Klimaforandringer: hvad er det, og kan vi gøre noget ved det?

Klimaforandringer – hvad er det, og kan vi gøre noget ved det?

Drivhusgassers opbygning og navngivning

Kuldioxid (CO2): Ved forbrændingen af organisk materiale, dannes der kuldioxid. En stor del kommer fra forbrænding af fossile brændsler (f.eks afbrænding af kul, olie eller naturgas).Når vi f.eks tænker på en naturlig refleks, som vi mennesker har, hvilket er åndedrættet, udelukker vi faktisk allerede en del kuldioxid, da vores udåndingsluft indeholder ca. 4 % kuldioxid. Når vi ser på planter, danner de derimod kuldioxid ved respiration. Og derudover optager stort set alle planter CO2 ved fotosyntese. Nu til dage hører biler til vores hverdag, som sluger en del benzin, og stort set alle transportmidler udleder CO2. Dog er byggeindustrien også en faktor, som bruger CO2 til en del af deres arbejde, som f.eks svejsning og produktion af beton.Vores intensive forbrug af fossile brændstoffer, som er steget drastisk hen over årene, er primært årsagen til vores nuværende klimaforandring. Kuldioxid består af kulstof og oxygen. Kuldioxids kemiske formel er CO2 . Denne formel angiver at stoffet er en kemisk struktur, et molekyle, der består af et kulstofatom og to iltatomer.Metan (CH4): Ved nedbrydning af organisk materiale indenfor iltfrie miljøer dannes der metan. Metan er en af drivhusgasserne, der blandt andet kan frigives af dyr, f.eks fra tarmen af køer og andre drøvtyggende husdyr. Den frigives dog kun i meget små koncentrationer ud i vores atmosfære. Metan er en drivhusgas, der blandt andet frigives fra tarmen på køer og andre drøvtyggende husdyr. Metan er dog hovedsageligt skabt af os mennesker og det er over halvdelen af atmosfærens metan, som kommer fra vores aktiviteter, som udstøder denne gas.Eksempler på vores aktiviteter som udstøder metan, er f.eks afbrænding af fossile brændstoffer. Vi har en masse kraftværker eller gasmotorer, som afbrænder disse brændstoffer og samtidigt udstøder metanen. En gas som hovedsagelig indeholder naturgas, er naturgas.Metan består af et carbon atom og 4 hydrogenatomer.Vanddamp (H2O): Ud af den samlede mængde af drivhusgasser i vores atmosfære, udgør vanddamp ? ud af den. Så det er også den drivhusgas som der er mest af. Koncentrationen af vanddampen ude i atmosfæren er meget afhængig af jordoverfladens temperatur. Jo højere temperaturen er, jo mere vanddamp er der i luften, hvilket er en dårlig cyklus, da det næsten er umuligt at komme ud af det igen. Mennesket har ikke nogen direkte indvirkning på luftens indhold af vanddamp, men vi påvirker mængden af vanddamp indirekte ved at lede andre drivhusgasser ud i atmosfæren. Hvis vi øger drivhuseffekten og dermed forårsager en opvarmning af jorden, vil det betyde mere vanddamp i atmosfæren og dermed yderligere forøgelse af drivhuseffekten. Vanddamp består af to hydrogenatomer og et oxygen atom.Drivhus EffektI vores atmosfære findes der forskellige partikler. De kommer f.eks fra udstødningsgasser fra biler, skibe, fly og den generelle industri, som har udviklet sig meget i løbet af årene. Den stigende mængde af trafik redskaber og industriområder- og bygninger, påvirker drivhuseffekten idet, at der dannes flere og flere partikler i vores atmosfære. Og det medfører, at der dannes flere skyer. Det kan dog også komme fra selve naturen, i form af salt fra havet, eller fra støvstorme hvor der blæses masser af jord- og sandpartikler rundt i luften. Den stigende mængde trafik og industri danner flere og flere partikler i atmosfæren. Det medfører, at der dannes flere skyer. I vores egen atmosfære har vi forskellige drivhusgasser som metan, vanddamp og kuldioxid, de absorberer den varmestråling, som bliver udstrålet af jordens overflade. F.eks sker der det, når der er vanddamp i luften, at der bliver dannet skyer. Skyerne der bliver dannet på grund af vanddampen, har en effekt der påvirker drivhuseffekten på to måder. Skyer der befinder sig tættere på jordoverfladen, altså lavtliggende skyer, reflekterer lys strålerne fra solen ud af atmosfæren. Det betyder at skyerne på denne måde ville have en kølende effekt på vores atmosfære, hvilket dermed samtidigt dæmper drivhuseffekten.Skyer der derimod befinder sig længere væk fra jordoverfladen, altså højtliggende skyer, har præcis den modsatte effekt, end de lavtliggende skyer. De reflekterer nemlig jordoverfladens varme stråler tilbage til jorden og tillader på samme tid, solens stråler at trænge ind i vores atmosfære, hvilket betyder at de højtliggende skyer, har en varmende effekt på selve processen og dermed øges drivhuseffekten. StrålingsbalanceStrålingsbalancen er kort sagt forskellen mellem den kortbølgede indstråling samt den langbølgede udstråling. Omkring 30% af indstrålingen reflekteres af skyerne og bliver så direkte sendt ud i universet igen, hvoraf de andre 70% absorberes af atmosfæren og jordens overflade.Der findes også et yderligere udtryk, som kaldes for albedo. Albedo er en overflades evne, til at reflektere lys tilbage, i forhold til det, som den har absorberet. F.eks har farver en albedo styrke. Farven sort (absorberer 90-95% og reflekterer 5-10%) og hvid (absorberer 10-20% og reflekterer 80-90%). Farven sort kan absorbere lysstråler og forvandle det om til varme, idet at det bliver absorberet og holdt inde. Vi kan forestille os det sådan, at f.eks hvide flader som kunne være indlandsis, rent faktisk reflekterer størstedelen af solindstrålingen tilbage til atmosfæren igen. Her snakker vi igen om omkring 80-90%, der reflekteres tilbage igen og kun omkring 10-20% der absorberes af den såkaldte hvide flade. Hvis vi så forestiller os en sort flade, som kunne være havvand, så har den præcis den modsatte effekt end den hvide flade. Den sorte flade absorberer nemlig omkring 90-95% af energien og gør det dermed varmere og reflekterer kun omkring 5-10% tilbage igen. Når vi så tænker på områder i verdenen, hvor der er meget is, så ved vi jo også at der for det meste er vand i nærheden. Vandet vil i dette tilfælde være vores sorte flade, som absorberer varmen og isen vil være den hvide flade. Her sker der det, at vandet absorberer varmen og varmer isen op nedefra eller generelt ved de områder, hvor de ligger tæt på hinanden. Vandet får isen til at smelte, som jo gør de områder, der egentlig reflekterer energien tilbage mindre. Det vil sige at vores procentdel af is på jorden, altid bliver mindre, og vi hele tiden får mere og mere vand i stedet for is, som så selvfølgelig bliver ved med at optage en masse varme, hvilket danner en frygtelig svær cyklus at komme ud af igen.Fossile brændslers opbygning og navngivningSom vi allerede kort har nævnt ovenfor, er fossile brændstoffer blandt andet kul, naturgas og olie. Det er stoffer der ofte ligger underjordisk og som er blevet dannet for mange mange millioner år siden. De såkaldte fossile brændstoffer er plantedele og nogle rester af de smådyr, der eksisterede dengang for de mange millioner år siden. De organiske stoffer, som befinder sig inde i de plante- og dyrerester, der har opsamlet sig igennem de mange år, har blandt andet været udsat, for et ekstremt voldsomt tryk, alle slags mulige biologiske og kemiske processer. Og derfor er de rester efterhånden, blevet omdannet til vores fossile brændstoffer, som olie, kul og naturgas. Forbrænding og gæringGæring: Gærceller betegnes også som levende celler. Gærcellen kan ved den richtige sukkermængde og en god og realistisk temperatur producere koldioxid. Under processen af gæringen, begynder gærings cellerne at formere sig, ved hjælp af en god temperatur og den passende sukkermængde, så der kommer til at blive dannet flere og flere. For at cellerne får energi og kan formere og leve, skal cellerne forbrænde sukker.Fotosynthese og respirationFotosyntese: Fotosyntesen er sådan set grundlaget for at livet på vores verden kan fungere, sådan som det skal og har gjort alle år. Det er en livsnødvendig process for vores verden og derfor kan man sige, at hvis der ikke var fotosyntese på vores jordklode, så ville der ikke eksistere liv på jorden. Det er ikke bare en proces, som bare kan ske sådan, uden noget som helst, for der er nogen visse kriterier som skal opfyldes, før det overhovedet er muligt.Planter laver fotosyntese og der har de nemlig brug for lys, som de optager fra sollyset.Derudover har man også brug for CO2, H2O og et par næringssalte, som f.eks fosfat, som allerede er opløst i vandet. Idet at planten får optaget solens energi, kan den sætte kuldioxid og vand sammen, hvilket så bliver omdannet til druesukker og ilt. Druesukkeret bliver dog nærmere kaldt for glukose i denne sammenhæng. Selve processen som kaldes for fotosyntese, foregår inde i grønkornene hos grønne planter, og i få bakterier + alger. I selve processen omdannes vandet og kuldioxiden til glukose og ilt. Fotosyntesen drives af solens lysenergi. Her kan i se fotosyntesen vist på en biokemisk måde:6CO2 + 6H2O + lysenergi ? C6H12O6 + 6O2Respiration: Ilten der udskilles ved fotosynteseprocessen bruges til en anden vigtig proces, nemlig respiration. Respirationsprocessen foregår i plante- og dyreceller inde i mitochondrierne. I respirationen nedbrydes glukosen under forbrug af ilt. Ved denne process overføres en stor del af energien fra glukose til ATP mens resten afgives som varme. Respirationen kan beskrives på en biokemisk måde:C6H12O6 + 6 O2 ? 6C CO2+ 6 H2O + energi.Denne energi, der nu er bundet i ATP, samt afgivne varme, svarer til energien der var bundet i glukose. Herunder har vi et par forskellige eksempler på respiration og dens udvirkning:Primær forurening: Forurening med organisk materiale(f.eks bakterier der optager gylle og/eller madrester, som de optager og omdanner til glukose, som de kan respirere med. Pga respirationsprocessen falder iltindholdet i vandet)Respiration ude i havet: Respirationsprocessen bruger meget af ilten på havbunden. Derfor forsvinder der mere og mere ilt fra vandet, hvor der sker mange respirationsprocesser. Jo mindre ilt der er i vandet, jo flere dårlige gasser og bakterier opstår der nede på bunden. Så når der til sidst ikke er mere ilt tilbage på selve området, så stiger de giftige gasser som f.eks svovlbrinte op fra havbunden til vandet og slår de levende organismer ihjel.Respiration i en Å: Respirationsprocessen bruger meget af ilten på havbunden. Derfor forsvinder der mere og mere ilt fra vandet, hvor der sker mange respirationsprocesser. Jo mindre ilt der er i vandet, jo flere dårlige gasser og bakterier opstår der nede på bunden. Så når der til sidst ikke er mere ilt tilbage på selve området, så dør alle levende organismer der har brug for ilt.Sekundær forurening: Forurening med næringssalte(Når det organiske stof fra den primære forurening er nedbrudt (brugt til respiration), bliver næringssalte (fx nitrat og fosfat) frigivet til vandet, og en sekundær forurening kan finde sted)Det første, der sker, er at næringssaltene (fx fosfat eller nitrat) bliver optaget af planter og alger, som vokser. Det medfører at der dannes skygge ved bunden. Algerne optager næringssaltene og får sollyset til, og derefter vokser de. Det der sker når der algerne vokser og der altid dannes flere alger ovenpå overfladen er, at de danner et tykt lag og dermed skygger for de andre planter nede på bunden. Det der sker nede på bunden er, at der ikke kommer mere sollys til, fordi de andre alger skygger for dem. Så sker det at algerne kun respirerer og det bruger jo som sagt en masse ilt. Derfor forsvinder ilten nede fra bunden mere og mere.Respiration om dagen: Algerne optager sollys om dagen og laver fotosyntese, dermed danner de en masse O2 (Ilt) og algerne respirerer.Respiration om natten: Algerne kan ikke optage sollys om natten, derfor kan de heller ikke lave fotosyntese. Det der sker er, at de kun kan respirere og dermed trækker hele ilten (O2) væk igen.BioethanolBioethanol er et brændstof, der er lavet af spiselige plantedele, som f.eks kan være sojabønner eller majs. Disse spiselige plantedele som bioethanol bliver lavet af, kaldes for første generations bioethanol. Siden år 2010 blev der i Danmark tilsat 5% til benzin i første generations bioethanol. Man kan dog også fremstille bioethanol af plantedele der ikke er spiselige, som f.eks kan være planteaffald eller halm, som kaldes for anden generations bioethanol. I Danmark bliver der dannet meget lidt af den såkaldte anden generations bioethanol, fordi den er meget dyr i forhold til første generations ethanol, så den bliver ikke anvendt til benzin, eller til tilsætningen af benzin.Enzymes betydning og anvendelseEnzymer og proteiner dannes af levende celler og katalyserer kemiske reaktioner.Enzymer har en meget specifik struktur, som er tredimensional. Langt de fleste kemiske reaktioner, der finder sted inde i de levende celler, katalyseres af enzymer. De fleste reaktioner vil foregå meget langsomme ved cellens normale temperatur, hvis de ikke er blevet katalyseret.Enzymes anvendelse:Enzymerne bliver anvendt industrielt, i f.eks vaskemiddel. For det meste bliver enzymerne teknisk anvendt inden for stivelse, vaskemiddel, mejeri, tekstil og alkoholindustrien. Som samlet forbruger ca 90% af salget fra enzymer der er teknisk, hvor ca halvdelen er fra vaskemiddelindustrien.