Tengervízbõl származó gázok - 1

Változatos gázok kerülnek a tengervízbõl a légkörbe, és sok közülük hatással van az éghajlatra. Néhány, mint a dimetil-szulfid, a fitoplankton növekedésekor keletkezik. Mások akkor képzõdnek, amikor a napfény kölcsönhatásba lép az óceán felszíni vizeiben lévõ szerves (szén alapú) anyagokkal. Ezen szerves vegyületek közül sok eredetileg a fitoplanktonokból származik. Itt megvizsgálunk néhány gázt, ami a troposzférát, a légkör alsó rétegét befolyásolja.

Halogénezett szénhidrogének

A halogénezett szénhidrogének az egyszerû szerves (széntartalmú) vegyületek csoportja, melyek halogén atomokat tartalmaznak. A halogén speciális neve a periódusos rendszer 7. csoportjának, amelyhez többek között a klór, bróm, jód tartozik. A halogének a tengervíz nagyon fontos alkotórészei. Valójában a halin szó, melyet a sótartalomra értünk, eredetileg a halogén szóból származik. A klór töltött anionja, a klorid (Cl-), a leggyakoribb, a viztõl eltérõ vegyület a tengervízben.A tengerbõl származó egyik legfontosabb halogénezett szénhidrogén a metil jodid, melynek képlete CH3I.

Honnan származnak a tengeri halogénezett szénhidrogének?

A halogénezett szénhidrogének a tengervízben biológiai folyamatok és a napfény segítségével képzõdnek. A metil jodidot néhány hínár és fitoplankton faj állítja elõ, de nem tudjuk teljesen biztosan, hogy miért állítják elõ ezt a vegyületet. Arra is van bizonyíték, hogy a metil jodid a napfény és a jodidot tartalmazó szerves molekulák kölcsönhatásakor képzõdik, a nyílt óceánokon, lehet, hogy ez a legfontosabb forrás. A képzõdött halogénezett szénhidrogének kis része a tengervízbõl bekerül a légkörbe.

1. Kép a tengeri hínárról. Kép: NOAA.

Miért fontosak a halogénezett szénhidrogének?

A napfény sok jódot és brómot tartalmazó halogénezett szénhidrogént bonthat le a troposzférában (a légkör alsó rétege), így igen reagens gyököket hozva létre. Ezen a módon különböznek a klór tartamú halogénezett szénhidrogénektõl (CFC-k), melyek az ember által készített halogén tartalmú vegyi anyagok. A CFC-k is képesek felbomlani halogén gyökökre az UV sugárzás hatására, de csak a sztratoszférában (felsõ légkörben).

A halogén gyökök rendkívül reagensek és a sok fontos reakciójuk közül az egyik az ózon bontása (O3). A troposzférában az ózon káros az emberi egészségre, és jelentõs üvegházgáz (az üvegházhatás növekményének körülbelül 15 %-ért felelõs). Így a tengerbõl kibocsátott halogénezett szénhidrogének csökkenthetik troposzférikus ózon szintjét, ezáltal csökkentik a globális felmelegedést. Azonban a csökkenõ ózon koncentráció a hidroxil (OH) gyökök mennyiségét is csökkenti a troposzférában. Ezek a hidroxil gyökök megtisztítják a levegõt a káros vegyületektõl, alacsonyabb koncentrációjuk miatt romolhat a levegõ minõsége.

2. A tengeri jód körforgalmáról láthatsz vázlatot, ami tengervízben lévõ fõ metil jodid forrásokat mutatja, a jód szállítását a légkörbe, és a jódid szerepét az ózon bontásban. A jód mozgását is mutatja a tengerbõl a szárazföld felé, ami segít megelõzni több, az emberi egészséggel kapcsolatos problémát. szerzõ: Lucinda Spokes, ötlet: by Dr. Alex Baker, Kelet Angliai Egyetem, Norwich.

A jód szállítás az óceántól a szárazföld felé nagyon fontos része a jód körforgásának. Ez a jód forrás az emberi egészség kritikus pontja. Ha a jód nem szállítódna a szárazföld felé, az emberek gyakrabban szenvednének agykárosodásban és golyvában, melyet a pajzsmirigy megdagadása okoz.

Metán (CH4)

A metán (a természetes gáz fõ alkotórésze) jelentõs üvegházgáz, ami természetes és emberi forrásokból is származik. Rizsföldek és az intenzív állattartás a légkör legnagyobb metán forrásai, de az óceán is kismértékû természetes forrása ennek a gáznak.

Mi a forrása a tengeri metánnak?

Amikor a vízben vagy az üledékekben az oxigén koncentrációja nulla, a baktériumok metánt termelnek, amikor a szerves anyagot megeszik. Tölcsértorkolatok, sós mocsarak és a partmenti vizek felelõsek a teljes óceáni metán kibocsátás körülbelül 75 %-ért.

A fûtés és a szerves anyagok nyomás alatti elégetése is termelhet metánt, az óceáni üledékekben is hatalmas metán készletek találhatók, ami gázellátásra használunk fel. Az ezekbõl az üledékekbõl származó, természetes módon kibocsátott metánt a baktériumok felhasználják, mielõtt eléri a légkört.

3. A sós mocsarak nagyon fontos metán források. Kép: NOAA.

A metán miért olyan fontos?

A troposzférában a metán egy fontos üvegházgáz (20 éves idõskálán 62-szer hatékonyabb, mint a széndioxid) és ennek következtében jelentõsen hozzájárul a globális melegedéshez. Valójában az üvegházhatás 15-20 %-ért felelõs. Fontos a sok hidroxil gyökök szabályozásában betöltött szerepe. Ezek a gyökök felelõsek a légkörnek, a káros vegyületektõl való megtisztításáért. Ha a metán szint emelkedik, az OH gyökök koncentrációja ugyanolyan mértékben csökken. Ez az a képesség, amivel a légkör tisztítja magát.

Az eutrofizáció egyik következménye a víz alacsonyabb oxigén szintje. Ha az eutrofizáció folytatódó probléma lesz a partmenti vizekben, valószínûleg a tengeri metán forrás erõsödni fog.

Végezetül, hatalmas mennyiségû metán tárolódik az óceánokban, mint metán hidrát. A globális melegedés egyik lehetséges következménye a növekvõ metán kibocsátás lehet az óceáni üledékekbõl. Eddig nincsen arra való utalás, hogy az elmúlt 800,000 ezer év alatt ezekbõl a forrásokból származó metán mennyisége a Föld éghajlatának meleg periódusaiban felszabadult volna. Azonban ha ez történne, ebben a pillanatban nem vagyunk biztosak, hogy a baktériumok képesek lennének megbirkózni a koncentráció emelkedésével. Nem lehet teljesen kizárni, hogy a metán hidrátok tengeri metán forrássá válhatnak, hozzájárulva az üvegházhatáshoz.

Nem metán szénhidrogének (NMHC)

Szénhidrogének a szerves vegyületek egy csoportja, melyek fõleg szénbõl és hidrogénbõl állnak, és fõként tüzelõanyagként használjuk õket. A legegyszerûbb szénhidrogén a metán, errõl már beszéltünk a fentiekben. Azonban más szénhidrogének is fontosak az éghajlat szempontjából. Az óceán a légkörbe kerülõ NMHC-nek kisebb forrása, mint a szárazföldi források. Ezek lehetnek természetesek, emberi tevékenységbõl származóak, és magukba foglalják a növényeket, talajt és a szerves üzemanyagokat.

Honnan származnak az NMHC-k?

A tengervízben a szénhidrogének biológiai folyamattal és a napfény, valamint a szerves anyag kölcsönhatásaként képzõdnek. Az egyik legfontosabb NMHC az izoprén (2, metil buta-1, 3 dién H2C=C(CH3)CH=CH2). A szárazföldi növények és mindegyik eddig említett tengeri fitoplankton faj elõállítja ezt a vegyületet. Jelenleg nem tudjuk, hogy a növények miért termelnek izoprént, lehet, hogy egyszerûen csak a fotoszintézis mellékterméke.

4. Az izoprén szerkezeti képlete. szerzõ: Lucinda Spokes

Miért fontosak az NMHC-k?

Ha az NMHC-k egyszer kikerülnek a levegõbe, reakcióba lépnek a levegõben lévõ oxidánsokkal, mint az OH, vagy az ózon. A szennyezett levegõben hozzájárulnak az ózon képzõdéshez, míg a tiszta levegõben, így a tengerek felett, bontják az ózont. Az NMHC-k légköri reakciói fontosak a hidroxil gyökök OH szintjének szabályozásában és így szerepet játszanak a levegõ káros anyagoktól való megtisztításában.


Az oldalról:
szerzõ: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
1. tudományos lektor: Dr. Bill Sturges, Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
2. tudományos lektor:
pedagógiai lektor:
utolsó módosítás: 2004-06-22

Last modified: Tuesday, 25 September 2018, 8:02 PM