नाइट्रस ऑक्साइड: कृषि क्षेत्र द्वारा उत्सर्जित गैस ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाती है
कृषि क्षेत्र द्वारा महत्वपूर्ण मात्रा में उत्सर्जित नाइट्रस ऑक्साइड ओजोन परत को भी नष्ट कर देता है
पिक्साबे द्वारा फोटो-राबे छवि
नाइट्रस ऑक्साइड कमरे के तापमान पर एक रंगहीन, गैर-ज्वलनशील गैस है और इसे आमतौर पर हंसी गैस या नाइट्रो (एनओएस) के रूप में जाना जाता है। नाइट्रस ऑक्साइड पर्यावरण में प्राकृतिक रूप से उत्पादित गैस है और जलवायु संतुलन के लिए महत्वपूर्ण है, हालांकि, इसे कई अनुप्रयोगों के लिए औद्योगिक रूप से भी उत्पादित किया जा सकता है। स्थलीय जीवन के लिए नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण परमाणुओं में से एक है और कई आणविक संरचनाओं में मौजूद है। तत्व नाइट्रोजन (N) भी वातावरण और प्राकृतिक चक्र जैसे नाइट्रोजन चक्र का एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है।
नाइट्रस ऑक्साइड (N2O)
दो नाइट्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन, नाइट्रस ऑक्साइड द्वारा निर्मित, इसका उपयोग उद्योग द्वारा इस प्रकार किया जाता है:
- रॉकेट इंजन में ऑक्सीकरण एजेंट;
- इंजन (नाइट्रो) में ईंधन जलने में अनुकूलक;
- एरोसोल प्रणोदक;
- संवेदनाहारी (मुख्य रूप से दंत क्षेत्र में, हंसने वाली गैस के रूप में जाना जाता है)।
प्रकृति में, वातावरण में मौजूद नाइट्रोजन पौधों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और अमोनिया में परिवर्तित हो जाता है, जिसे मिट्टी में जमा किया जाएगा और बाद में पौधों द्वारा उपयोग किया जाएगा। इस प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहते हैं। मिट्टी में जमा अमोनिया नाइट्रिफिकेशन प्रक्रियाओं से गुजर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप नाइट्रेट्स होते हैं। मिट्टी में मौजूद सूक्ष्मजीव इन जमा नाइट्रेट्स को डीनाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया के माध्यम से गैसीय नाइट्रोजन (N2) और नाइट्रस ऑक्साइड (N2O) में बदल सकते हैं, इस प्रकार उन्हें वायुमंडल में उत्सर्जित कर सकते हैं।
ग्रीन हाउस गैसें
ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि में सबसे बड़ा योगदान निम्नलिखित गैसों को माना जाता है:
- कार्बन डाइऑक्साइड (CO2);
- जल वाष्प (H2Ov);
- मीथेन (CH4);
- नाइट्रस ऑक्साइड (N2O);
- सीएफ़सी (CFxCly)।
वातावरण में इसकी उच्च सांद्रता और ग्लोबल वार्मिंग पर इसके अधिक प्रभाव के कारण CO2 के बारे में बहुत कुछ कहा जाता है, लेकिन सूचीबद्ध अन्य गैसों का उत्सर्जन भी बहुत चिंताजनक है। वातावरण में नाइट्रस ऑक्साइड की सांद्रता लगातार चिंताजनक होती जा रही है, जिससे इसके उत्सर्जन को कम करने के लिए आवश्यक कदम उठाए जा रहे हैं।
वायुमंडल पर अतिरिक्त नाइट्रस ऑक्साइड का प्रभाव
जैसा कि प्रकृति में हर चीज के साथ होता है, किसी चीज की अधिकता एक प्रणाली के संतुलन और स्थिरता को और यहां तक कि पूरे ग्रह को भी बदल सकती है। गैसों की अधिकता, जैसे कि संभावित रूप से ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा करने वाली मानी जाती है, वैश्विक अनुपात के प्रभाव का एक उदाहरण है।
औद्योगीकरण और शहरों में सभ्यता के समूह ने बड़े पैमाने पर जरूरतों को पूरा किया है, जैसे कि खाद्य उत्पादन, कृषि में बड़े विकास को बढ़ावा देना, विशेष रूप से पशु चारा के निर्माण के लिए अनाज के उत्पादन में (इस विषय के बारे में और जानें में लेख: मांस की खपत के लिए गहन पशुपालन का पर्यावरण और उपभोक्ता स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ता है।" इन जरूरतों को पूरा करने के साथ, कई गैसों का उत्पादन और विशाल अनुपात में वातावरण में उत्सर्जित होना शुरू हो गया, जिससे वातावरण में उनका संचय हो गया और कई स्थलीय चक्र बदल गए। , ग्रह के औसत तापमान को भी प्रभावित कर रहा है। इन गैसों में से एक नाइट्रस ऑक्साइड है।
नाइट्रस ऑक्साइड (N2O) कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) की तुलना में बहुत कम अनुपात में मौजूद है, लेकिन इसका प्रभाव बहुत अधिक है। क्षोभमंडल में इसकी उपस्थिति निष्क्रिय है, जो केवल तापीय ऊर्जा के अवशोषण में योगदान करती है, हालांकि, समताप मंडल में मौजूद होने पर, यह ओजोन परत को नीचा दिखाती है। नाइट्रस ऑक्साइड में वातावरण में CO2 से लगभग 300 गुना अधिक गर्मी बनाए रखने का गुण होता है, अर्थात नाइट्रस ऑक्साइड का एक अणु वातावरण में CO2 के 300 अणुओं के बराबर होता है। नाइट्रस ऑक्साइड का ओजोन परत पर भी प्रभाव पड़ता है, इसके क्षरण में योगदान देता है, और यह प्राकृतिक रूप से अवक्रमित होने से पहले 100 से अधिक वर्षों तक वातावरण में रहता है। यह अनुमान लगाया गया है कि मनुष्य द्वारा एक वर्ष में 5.3 टेराग्राम (Tg) नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जित किया जाता है (1 Tg 1 बिलियन किलोग्राम के बराबर होता है)।
उत्सर्जन स्रोत
नवंबर 2013 में, संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (यूएनईपी) ने नाइट्रस ऑक्साइड और ग्रह की जलवायु और ओजोन परत पर इसके प्रभाव पर एक रिपोर्ट प्रकाशित की। रिपोर्ट के अनुसार, नाइट्रस ऑक्साइड तीसरी गैस है, जो मानवीय गतिविधियों से उत्सर्जित होती है, जो ग्लोबल वार्मिंग में सबसे अधिक योगदान देती है, और गैस ओजोन परत के क्षरण पर सबसे अधिक प्रभाव डालती है। किए गए शोध के आधार पर, ध्रुवों पर बर्फ के स्तंभों में फंसे हवा के बुलबुले में मौजूद गैसों की सांद्रता का विश्लेषण करते हुए, CO2 (पार्ट्स प्रति मिलियन - पीपीएम) और एन 2 ओ (पार्ट्स प्रति बिलियन - पीपीबी) की वर्तमान सांद्रता के साथ तुलना की गई थी। समय के साथ इन गैसों की वृद्धि को दर्शाने वाला एक ग्राफ बनाया गया है।
स्रोत: N2O / unep.org को कम करना
18वीं शताब्दी के बाद से औद्योगिक क्रांति की अवधि के ठीक बाद CO2 और N2O की सांद्रता में एक बड़ी वृद्धि देखी जा सकती है। रिपोर्ट कृषि, उद्योग और जीवाश्म ईंधन, बायोमास जलने, सीवेज और जलीय कृषि के रूप में नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन के मुख्य मानव स्रोतों को इंगित करती है, और अंतिम तीन स्रोतों का योग कृषि से नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन की मात्रा तक नहीं पहुंचता है।
स्रोत: N2O / unep.org को कम करना
प्रत्येक क्षेत्र में N2O उत्सर्जन की समस्या
कृषि
खाद्य उत्पादन के लिए आवश्यक नाइट्रोजन, एंजाइम, विटामिन, अमीनो एसिड और यहां तक कि डीएनए जैसी आणविक संरचनाओं के लिए एक महत्वपूर्ण तत्व है। कृषि में नाइट्रोजन की वृद्धि, उर्वरकों के माध्यम से, फसलों की उपज में तेजी और वृद्धि करती है, हालाँकि इससे N2O का उत्सर्जन भी होता है। यह अनुमान लगाया गया है कि मिट्टी पर लागू नाइट्रोजन का लगभग 1% सीधे N2O का उत्सर्जन करेगा। 1% कम लगता है, लेकिन अगर आप दुनिया में कृषि के कुल क्षेत्रफल और सालाना उपयोग की जाने वाली उर्वरक की मात्रा के बारे में सोचते हैं, तो यह इतना छोटा नहीं हो सकता है।
सबसे अधिक नाइट्रस ऑक्साइड का उत्सर्जन करने वाले क्षेत्रों में, कृषि वार्षिक उत्सर्जन के लिए मुख्य जिम्मेदार है: कुल उत्सर्जन का लगभग 66%। इस क्षेत्र के लिए, न केवल उर्वरकों के उपयोग से प्रत्यक्ष N2O उत्सर्जन का हिसाब है, बल्कि सिंथेटिक उर्वरकों, पशु खाद, चरागाहों में उठाए गए जानवरों, लीचिंग और खाद प्रबंधन की उत्पादन प्रक्रिया से प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष उत्सर्जन भी है।
उर्वरकों और खाद के उपयोग और प्रबंधन में कुछ उपाय इस प्रभाव को कम करने में मदद कर सकते हैं:
- यह सुनिश्चित करने के लिए कि आवेदन सही है, उर्वरक/खाद वितरण तंत्र का नियमित रूप से परीक्षण करें;
- सुनिश्चित करें कि उर्वरक/खाद लगाने वाला व्यक्ति जितना आवश्यक हो उतना कम आवेदन करने के लिए अच्छी तरह से प्रशिक्षित है;
- उर्वरक की आवश्यक मात्रा स्थापित करने के लिए मिट्टी का विश्लेषण करना;
- अकार्बनिक उर्वरकों की तुलना में अधिक खाद का उपयोग करने का प्रयास करें;
- खाद प्रबंधन तकनीकों में सुधार।
उर्वरकों और कुशल वैकल्पिक साधनों द्वारा N2O उत्सर्जन में कमी के लिए अनुसंधान लगातार किया जाना चाहिए।
उद्योग और जीवाश्म ईंधन
उद्योगों और वाहनों से नाइट्रस ऑक्साइड का उत्सर्जन दो मुख्य माध्यमों से होता है। पहली को सजातीय प्रतिक्रिया कहा जाता है, जो तब होता है जब एक ही भौतिक अवस्था के अभिकारक प्रतिक्रिया करते हैं, एक उदाहरण गैसीय ईंधन (गैस के साथ गैस) का जलना है। गैसीय ईंधन में नाइट्रोजन यौगिकों की उपस्थिति हो सकती है, जो दहन प्रक्रिया में गर्म करने के दौरान उत्पन्न हो सकते हैं। दूसरा माध्यम विषम प्रतिक्रियाओं में होता है, जहां एक गैस और दूसरा ठोस हो सकता है, एक उदाहरण कोयले का जलना या ऑटोमोबाइल उत्प्रेरक में एन 2 ओ का गठन है।
हवाई जहाज, हल्के और भारी वाहन नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन के मुख्य स्रोत हैं, भले ही वे उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले CO2 उत्सर्जन की तुलना में बहुत प्रासंगिक नहीं हैं - यह चिंताजनक तथ्य नहीं होने का कोई बहाना नहीं है।
उद्योग में, नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन के दो मुख्य स्रोत नाइट्रिक एसिड (HNO3) और एडिपिक एसिड के उत्पादन में हैं। नाइट्रिक एसिड को उर्वरकों के उत्पादन, एडिपिक एसिड, विस्फोटकों के उत्पादन और लौह धातुओं के प्रसंस्करण के लिए एक प्रमुख घटक माना जाता है। दुनिया में उत्पादित सभी नाइट्रिक एसिड का 80% से अधिक अमोनियम नाइट्रेट और कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट डबल नमक के उत्पादन में चला जाता है - अमोनियम नाइट्रेट का 3/4 उर्वरकों के उत्पादन में वापस चला जाता है। HNO3 के संश्लेषण के दौरान, N2O को एक मामूली प्रतिक्रिया उत्पाद के रूप में बनाया जा सकता है (उत्पादित HNO3 के प्रत्येक 1 किलो के लिए N2O का लगभग 5 ग्राम)।
एडिपिक एसिड (C6H10O4) का उत्पादन औद्योगिक क्षेत्र में नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन का दूसरा सबसे बड़ा स्रोत है। उत्पादित एडिपिक एसिड का अधिकांश हिस्सा नायलॉन के उत्पादन के लिए नियत है, और इसका उपयोग कालीन, कपड़े, टायर, रंजक और कीटनाशकों के निर्माण में भी किया जाता है।
एडिपिक एसिड उत्पादन में N2O उत्सर्जन को कम करने के लिए तकनीकें अब उपलब्ध हैं, लगभग 90% उत्सर्जन में कमी, और लगभग 70% एडिपिक एसिड उत्पादन उद्योग इन तकनीकों को लागू करते हैं।
बायोमास जलना
बायोमास जलाने का अर्थ है ऊर्जा उत्पादन के लिए पौधे या पशु मूल की किसी भी सामग्री को जलाना। संक्षेप में, बायोमास जलने से तात्पर्य प्राकृतिक रूप से, या मानवीय कारणों से, मुख्य रूप से जंगलों/जंगलों और यहां तक कि चारकोल के जलने से है।
बायोमास जलने से उत्सर्जित एन 2 ओ की औसत मात्रा को मापना मुश्किल है, क्योंकि यह जलने वाली सामग्री की संरचना पर बहुत निर्भर करता है, लेकिन यह अनुमान लगाया जाता है कि यह नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन का तीसरा सबसे बड़ा स्रोत है। अधिकांश जंगल की आग बिजली जैसे प्राकृतिक कारकों के कारण होती है, लेकिन मानव क्रिया भी काफी चिंताजनक है। कृषि और पशुधन को आगे बढ़ाने के लिए जंगलों को जलाना जंगलों, प्राकृतिक वनस्पतियों या यहां तक कि फसल के अवशेषों को जलाने के बारे में सबसे बड़ी चिंताओं में से एक है, क्योंकि आग क्षेत्रों को साफ करने का एक सस्ता और आसान तरीका है।
एक और चिंताजनक तथ्य ऊर्जा पैदा करने के लिए और यहां तक कि स्टोव में लकड़ी और लकड़ी का कोयला का उपयोग है। दुनिया के कई क्षेत्रों में, वनस्पति ऊर्जा का उत्पादन और कुछ कार्यों के लिए इसका उपयोग, जैसे कि खाना बनाना, बहुत आम है, और यह N2O उत्सर्जन का एक प्रभावशाली स्रोत भी हो सकता है।
कृषि या किसी अन्य प्रकार के उद्देश्य के लिए "स्वच्छ" क्षेत्रों में जलने से N2O के उत्सर्जन को कम करने और प्राकृतिक कारणों से आग को नियंत्रित करने और लड़ने के लिए कानूनों और कार्यों को कम करने और जलने से रोकने के लिए किया जाना चाहिए। अनियंत्रित लपटों का जोखिम प्रदान करने के अलावा, जो एक विशाल क्षेत्र को तबाह कर सकता है, जैसा कि नवंबर 2015 में चपड़ा डायमेंटिना में हुआ था, प्रदूषण और जहरीली गैसों का उत्सर्जन इस क्षेत्र को बहुत प्रभावित कर सकता है।
ऊर्जा उत्पादन और स्टोव में बायोमास के उपयोग से उत्सर्जन पर, कम ईंधन का उपयोग करने के लिए तकनीकों में सुधार, अधिक दक्षता के साथ और ईंधन के साथ प्रतिस्थापन जो एन 2 ओ जारी नहीं करते हैं, जैसे पेट्रोलियम से गैसें, एन 2 ओ को कम करने के लिए व्यवहार्य विकल्प हैं। इन स्रोतों से उत्सर्जन उन्हें पेट्रोलियम से गैसों के साथ बदलने के मामले में, हमें CO2 उत्सर्जन की समस्या होगी - यह पागल लग सकता है, लेकिन N2O के बजाय CO2 को छोड़ना बेहतर है, क्योंकि N2O, ओजोन परत के विनाश में योगदान करने के अलावा , CO2 की तुलना में 300 गुना अधिक गर्मी प्रतिधारण शक्ति है।
सीवेज और जलीय कृषि
मनुष्य के कारण होने वाले नाइट्रस ऑक्साइड के कुल उत्सर्जन का 4% सीवेज और जलीय कृषि खाते हैं। यह अन्य स्रोतों की तुलना में छोटा लग सकता है, लेकिन वे अभी भी चिंता के स्रोत हैं। सीवेज को किसी भी छोड़े गए पानी के रूप में जाना जाता है जिसमें दूषित पदार्थ और अशुद्धियां होती हैं जिन्हें इलाज की आवश्यकता होती है ताकि पर्यावरण को प्रभावित न किया जा सके। जलीय कृषि सीमित या नियंत्रित स्थानों में जलीय जीवों की खेती है, जैसे कि बिक्री के लिए मछली पालना।
सीवेज द्वारा नाइट्रस ऑक्साइड का उत्सर्जन दो तरह से हो सकता है: सीवेज उपचार के दौरान रासायनिक और जैविक परिवर्तन द्वारा और सीवेज को सहायक नदियों में निपटान द्वारा, जिसमें सीवेज में उच्च सांद्रता में निहित नाइट्रोजन, मौजूद बैक्टीरिया द्वारा एन 2 ओ में परिवर्तित हो जाएगा। सहायक नदियाँ।
उर्वरकों के साथ समस्या के साथ, जलीय कृषि में समस्या नाइट्रोजन की उच्च मात्रा में लागू होती है। खेती करने वाले जीवों के भोजन में मौजूद नाइट्रोजन की बड़ी मात्रा पानी में मौजूद नाइट्रोजन के उच्च स्तर की ओर ले जाती है, जो रासायनिक और/या जैविक प्रक्रिया द्वारा नाइट्रस ऑक्साइड में बदल जाएगी।
अपशिष्टों द्वारा उत्सर्जित नाइट्रस ऑक्साइड को कम करने का मुख्य साधन उपचार तकनीक है, जिससे पतला नाइट्रोजन की मात्रा कम हो जाती है। कुछ तकनीकें 80% तक पतला नाइट्रोजन निकाल सकती हैं। नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के लिए उपचार नीतियों और प्रौद्योगिकियों को अपनाया और स्थापित किया जाना चाहिए।
जलीय कृषि तकनीकों को एन 2 ओ उत्सर्जन को कम करने के लिए भी लागू किया जा सकता है, जैसे: कृषि और जलीय कृषि प्रणालियों का एकीकरण, जलीय निर्माण को खिलाने के लिए जल फसलों और जलीय पौधों के लिए पोषक तत्वों से भरपूर पानी का पुन: उपयोग, जलीय प्रजातियों के बीच एकीकरण, जब एक प्रजाति का अपशिष्ट कार्य करता है दूसरे के लिए भोजन, भोजन और पोषक तत्वों का संशोधन और अनुकूलन, माध्यम में नाइट्रोजन के कमजोर पड़ने को कम करने का लक्ष्य।
नाइट्रस ऑक्साइड के उपयोग से होने वाले प्रभाव कुछ महत्वपूर्ण बातों की ओर ध्यान आकर्षित करते हैं: ग्रहों की सीमा। इस विषय को बेहतर ढंग से समझने के लिए, इस लेख पर एक नज़र डालें: "ग्रहों की सीमाएँ क्या हैं?"
