าที่ในการกระจายความร้อนไปทั่วโลก

กิจกรรมของมนุษย์มีอิทธิพลโดยตรงเพียงเล็กน้อยต่อปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ อิทธิพลจะเกิดขึ้นทางอ้อมโดยการเพิ่มความเข้มข้นของปรากฏการณ์เรือนกระจกที่เกิดจากกิจกรรมอื่นๆ

อากาศเย็นมีน้ำน้อยเมื่อเทียบกับอากาศร้อน ดังนั้นบรรยากาศเหนือบริเวณขั้วโลกจึงมีไอน้ำเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับบรรยากาศในบริเวณเขตร้อน ดังนั้น หากปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้น ก็จะมีไอน้ำมากขึ้นในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากอัตราการระเหยที่สูงขึ้น ในทางกลับกัน ไอน้ำนี้จะเก็บความร้อนได้มากขึ้น ส่งผลให้ภาวะเรือนกระจกรุนแรงขึ้น

เราจะทำอะไรได้บ้างเพื่อลดความเข้มข้นของปรากฏการณ์นี้

การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระดับสูงเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ตามแนวความคิดทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ การลดลงขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงทัศนคติของบริษัท รัฐบาล และประชาชน การเปลี่ยนแปลงวัฒนธรรมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการศึกษาที่มุ่งพัฒนาที่ยั่งยืน จำเป็นที่ผู้คนจำนวนมากขึ้นเริ่มมองหาทางเลือกอื่นที่ทำให้เกิดผลกระทบน้อยลงและความต้องการจากหน่วยงานและบริษัทที่ลดการปล่อยก๊าซ

ในบราซิล แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ทั้งหน่วยทางกายภาพและกระบวนการที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกบางส่วนสู่ชั้นบรรยากาศ ได้แก่ การตัดไม้ทำลายป่า การขนส่ง ปศุสัตว์ การหมักในลำไส้ โรงงานเทอร์โมอิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล และกระบวนการทางอุตสาหกรรม

การตัดไม้ทำลายป่าเป็นสาเหตุสำคัญ และสามารถบรรเทาได้ด้วยการปลูกป่าใหม่และการใช้วัสดุรีไซเคิล กระดาษรีไซเคิลทุกตันจะช่วยอนุรักษ์ต้นไม้ได้ 10-20 ต้น สิ่งนี้แสดงถึงการประหยัดทรัพยากรธรรมชาติ (ต้นไม้ที่ยังไม่ได้ตัดยังคงดูดซับ CO2 ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง) และกระดาษรีไซเคิลใช้พลังงานเพียงครึ่งเดียวที่จำเป็นในการผลิตโดยกระบวนการทั่วไป การรีไซเคิลสามารถประหยัดพลังงานได้เทียบเท่ากับการใช้ทีวีเป็นเวลาสามชั่วโมง

ภาคการขนส่งมีความเกี่ยวข้องอย่างมากในแง่ของการปล่อยมลพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งสามารถบรรเทาได้ด้วยเทคโนโลยีที่ครอบงำและเผยแพร่ในประเทศ เช่น เอทานอลและไบโอดีเซล โดยการใช้รถยนต์ไฟฟ้าหรือพลังงานไฮโดรเจน หรือโดยการใช้ การคมนาคม ทางเลือกเช่นจักรยานและรถไฟใต้ดิน เช่นเดียวกับในการขนส่ง ในโรงงานเทอร์โมอิเล็กทริก การเปลี่ยนเชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยพลังงานสะอาด เช่น จากอ้อย ก็ช่วยลดการปล่อยก๊าซเหล่านี้ได้เช่นกัน

การหมักในลำไส้มีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซผ่านการย่อยอาหารสัตว์เคี้ยวเอื้อง แหล่งที่มานี้สามารถลดลงได้โดยการปรับปรุงอาหารของวัวและปรับปรุงทุ่งหญ้า (การปฏิสนธิดินที่เหมาะสม) การแทนที่วัตถุเจือปนอาหารสัตว์ด้วยสารเติมแต่งที่โจมตีโปรโตซัวในกระเพาะรูเมนช่วยลดการปล่อยก๊าซมีเทนจากสัตว์ได้ 10 ถึง 40% แนวคิดก็คือสารเติมแต่งเหล่านี้ฆ่าโปรโตซัวซึ่งมีส่วนสำคัญในการผลิตไฮโดรเจนที่ใช้โดยแบคทีเรีย อาร์เคีย (มีอยู่ในลำไส้ของสัตว์เคี้ยวเอื้อง) เนื่องจากแบคทีเรียเหล่านี้ได้รับพลังงานจากการดูดซับไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ในกระบวนการที่ทำให้เกิดก๊าซมีเทน หากใช้ไฮโดรเจนน้อยลง การผลิตก๊าซมีเทนก็จะลดลง

นอกจากนี้ยังมีความจำเป็นในการปรับปรุงกระบวนการผลิตของอุตสาหกรรม โดยหาวิธีที่จะมีผลกระทบน้อยลงและไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากเกินไป

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะเกิดขึ้นจากความต้องการของผู้คนเท่านั้น ทุกคนจึงจำเป็นต้องเคลื่อนไหว! หากเราไม่ดำเนินการในทันที เราจะจ่ายในราคาที่สูงมากสำหรับการละเลยการกระทำของเรา