Повышение концентрации парниковых газов в атмосфере — один из основных факторов глобального потепления и изменения климата на нашей планете.

Быстрый рост концентрации этих газов преимущественно вызван антропогенной деятельностью.

Вклад того или иного парникового газа в парниковый эффект зависит от изменений его атмосферной концентрации за определенный период и общей роли в нарушении радиационного баланса.

В данной статье мы рассмотрим подробно, какие газы атмосферы относят к парниковым, какие газы, выделяемые производствами, вызывают или приводят к усилению парникового эффекта, приведем пример.

Определение

Простыми словами, что такое парниковый эффект, какие газы являются его причиной, а также какое главное вещество на Земле, которое вредит экологии, рассказано в этой статье.

Существует несколько определений парниковых газов. В соответствии с ГОСТ Р ИСО 14064-1-2021 «Газы парниковые», под парниковыми газами (ПГ) подразумеваются газообразные составляющие атмосферы природной или антропогенной природы, поглощающие и испускающие излучение инфракрасного типа, исходящее от поверхности нашей планеты, облаков и атмосферы.

В Федеральном Законе №296-ФЗ от 02.07.21 парниковые газы определяют как газы, поглощающие и переизлучающие инфракрасное излучение.

Газы парниковые характеризуются:

  • высокой прозрачностью в видимом диапазоне;
  • сильным поглощением в средних и дальних инфракрасных диапазонах.

Название «парниковые» связывают с похожестью принципа действия парниковых газов с аналогичным механизмом в парнике или теплице.

Список с формулами

Рассмотрим более подробно, какие газы, вызывающие парниковый эффект, существуют и какова в этом явлении роль углекислого газа.

В соответствии с нормативными документами:

  • ГОСТом Р ИСО 14064-1-2021 «Газы парниковые»;
  • Киотским протоколом (приложение А),

к признанным, регулируемым, подлежащим ограничению и учету газам, являющимся причиной парникового эффекта, относятся следующие химические вещества:

№ п/п Наименование Химическая формула
1. Углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода, углекислота, оксид углерода) СО2
2. Метан СН4
3. Закись (оксид) азота N2O
4. Гидрофторуглероды (ГФУ) HFC
5. Перфторуглероды (ПФУ) PFC
6. Гексафторид серы SF6

Водяной пар (Н2О) и озон (О3) одновременно являются природными и антропогенными парниковыми газами. Их не включают в перечень признанных парниковых газов из-за сложностей, преимущественно связанных с выделением антропогенной составной части глобального потепления, которая обусловлена присутствием водяного пара и озона в атмосфере.

Отсутствуют фактические данные о росте водяного пара в атмосфере, то есть опасность увеличения парникового эффекта, связанная с водяным паром, не просматривается.

Озоноразрушающие вещества также не рассматриваются, так как оказывают незначительный парниковый эффект и подлежат учету из-за запрета к использованию государствами при выполнении обязательств по Монреальскому протоколу.

В соответствии с Киотским протоколом, из 6 парниковых газов с прямым парниковым эффектом, основными, имеющими первостепенное значение, являются следующие вещества, связанные с антропогенной деятельностью:

  • углекислый газ;
  • метан;
  • закись азота.

Приведенные основные парниковые газы являются долгоживущими, они химически стабильны, могут сохраняться в атмосфере от нескольких десятков лет до нескольких столетий.

Фото 2

В этой связи, выбросы газов СО2, СН4 и N2O длительно воздействуют на климат нашей планеты, перемешиваясь в атмосфере гораздо быстрее, чем удаляясь из нее. Глобальные концентрации диоксида углерода, метана и закиси азота подлежат точной оценке при наличии данных из нескольких мест.

Какой главный?

Какой же газ из тех, которые приводят к возникновению парникового эффекта, является главным?

В соответствии с материалами научных публикаций, концентрации вышеназванных основных парниковых газов возрастали на протяжении 20-го столетия и продолжают расти с увеличивающейся скоростью.

Так, рост скопления углекислого газа с 1750 до 2003 года составил 90 частей на миллион (ppm) — с 280 ppm до 370 ppm. Предположительно, концентрация двуокиси углерода к 2100 году составит 540-970 ppm, в зависимости от темпов роста мировой энергетической отрасли.

Парниковый эффект от разных газов определяют с учетом сравнения эффекта от 1 тонны того или иного парникового газа по сравнению с таким же количеством углекислого газа.

Переводные коэффициенты составляют:

  • метан — 21;
  • закись азота — 310.

Результаты исследований показали, что порядка 80% парникового эффекта антропогенной природы связано с диоксидом углерода, потому что в большинстве случаев, подразумевая антропогенный парниковый эффект, считается, что вызывает его именно углекислый газ.

В настоящее время хорошо известно, какие газы называются парниковыми и повышение какого газа приводит к парниковому эффекту в большей степени.

Самый токсичный парниковый газ

Какой же газ из всех, которые являются причиной парникового эффекта, самый токсичный?

В научных публикациях отсутствует информация о наиболее токсичном парниковом газе. Степень токсичности можно обсуждать, рассматривая тот или иной газ.

Диоксид углерода — основной парниковый газ, выделяющийся при сжигании полезных ископаемых (нефти, угля, природного газа), углекислый газ вносит наибольший вклад в изменение климата.

Несмотря на то, что в небольших концентрациях двуокись углерода не токсична и не представляет прямой риск здоровью человека, избыток СО2 в атмосфере вызывает глобальное потепление и климатические изменения, что чревато серьезными последствиями для живых организмов.

Метан — второй по значимости парниковый газ после диоксида углерода. Соединение образуется при разложении органического материала в анаэробных условиях. СН4 является более мощным парниковым газом, чем СО2, но его концентрация в атмосфере гораздо ниже.

В высоких концентрациях в воздухе (от 5 до 15%) метан легко воспламеняется, может быть взрывоопасным, а также привести к задыханию и вызвать другие проблемы с дыханием.

Удушье может возникнуть при вытеснении метаном в воздухе кислорода и снижении его концентрации до уровня, недостаточного для поддержания жизни человека.

Особенная опасность удушья возможна в замкнутых пространствах (помещения с плохой вентиляцией, подземные шахты). Основная проблема, связанная с метаном, состоит в его способности удержания тепла в атмосфере, вклада в изменения климата, усиления парникового эффекта, а не в прямой токсичности.

Парниковый метан также влияет на стратосферный озоновый слой, разрушая его и способствуя усилению проникновения вредных ультрафиолетовых лучей на нашу планету.

Фото 3

Сам по себе метан не опасен для человека, но вызванные его выбросами изменения климата могут иметь негативные последствия для здоровья, включая:

  • увеличение частоты и воздействия экстремальных погодных условий;
  • распространение инфекционных заболеваний;
  • влияние на качество воздуха.

Парниковый метан также может оказывать влияние на различные экосистемы, включая ледники, тундру, морские экосистемы. Это может привести к таянию льда, нарушениям распределения видов и экологического баланса.


Закись азота — парниковый газ, выделяемый при сжигании природного топлива и при использовании азотных удобрений в сельском хозяйстве. Оксид азота — более мощный парниковый газ по сравнению с диоксидом углерода.

Токсичность закиси азота зависит от характера газа, его температуры, длительности влияния и индивидуальной чувствительности человека, в высоких концентрациях газ может быть ядовитым, вызывая раздражение слизистых оболочек и проблемы с дыханием.

Фторированные углеводороды используют в промышленности в качестве хладагентов, растворителей и изоляционных материалов. Соединения обладают высокой степенью токсичности и могут оставаться в атмосфере в течение длительного времени.

Гексафторид серы — парниковый газ, обладающий высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, что обуславливает его продолжительное время жизни.

При высокой концентрации в атмосфере газ может стать опасным для здоровья, вызвав при вдыхании паров:

  • раздражение дыхательных путей;
  • головную боль;
  • головокружение;
  • тошноту и рвоту.

При длительном воздействии гексафторида серы возможно повреждение нервной системы и органов дыхания.

Данный парниковый газ также является газом с наибольшим потенциалом разрушения озонового слоя, поэтому его использование регулируется международным Протоколом Монреальского соглашения.

В целом гексафторид серы — опасный газ, использование которого должно быть ограничено и контролироваться для минимизации его негативного воздействия на окружающую среду и здоровье людей.

Фото 4

Таким образом, парниковые газы обладают разной степенью токсичности, их главная особенность — влияние на климат и окружающую среду. Мы назвали, какие газы относятся к числу парниковых — это закись азота, углекислый газ, метан и еще несколько газов, входящих в состав атмосферы.

Какие газы не вызывают парниковый эффект?

Некоторые газы не вызывают парниковый эффект или обладают малой степенью проявления.

Некоторые из них:

  1. Азот (N2) — составляет порядка 78% атмосферы Земли, не является парниковым газом. Азот не взаимодействует с солнечным излучением и не удерживает тепло в атмосфере.
  2. Кислород (О2) — это также не парниковый газ.
  3. Аргон (Ar), неон (Ne) — инертные газы, которые не взаимодействуют с солнечными излучениями и не вызывают парниковый эффект.
  4. Водород (Н2) — не относится к категории парниковых газов, его концентрация в атмосфере очень низкая.
  5. Водяной пар (Н2О) — парниковый газ, влияние которого на парниковый эффект оценить сложно, так как его концентрация сильно меняется в зависимости от местоположения и времени года.
  6. Озон (О3) — парниковый газ с низкой концентрацией в нижней атмосфере, поэтому его влияние на парниковый эффект незначительно.

Парниковый эффект — сложный процесс, на который трудно оценить влияние того или иного газа без учета других факторов.

О том, какие из перечисленных в статье газов являются парниковыми и какие в большей степени увеличивают парниковый эффект, вы можете прочесть в этой статье. На нашем сайте есть также статьи о других веществах, присутствующих в атмосфере и влияющих на нее негативно, например, бензапирен, о котором вы можете прочесть в этой статье.

Видео ролик

В видео, которое мы предлагаем вашему вниманию ниже, рассказано о механизме возникновения парникового эффекта, а также о том, какие газы провоцируют и усиливают его:

Заключение

Парниковый эффект вызывается основными парниковыми газами: углекислым газом, метаном и закисью азота, а также рядом других соединений, имеющих незначительную концентрацию в атмосфере.

Эти газы являются факторами, создающими глобальное потепление и изменения климата, они вносят вклад в парниковый эффект и сохраняют тепло в атмосфере Земли.

Теперь вы знаете, какие газы обладают способностью создавать парниковый эффект, а какие не являются парниковыми, а также являются ли таковыми водяной пар и метан.