Toegepaste scheikunde Broeikaseffect

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 3,4

Aanspreken van voorkennis

Wat is broeikasgas, broeikaseffect/ waarom wordt hier binnen de agrarische sector veel bij stil gestaan/ welke invloed hebben we hierop als burger en agrariër enz.

Het broeikaseffect is een natuurlijk fenomeen dat essentieel is voor het leven op aarde. Het zorgt ervoor dat de aarde warm genoeg is om te bewonen. Echter, menselijke activiteiten hebben geleid tot een versterkt broeikaseffect, wat bijdraagt aan de opwarming van de aarde.

Waterdamp (H2O)

Kooldioxide (CO2)

Methaan (CH4)

Distikstofoxide (N2O)

Gefluoreerde broeikasgassen (CFK, HCFK, HFK, PFK, CF6)

Het broeikaseffect is het proces waarbij warmte van de zon wordt vastgehouden in de atmosfeer van de aarde. Dit gebeurt wanneer de atmosfeer broeikasgassen bevat die warmte absorberen en voorkomen dat deze volledig ontsnapt naar de ruimte.

Natuurlijk broeikaseffect (evt filmpje https://youtu.be/Zbl9uTaBM0U )

De aarde wordt omringd door een laag gassen, dit noemen we de atmosfeer of dampkring. Sommige gassen, zoals koolstofdioxide, zorgen ervoor dat een deel van de warmte van de zon binnen de atmosfeer blijft. Zo blijft het dus lekker warm. De warmte van de zon komt op aarde door zonnestralen. De aarde kaatst een deel van de stralen terug de ruimte in. Een ander deel niet. Broeikasgassen in de dampkring houden de teruggekaatste stralen vast en warmen de aarde op: een natuurlijk broeikaseffect.

Versterkt broeikaseffect (evt filmpje https://youtu.be/nRePbJtegN4 )

Naast het natuurlijke broeikaseffect is er op dit moment ook sprake van een versterkt broeikaseffect: de aarde warmt op! Opwarming wordt veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen door bijvoorbeeld fabrieken en auto’s. Er komt dus steeds meer broeikasgas in de atmosfeer terecht. Dit betekent dat de dampkring steeds meer teruggekaatste zonnewarmte vasthoudt, de temperatuur stijgt. Hierdoor blijft er steeds meer warmte hangen rondom de aarde, waardoor het dus warmer wordt.

Deze gassen worden uitgestoten door verbranding in organismen, maar ook door verschillende menselijke activiteiten zoals verbranding van fossiele brandstoffen, ontbossing en landbouw.

Lachgas wordt geproduceerd tijdens de afbraak van mest. Wanneer mest wordt opgeslagen of uitgespreid op het land, ondergaan de stikstofverbindingen in de mest verschillende chemische reacties, waaronder denitrificatie, waarbij lachgas wordt geproduceerd.

Denitrificatie is een biologisch proces waarbij nitraat (NO3-) wordt gereduceerd tot stikstofgas (N2) door bacteriën in de bodem. Tijdens dit proces kan lachgas als bijproduct worden gevormd. In deze reactie wordt nitraat (NO3-) gereduceerd tot lachgas (N2O) met behulp van elektronen (e-) en waterstofionen (H+). 

Het resultaat is de vorming van lachgas en water (H2O).

Het is belangrijk op te merken dat deze processen complex zijn en beïnvloed kunnen worden door vele factoren, waaronder het type bacterie dat aanwezig is en de conditie van de bodem, het weer, en de specifieke praktijken van de boer.

Voorbeelden

Voor boeren:

Efficiënt gebruik van meststoffen: Door de hoeveelheid meststoffen die ze gebruiken te optimaliseren, kunnen boeren de uitstoot van broeikasgassen verminderen.

Voedingsstrategieën: Door de voeding van het vee aan te passen, kan de productie van methaan tijdens de spijsvertering worden verminderd.

Mestbeheer: Door de manier waarop mest wordt opgeslagen en behandeld te veranderen, kan de productie van broeikasgassen worden verminderd.

Gebruik van additieven: Er zijn verschillende additieven beschikbaar die aan het voer kunnen worden toegevoegd om de productie van methaan te verminderen.

Voor Loonwerkers:

Efficiënt gebruik van machines: Door machines efficiënter te gebruiken en te onderhouden, kunnen brandstofkosten worden verminderd en de uitstoot van CO2 worden verminderd.

Precisielandbouw: Door gebruik te maken van precisielandbouwtechnieken, zoals GPS en sensoren, kunnen loonwerkers de hoeveelheid meststoffen die ze gebruiken optimaliseren. Dit kan leiden tot een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen.

Gebruik van duurzame energie: Loonwerkers kunnen ook overstappen op machines die werken op duurzame energie, zoals elektriciteit of biobrandstoffen, om de uitstoot van CO2 te verminderen.

strategieën moeten worden aangepast aan de specifieke omstandigheden van elke boerderij en loonwerker.

Bij precisielandbouw krijgen planten of dieren met behulp van technologie, heel nauwkeurig de behandeling die ze nodig hebben. Hiervoor worden verschillende technologieën ingezet zoals GPS, sensortechnologie, ICT en robotisering.