Ατμοσφαιρική ρύπανση
Ατμοσφαιρική ρύπανση είναι η προσθήκη ρύπων στην ατμόσφαιρα, δηλαδή ουσιών που υπό φυσιολογικές συνθήκες δε θα υπήρχαν. Στη σύγχρονη εποχή, συχνά η ρύπανση είναι αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας.
Αυτοί οι ρύποι έχουν σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία μας αλλά και στο περιβάλλον στο οποίο ζούμε, όπως είναι η εξασθένιση της στιβάδας του όζοντος και η όξινη βροχή.
Αέρια θερμοκηπίου και φαινόμενο του θερμοκηπίου
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι η φυσική διαδικασία κατά την οποία η ατμόσφαιρα ενός πλανήτη συγκρατεί θερμότητα και συμβάλλει στην αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειάς του.
Όλα τα αέρια συστατικά της ατμόσφαιρας που συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, ονομάζονται αέρια του θερμοκηπίου. Απορροφούν την μεγάλου μήκους κύματος γήινη ακτινοβολία και επανεκπέμπουν θερμική ακτινοβολία, θερμαίνοντας την επιφάνεια.
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι φυσικό, ωστόσο ενισχύεται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, η οποία συμβάλλει στην αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων του θερμοκηπίου. Τα τελευταία χρόνια, καταγράφεται μία αύξηση στη συγκέντρωση αρκετών αερίων του θερμοκηπίου, ενώ ειδικότερα στην περίπτωση του διοξειδίου του άνθρακα, η αύξηση αυτή ήταν 31% την περίοδο 1750-1998. Τα τρία τέταρτα της ανθρωπογενούς παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα, οφείλεται σε χρήση ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο, γαιάνθρακας, κάρβουνο κ.λπ.) ενώ το υπόλοιπο μέρος προέρχεται από αλλαγές που συντελούνται στο έδαφος, κυρίως μέσω της αποδάσωσης. Εκτός από τον άνθρωπο, παράγεται μεθάνιο και από ζώα (π.χ. αγελάδες) με τις ερυγές (ρέψιμο και αέρια) τους.
Τα τελευταία χρόνια οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες (βιομηχανίες, αυτοκίνητα κ.ά.) έχουν αυξήσει σημαντικά τις συγκεντρώσεις των αερίων των κατώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας (αέρια θερμοκηπίου) με αποτέλεσμα την αύξηση της απορροφούμενης ακτινοβολίας και την επακόλουθη θερμοκρασιακή μεταβολή. Υπολογίζεται ότι η μέση θερμοκρασία της Γης έχει αυξηθεί κατά 0,5 με 0,6οC από το 1880, λόγω της έξαρσης του φαινομένου και μέχρι το έτος 2100, εάν δεν ληφθούν μέτρα, η αύξηση της θερμοκρασίας θα είναι από 1,5 έως 4,5οC.
Ένα σημαντικό θέμα είναι η επίδραση που θα έχει η αύξηση της θερμοκρασίας στο επίπεδο της θάλασσας. Αναμένεται άνοδος της επιφάνειας που θα οφείλεται στη θερμική διαστολή των ωκεανών και στο λιώσιμο των πάγων των οροσειρών και σε μικρότερο ποσοστό σε λιώσιμο των πάγων της Γροιλανδίας. Παράλληλα η κατανομή και η συχνότητα των βροχοπτώσεων θα μεταβληθούν. Θα αυξηθούν οι πλημμύρες, οι καταιγίδες και γενικά οι ακραίες καιρικές συνθήκες θα είναι συχνότερες και εντονότερες.
Βίντεο: Το ρολόι της καταστροφής
Η ρύπανση του αέρα είναι ένα πρόβλημα που αντιμετωπίζουν αρκετές περιοχές, όχι μόνο της Ελλάδας αλλά και ολόκληρου του πλανήτη. Τέτοιες περιοχές είναι συνήθως αυτές των μεγάλων πόλεων. Η ατμοσφαιρική ρύπανση είναι αποτέλεσμα των δραστηριοτήτων των ανθρώπων. Τη μεγαλύτερη ρύπανση προκαλούν οι μηχανές των τροχοφόρων που χρησιμοποιούμε για να μετακινηθούμε και η λειτουργία των εργοστασίων.
Επειδή η ατμοσφαιρική ρύπανση αυξάνεται συνεχώς, αναζητούμε λύσεις για το πρόβλημα αυτό. Μία από αυτές είναι να χρησιμοποιούμε για τις μετακινήσεις μας μεταφορικά μέσα που είναι «φιλικά στο περιβάλλον», που ρυπαίνουν δηλαδή λιγότερο ή καθόλου την ατμόσφαιρα. Τέτοια μέσα είναι το ποδήλατο αλλά και ορισμένα δημόσια μέσα συγκοινωνίας, όπως το τραμ και ο ηλεκτρικός σιδηρόδρομος.
Νέος καταλύτης μετατρέπει αέρια του θερμοκηπίου σε καύσιμα για αεροπλάνα
Υλικά, όπως αυτό στην εικόνα, θα μπορούσαν κάποια μέρα να χρησιμοποιηθούν για να περιορίσουν το οικολογικό αποτύπωμα των αεροπλάνων.
Τα αεροπλάνα εκλύουν πολύ διοξείδιο του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα της Γης. Αυτό έιναι ένα από τα αέρια θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Αλλά κάποια μέρα, το CO2 θα μπορούσε να αντληθεί από τον αέρα και να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτήσει αυτά τα αεροπλάνα.
Τα αεροπορικά ταξίδια αποτελούν σήμερα το 12% όλων των εκπομπών CO2 που σχετίζονται με τα μέσα μεταφοράς. Η χρήση CO2 αντί του πετρελαίου για την παραγωγή καυσίμων αεριωθούμενων θα μπορούσε να μειώσει το αποτύπωμα άνθρακα της αεροπορικής βιομηχανίας.
Οι καταλύτες είναι υλικά που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις. Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων έχει πλέον δημιουργήσει έναν καταλύτη που μπορεί να μετατρέψει το παραπάνω CO2 σε καύσιμα για αεροπλάνα. Περιέγραψαν το επίτευγμά τους στις 22 Δεκεμβρίου 2020 στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications.
Οι επιστήμονες είχαν προσπαθήσει να μετατρέψουν το CO2 σε καύσιμο στο παρελθόν. Αλλά αυτές οι προσπάθειες βασίστηκαν σε καταλύτες κατασκευασμένους από δαπανηρά υλικά (υλικά που κόστιζαν ακριβά). Η διαδικασία είχε επίσης πολλά βήματα. Ο νέος καταλύτης είναι μια σκόνη από φθηνά συστατικά, όπως ο σίδηρος. Μετατρέπει το CO2 σε καύσιμο αεροπλάνων σε ένα μόνο βήμα.
Ο καταλύτης λειτουργεί διαχωρίζοντας μόρια CO2 στα άτομα άνθρακα και οξυγόνου από τα οποία κατασκευάζονται. Η νέα διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ένα θάλαμο αντίδρασης γεμάτο με αέριο υδρογόνο. Ο καταλύτης βοηθά τα νέα ελεύθερα άτομα άνθρακα να συνδεθούν με άτομα υδρογόνου στο αέριο. Τα νέα μόρια υδρογονάνθρακα που προκύπτουν μπορούν να χρησιμεύσουν ως καύσιμο. Τα εναπομείναντα άτομα οξυγόνου ενώνονται με άτομα υδρογόνου για να σχηματίσουν νερό.
Πηγή: A new catalyst turns greenhouse gas into jet fuel | Science News for Students
Γλωσσάρι