lovesouthernsocial.com

Tarım sektörü tarafından önemli miktarlarda yayılan azot oksit, ozon tabakasını da tahrip eder.

Photo-Rabe resim tarafından Pixabay'a yüklendi

Nitröz oksit, oda sıcaklığında renksiz, yanıcı olmayan bir gazdır ve genellikle gülme gazı veya nitro (NOS) olarak bilinir. Nitröz oksit, çevrede doğal olarak üretilen bir gazdır ve iklim dengesi için önemlidir, ancak çeşitli uygulamalar için endüstriyel olarak da üretilebilir. Azot, karasal yaşam için en önemli atomlardan biridir ve çeşitli moleküler yapılarda bulunur. Azot (N) elementi de atmosferin ve azot döngüsü gibi doğal döngülerin çok önemli bir parçasıdır.

Azot oksit (N2O)

İki azot atomu ve bir oksijen, nitröz oksitten oluşur, endüstri tarafından şu şekilde kullanılır:

• Roket motorlarında oksitleyici ajan;
• Motorlarda yakıt yakmada optimize edici (nitro);
• Aerosol itici;
• Anestezi (esas olarak diş alanında, gülme gazı olarak bilinir).

Doğada, atmosferde bulunan nitrojen bitkiler tarafından tutulur ve amonyağa dönüştürülür, bu da toprakta birikecek ve daha sonra bitkiler tarafından kullanılacaktır. Bu işleme azot fiksasyonu denir. Toprakta biriken amonyak, nitrifikasyon süreçlerinden geçerek nitratlara neden olabilir. Toprakta bulunan mikroorganizmalar, biriken bu nitratları denitrifikasyon işlemi ile gaz halindeki azot (N2) ve azot okside (N2O) dönüştürerek atmosfere yayarlar.

Sera gazları

Aşağıdakiler, sera etkisindeki artışa en büyük katkıyı sağlayan gazlar olarak kabul edilir:

• Karbon dioksit (CO2);
• Su buharı (H2Ov);
• Metan (CH4);
• Azot oksit (N2O);
• CFC'ler (CFxCly).

Atmosferdeki yüksek konsantrasyonu ve küresel ısınma üzerindeki daha büyük etkisi nedeniyle CO2 hakkında çok şey söyleniyor, ancak listelenen diğer gazların emisyonu da çok endişe verici. Atmosferdeki azot oksit konsantrasyonu giderek daha fazla endişe verici hale geldi ve emisyonlarını azaltmak için gerekli önlemleri aldı.

Aşırı azot oksidin atmosfer üzerindeki etkileri

Doğadaki her şeyde olduğu gibi, bir şeyin fazlalığı bir sistemin ve hatta bir bütün olarak gezegenin dengesini ve istikrarını değiştirebilir. Sera etkisine potansiyel olarak neden olduğu düşünülenler gibi gazların fazlalığı, küresel oranların etkisine bir örnektir.

Sanayileşme ve uygarlığın şehirler halinde gruplandırılması, gıda üretimi, tarımda, özellikle de hayvan yemi üretimi için tahıl üretiminde büyük bir büyümeyi teşvik etme gibi büyük ölçekte karşılanması gereken ihtiyaçları ortaya çıkardı (bu konu hakkında daha fazla bilgi için bkz. Madde: Et tüketimine yönelik yoğun hayvancılığın çevre ve tüketici sağlığı üzerinde etkileri vardır." Bu ihtiyaçların karşılanmasıyla birlikte birçok gaz üretilmeye ve devasa oranlarda atmosfere salınarak atmosferde birikmesine ve karasal birçok döngünün değişmesine neden olmuştur. , aynı zamanda gezegenin ortalama sıcaklığını da etkiler.Bu gazlardan biri de nitröz oksittir.

Azot oksit (N2O), karbondioksitten (CO2) çok daha küçük oranlarda bulunur, ancak etkisi çok daha fazladır. Troposferdeki varlığı inerttir, yalnızca termal enerjinin emilmesine katkıda bulunur, ancak stratosferde mevcut olduğunda ozon tabakasını bozar. Nitröz oksit, atmosferdeki ısıyı CO2'den yaklaşık 300 kat daha fazla tutma özelliğine sahiptir, yani bir nitröz oksit molekülü atmosferdeki 300 molekül CO2'ye eşdeğerdir. Nitröz oksit de ozon tabakası üzerinde bir etkiye sahiptir, bozulmasına katkıda bulunur ve doğal olarak bozunmadan önce 100 yıldan fazla bir süre atmosferde kalır. İnsanlar tarafından bir yılda 5,3 teragram (Tg) azot oksit yayıldığı tahmin edilmektedir (1 Tg, 1 milyar kg'a eşittir).

emisyon kaynakları

Kasım 2013'te Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP), azot oksit ve bunun gezegenin iklimi ve ozon tabakası üzerindeki etkisi hakkında bir rapor yayınladı. Rapora göre nitröz oksit, insan faaliyetleri sonucu yayılan, küresel ısınmaya en çok katkıda bulunan üçüncü gaz ve ozon tabakasının bozulmasına en fazla etki eden gazdır. Kutuplardaki buz kolonlarında hapsolmuş hava kabarcıklarında bulunan gazların konsantrasyonunun analiz edilmesiyle yapılan araştırmalara dayanarak, mevcut CO2 (milyonda parça - ppm) ve N2O (milyarda parça - ppb) ile bir karşılaştırma yapıldı ve bu gazların zaman içindeki artışını gösteren bir grafik çizilir.

Kaynak: Drawing Down N2O / unep.org

18. yüzyıldan itibaren sanayi devriminin hemen ardından CO2 ve N2O konsantrasyonlarında büyük bir artış görülebilir. Rapor, azot oksit emisyonunun tarım, sanayi ve fosil yakıt, biyokütle yakma, kanalizasyon ve su ürünleri yetiştiriciliği gibi ana insan kaynaklarına işaret ediyor ve son üç kaynağın toplamı tarımdan kaynaklanan azot oksit emisyonlarının miktarına ulaşmıyor.

Kaynak: Drawing Down N2O / unep.org

Her sektörde N2O emisyonu sorunu

Tarım

Gıda üretimi için gerekli olan azot, enzimler, vitaminler, amino asitler ve hatta DNA gibi moleküler yapılar için hayati bir elementtir. Tarımda azotun gübreler yoluyla eklenmesi mahsulün verimini hızlandırır ve arttırır, ancak bu aynı zamanda N2O emisyonuna da neden olur. Toprağa uygulanan azotun yaklaşık %1'inin doğrudan N2O yayacağı tahmin edilmektedir. %1 düşük gibi görünüyor ama tarımın dünyada kapladığı toplam alanı ve yıllık kullanılan gübre miktarını düşünürsek o kadar da az olmayabilir.

En çok azot oksit yayan sektörler arasında tarım, yıllık emisyondan başlıca sorumludur: toplam emisyonun yaklaşık %66'sı. Bu sektör için, yalnızca gübre uygulamasından kaynaklanan doğrudan N2O emisyonları değil, aynı zamanda sentetik gübre, hayvan gübresi, meralarda yetiştirilen hayvanlar, liç ve gübre yönetimi üretim sürecinden kaynaklanan doğrudan ve dolaylı emisyonlar da hesaba katılır.

Gübrelerin ve gübrelerin uygulanması ve işlenmesiyle ilgili bazı önlemler bu etkinin azaltılmasına yardımcı olabilir:

• Uygulamanın doğru olduğundan emin olmak için gübre/gübre dağıtım mekanizmasını düzenli olarak test edin;
• Gübreyi/gübreyi uygulayan kişinin gerektiği kadar az gübreleme konusunda eğitimli olduğundan emin olun;
• Gerekli gübre miktarını belirlemek için toprak analizi yapın;
• İnorganik gübrelerden daha fazla gübre kullanmaya çalışın;
• Gübre işleme tekniklerinde iyileştirme.

Gübreler ve verimli alternatif yollarla N2O emisyonunun azaltılmasına yönelik araştırmalar sürekli olarak yapılmalıdır.

Sanayi ve fosil yakıt

Endüstrilerden ve araçlardan kaynaklanan azot oksit emisyonları iki ana yolla meydana gelir. İlki homojen reaksiyon olarak adlandırılır, aynı fiziksel durumdaki reaktanlar reaksiyona girdiğinde, bir örnek gaz halindeki yakıtın (gaz ile gaz) yanmasıdır. Gaz halindeki yakıtta, yanma işleminde ısıtma sırasında üretilebilen nitrojen bileşikleri bulunabilir. İkinci ortam, birinin gaz ve diğerinin katı olabileceği heterojen reaksiyonlarda meydana gelir; örneğin, otomobil katalizörlerinde kömürün yanması veya N2O oluşumu.

Uçaklar, hafif ve ağır araçlar, sağladıkları CO2 emisyonu ile karşılaştırıldığında çok ilgili olmasalar da azot oksit emisyonunun ana kaynaklarıdır - bu endişe verici bir gerçek olmamak için bir mazeret değildir.

Endüstride nitröz oksit emisyonunun iki ana kaynağı nitrik asit (HNO3) ve adipik asit üretimidir. Nitrik asit, gübre üretimi, adipik asit, patlayıcı üretimi ve ayrıca demirli metallerin işlenmesi için önemli bir bileşen olarak kabul edilir. Dünyada üretilen tüm nitrik asidin %80'den fazlası amonyum nitrat ve kalsiyum amonyum nitrat çift tuz üretimine gider - amonyum nitratın 3/4'ü gübre üretimine geri döner. HNO3 sentezi sırasında, küçük bir reaksiyon ürünü olarak N2O oluşabilir (üretilen her 1 kg HNO3 için yaklaşık 5 g N2O).

Adipik asit üretimi (C6H10O4), endüstriyel sektördeki ikinci en büyük nitröz oksit emisyon kaynağıdır. Üretilen adipik asidin büyük çoğunluğu naylon üretimine yöneliktir ve ayrıca halı, giysi, lastik, boya ve böcek ilacı üretiminde de kullanılır.

Adipik asit üretiminde N2O emisyonunu azaltan, emisyonun yaklaşık %90'ını azaltan teknolojiler mevcuttur ve adipik asit üretim endüstrilerinin yaklaşık %70'i bu teknolojileri uygulamaktadır.

biyokütle yakma

Biyokütle yakma, enerji üretimi için bitki veya hayvan kaynaklı herhangi bir materyalin yakılması anlamına gelir. Kısacası, biyokütle yakma, doğal olarak veya çoğunlukla ormanlar/odunlar ve hatta odun kömürü olmak üzere insan kaynaklı yakmayı ifade eder.

Biyokütle yanması ile yayılan ortalama N2O miktarının, yakılan malzemenin bileşimine büyük ölçüde bağlı olduğu için ölçülmesi zordur, ancak bunun üçüncü en büyük nitröz oksit emisyon kaynağı olduğu tahmin edilmektedir. Çoğu orman yangını, yıldırım gibi doğal faktörlerden kaynaklanır, ancak insan eylemi de oldukça endişe vericidir. Yangın, alanları temizlemenin ucuz ve kolay bir yolu olduğundan, tarım ve hayvancılığı ilerletmek için ormanları yakmak, ormanları, doğal bitki örtüsünü ve hatta mahsul kalıntılarını yakma konusundaki en büyük endişeler arasındadır.

Bir başka endişe verici gerçek, enerji üretmek için ve hatta sobalarda odun ve odun kömürü kullanılmasıdır. Dünyanın birçok bölgesinde, bitkisel enerji üretimi ve yemek pişirme gibi belirli görevler için kullanımı çok yaygındır ve aynı zamanda N2O emisyonunun da etkili bir kaynağı olabilir.

N2O'nun yanmaktan "temiz" alanlara, tarım veya başka herhangi bir amaç için emisyonunu azaltmak ve ayrıca doğal nedenlerle yangını kontrol etmek ve söndürmek için yanmayı azaltmak ve önlemek için yasalar ve eylemler alınmalıdır. Kasım 2015'te Chapada Diamantina'da meydana geldiği gibi çok büyük bir alanı harap edebilecek kontrolsüz alev riskinin yanı sıra, kirletici ve zehirli gazların salınımı bölgeyi büyük ölçüde etkileyebilir.

Biyokütlenin enerji üretimi için ve sobalarda kullanılmasından kaynaklanan emisyonlar konusunda, daha az yakıt ve daha yüksek verimlilik kullanma tekniklerinin geliştirilmesi ve petrolden çıkan gazlar gibi N2O salmayan yakıtların kullanılması, N2O'yu azaltmak için uygun alternatiflerdir. Bu kaynaklardan emisyon. Bunları petrolden elde edilen gazlarla değiştirmemiz durumunda, CO2 emisyonu sorunumuz olacak - çılgınca görünebilir, ancak ozon tabakasının tahrip olmasına ek olarak, N2O'dan beri N2O yerine CO2'yi serbest bırakmak daha iyidir. , CO2'den 300 kat daha fazla ısı tutma gücüne sahiptir.

Kanalizasyon ve su ürünleri yetiştiriciliği

Kanalizasyon ve su ürünleri yetiştiriciliği birlikte, insanın neden olduğu toplam azot oksit emisyonunun %4'ünü oluşturur. Diğer kaynaklara kıyasla küçük görünebilir, ancak yine de endişe kaynağıdır. Kanalizasyon, çevreyi etkilememek için arıtılması gereken kirleticiler ve safsızlıklar içeren herhangi bir atık su olarak tanımlanır. Su ürünleri yetiştiriciliği, satılık balık yetiştirme gibi kapalı veya kontrollü alanlarda suda yaşayan organizmaların yetiştirilmesidir.

Kanalizasyon yoluyla azot oksit emisyonu iki şekilde gerçekleşebilir: kanalizasyon arıtımı sırasında kimyasal ve biyolojik dönüşüm ve kanalizasyonun, kanalizasyonda yüksek konsantrasyonda bulunan azotun, içinde bulunan bakteriler tarafından N2O'ya dönüştürüleceği kollara atılmasıyla. kollar.

Gübrelerle ilgili problemde olduğu gibi, su ürünleri yetiştiriciliğinde de problem uygulanan yüksek miktarda nitrojendir. Yetiştirilen organizmaların gıdalarında bulunan büyük miktardaki nitrojen, suda bulunan ve kimyasal ve/veya biyolojik işlemle nitro okside dönüştürülecek olan yüksek nitrojen seviyelerine yol açar.

Atık sulardan yayılan nitröz oksidi azaltmanın ana yolu arıtma teknikleridir, böylece seyreltilmiş nitrojen miktarını azaltır. Bazı teknikler, seyreltilmiş nitrojeni %80'e kadar çıkarabilir. Nitröz oksit emisyonunu azaltmak için arıtma politikaları ve teknolojileri benimsenmeli ve oluşturulmalıdır.

Su ürünleri yetiştirme teknikleri ayrıca N2O emisyonlarını en aza indirmek için de uygulanabilir, örneğin: tarım ve su ürünleri sistemlerinin entegrasyonu, besin açısından zengin suyun su bitkileri ve sucul bitkilerde su canlılarını beslemek için yeniden kullanılması, sucul türler arasında entegrasyon, bir türün atığı, diğeri için besin, ortamdaki azotun seyrelmesini en aza indirmeyi amaçlayan besin ve besin maddelerinin modifikasyonu ve optimizasyonu.

Nitröz oksit kullanımının neden olduğu etkiler, önemli bir şeye dikkat çekiyor: gezegensel sınırlar. Bu konuyu daha iyi anlamak için şu makaleye bir göz atın: "Gezegen sınırları nelerdir?"