גזי חממה

ה אפקט החממה היא התופעה בה חום השמש נשמר על פני כדור הארץ, בזכות הנוכחות של גזים באטמוספירה. יש לה השפעה מועילה כי יצורים חיים יכולים לקבל את החום הזה ולשמור על הרווחה.

עם זאת, כאשר כמות הגזים מסוימים עולה יותר מדי, כך גם שמירת החום, אשר גורם לכוכב לכת להתחמם עוד יותר, עד שהוא מגיע להתחממות יתר שיכולה להשפיע על החיים ב ארץ.

ה התחממות יתר זו כבר מציאות באזורים רבים במדינות המשווניות, שהם אלה שמקבלים קרינת שמש ישירות.

הגזים המשתתפים באפקט החממה הם בעיקר פחמן חד חמצני (CO), מתאן (CH₄), מימן גופרתי (H₂S) קבוצת תחמוצות הגופרית (SOx), וקבוצת תחמוצות החנקן (NOx).

פחמן חד חמצני (CO)

זהו גז חסר ריח וחסר צבע; הוא יציב מאוד ויש לו מחצית חיים באווירה של חודשיים עד ארבעה חודשים. נראה כי אין לו השפעות מזיקות על פני החומרים, ובריכוזים למטה 100 חלקים למיליון (עמודים לדקה, שהוא שווה ל- מ"ג / ליטר, מיליגרם לליטר) אינו מייצר השפעות מזיקות על הצמחים.

ישנם מחקרים רבים המראים כי ריכוזים גבוהים של CO יכולים לגרום פיזית, פתולוגית ו עד מוות בבני אדם, מכיוון שהוא נחשב לרעל, אשר בשאיפה מונע מרקמות הגוף חמצן נחוץ.

השילוב של CO מוביל להיווצרות

Carboxyhemoglobin (מיוצג על ידי COHb). השילוב של חמצן (O₂) והמוגלובין (Hb) מייצר Oxyhemoglobin (O₂חֲצִי פֶּנסיוֹן). ה להמוגלובין יש זיקה לפחמן חד חמצני (CO)המהווה פי 210 את זיקתו ל- O₂.

למרבה המזל, היווצרות של קרבוקסיהמוגלובין (COHb) בזרם הדם הוא תהליך הפיך, וכאשר החשיפה נפסקת, פחמן חד חמצני (CO) שמשולב עם המוגלובין משתחרר מאליו, והדם נקי ממחצית ה- CO שלו בתקופה של 3 עד 4 שעות, בחולים בָּרִיא.

פחמן חד חמצני מיוצר בעיקר במהלך בעירות לא שלמות.

תחמוצות גופרית (SOx)

גופרית דו-חמצנית (SO₂) וגופרית טריאוקסיד (SO₃) הם תחמוצות הגופרית הדומיננטיות הקיימות באטמוספירה. גופרית דו-חמצנית (SO₂) הוא גז חסר צבע, לא דליק ולא מתפוצץ, המייצר תחושת טעם בריכוזים של 0.3 עד 1 עמודים לדקה באוויר.

בריכוזים העולים על 3 דפים לדקה, יש לגז ריח חריף ומגרה. ה- SO₂ הומר חלקית ל- SO₃ או H₂SW₄ והמלחים שלו באמצעות תהליכים פוטוכימיים (תהליכים כימיים הנעזרים באור) או תהליכים קטליטיים באטמוספירה.

תחמוצות הגופרית (SOx) בשילוב עם חלקיקים ולחות אוויר מייצרות את ההשפעות המזיקות ביותר המיוחסות לזיהום אוויר אטמוספרי.

מחקרים מצביעים על כך שרוב האובך האטמוספרי נובע מהיווצרות אירוסולים שונים הנובעים מתגובות פוטוכימיות בין SO.₂, חלקיקים, תחמוצות חנקן (NOx) ופחמימנים הנמצאים באטמוספירה. אחד התוצרים העיקריים של תגובות פוטו-כימיות מורכבות אלה הוא טיפות הערפל של H₂SW₄ שמפזרים אור.

תרכובות גופרית אחראיות על נזק גדול לחומרים, מינים שונים של בעלי חיים, כולל אדם, להגיב עם ברונכו-התכווצות לגופרית דו-חמצנית (SO₂). ניתן להעריך השפעה זו על הסמפונות במונחים של התנגדות מוגברת בדרכי הנשימה.

תחמוצות חנקן (NOx)

תחמוצות גזיות יציבות של חנקן כוללות N₂O (תחמוצת החנקן), NO (תחמוצת החנקן), N₂אוֹ₃ (Dinitrogen Trioxide), NO₂ (חנקן דו חמצני) ו- N₂אוֹ₅ (דינטרוגן פנטוקסיד). יש גם צורה לא יציבה, חנקן חמצני (NO₃).

מבין אלה היחידים שנמצאים באטמוספירה בכמויות משמעותיות הם N₂O (תחמוצת החנקן), NO (תחמוצת החנקן) ו- NO₂ (חנקן דו חמצני). לכן שלוש אלה תורמים פוטנציאליים לזיהום האוויר ולהשפעת החממה.

תחמוצת החנקן (N₂אוֹ): זהו גז אינרטי, בעל מאפייני הרדמה. ריכוז הסביבה שלה הוא בדרך כלל 0.5 עמודים לדקה (חלקים למיליון, שווה למיליגרם לליטר מ"ג / ליטר) והוא מתחת לריכוז הסף. יש לה גם מחזור סביבתי מאוזן, ללא תלות בתחמוצות החנקן האחרות.

חנקן חד חמצני (NO): זהו גז חסר צבע, והריכוז הסביבתי שלו הוא 0.5 עמודים לדקה (חלקים למיליון, שווה למיליגרם לליטר מ"ג / ליטר), היות ורעילותו הביולוגית אינה משמעותית; עם זאת, חנקן חד חמצני (NO) הוא מבשר לחנקן דו חמצני (NO₂), והוא גם תרכובת פעילה בהיווצרות ערפל פוטוכימי, ולכן הוא יוזם תגובות המייצרות מזהמי אוויר. כתוצאה מכך, בקרת חנקן חד חמצני חשובה בהפחתת זיהום האוויר והשפעת החממה.

חנקן דו חמצני (NO₂): זהו גז חום אדמדם והוא נראה לעין כאשר הוא נמצא בכמות מספקת; ניתן לאתר ריכוז של 1 עמודים לדקה בעין בלתי מזוינת.

מתאן (CH₄)

בכימיה אורגנית, מתאן הוא התרכובת הפשוטה ביותר, המורכבת מאטום פחמן אחד וארבעה אטומי מימן (CH₄). כאשר הוא נחשף באוויר לניצוץ או לכמות טובה של חום, הוא מתפרק בעירה ויוצר פחמן דו חמצני (CO₂) ואדי מים (H₂אוֹ).

CH₄ + O₂ -> CO₂ + H₂O + חום

נצפה שתגובה זו מייצרת חום. לכן הנוכחות המוגזמת של מתאן (CH₄) באוויר מסוכן, בגלל החום שהוא מייצר, שיוסיף עוד יותר לזה שנוצר באפקט החממה.

מתאן (CH₄) מיוצר על ידי פיזיולוגיה של בעלי חיים. כאשר בעלי חיים אוכלים ומפרקים מזון בגופם, הם משחררים מתאן כמוצר. זו הסיבה אורוות בקר הם מקורות נהדרים לגז זה, על ידי הגזים ששוחררו על ידי הבקר הרב.

אותו דבר קורה עם האדם, שבסוף העיכול משחרר תערובת של גזים במקום בו יש כמות מתאן.

מימן גופרתי (H₂S)

מימן גופרתי (H₂S) הוא גז חסר צבע עם ריח ביצה רקוב אופייני. זהו אחד מאלה שמייצרים השפעה רבה, הן בזיהום האוויר והן באפקט החממה. זה מסוכן מכיוון שכאשר הוא מתמוסס בחלקיקי מים הוא הופך להיות מאכל ומשתתף בגשם חומצי.

זה קורה ב נרקב של חומר אורגני המכילים תרכובות גופרית.

דוגמאות לגזי חממה

פחמן חד חמצני (CO)

מתאן (CH₄)

גופרית דו-חמצנית (SO₂)

תחמוצת הגופרית (SO₃)

תחמוצת החנקן (N₂אוֹ)

תחמוצת החנקן (NO)

דיאסטרוגן טריוקסיד (N₂אוֹ₃)

חנקן דו חמצני (NO₂)

דינטרוגן פנטוקסיד (N₂אוֹ₅)

דיטרוגן הפטוקסיד (N₂אוֹ₇)