تأثيرات غاز الميثان على البيئة الغاز هو مركب من المركبات الكيميائية، وهو من أبسط الهيدروكربونات، وهو غاز بالصيغة الكيميائية 4HC، حيث يكون الميثان نقيًا وليس له رائحة.
في الاستخدام التجاري، يمكن مزجه بكميات صغيرة جدًا من مركبات الكبريت ذات الرائحة المميزة مثل إيثيل مركابتان ويمكن اكتشاف آثار الميثان في حالة حدوث تسرب.
جدول المحتويات
مما يتكون الميثان؟
- الميثان هو أحد مكونات الغاز الطبيعي ومن أهم أنواع الوقود.
- وإذا تم حرق جزء فقط من الميثان بوجود الأكسجين.
- يمكن أن يتسبب هذا في إنتاج جزء واحد من ثاني أكسيد الكربون 2OC وجزئين من الماء O2H.
- الميثان هو أيضا غاز من غازات الدفيئة.
- وله القدرة على تدفئة الغلاف الجوي حوالي خمسة وعشرين مرة وتأثيراته أشد من ثاني أكسيد الكربون.
المصادر الطبيعية للميثان
يمكن الحصول على غاز الميثان من الرواسب الجيولوجية، لذلك يرتبط بأنواع مختلفة من الوقود الهيدروكربوني، ويمكن أيضًا الحصول على هذا الغاز من مصادر طبيعية مثل:
- من خلال تحلل النفايات العضوية.
- أيضا من خلال مصادر طبيعية مثل: المستنقعات حوالي ثلاثة وعشرين بالمائة.
- يشكل الوقود الأحفوري حوالي عشرين بالمائة.
- أيضا من خلال عملية الهضم في المواشي وبنسبة سبعة عشر بالمائة.
- كما يتم استخراج الميثان من قاع البحر حيث توجد كميات كبيرة جدًا وهائلة من الغاز الطبيعي المجمد تحت قاع البحر.
- قدر العديد من الخبراء أن احتياطيات هيدرات الميثان تقع تحت قاع المحيطات والبحار في العالم.
- يمكن أن يكون هذا حوالي ثلاثة آلاف جيجا طن، أي حوالي ثلاثة مليارات كيلوجرام.
- يمكن أن يساوي أيضًا ضعف احتياطيات الطاقة المتاحة في جميع مصادر الطاقة التقليدية مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
- لهذا، يمكن لمعظم الدول مثل الصين واليابان وكوريا الجنوبية والهند والبرازيل والولايات المتحدة اللجوء إليها.
- يتم استخراج هيدرات الميثان من أعماق البحار لتغطية متطلبات الطاقة.
- أيضًا، أحد المصادر الطبيعية لاستخراج الميثان هو البكتيريا الموجودة في زراعة الأرز.
- أيضًا عند التسخين بالكتلة الحيوية أو الاحتراق اللاهوائي.
- حوالي ستين بالمائة من الانبعاثات التي يمكن إنتاجها هي غاز الميثان الناتج عن الأنشطة البشرية.
- بشكل رئيسي الأنشطة الزراعية في المائتي عام الماضية.
- في المقابل، تضاعف تركيز الميثان في الغلاف الجوي من 8.0 إلى 6.1 جزء في المليون.
- نظرًا لأنه يمكن تصنيف الميثان على أنه كتلة حيوية، فيمكن أيضًا إنتاجه من الاحتراق اللاهوائي لبعض هذه المواد العضوية.
مصادر الميثان الصناعية
من الممكن العمل على انتاج الميثان واستخداماته الصناعية من خلال تفاعلات كيميائية مثل ب- تفاعل ReitabaS-Noitcaer أو طريقة HcsporT-RehcsiF-SecorP.
- على الرغم من تقديرات أحد المصادر، الميثان الموجود في المحيط على شكل رواسب، يمكن تقديره بحوالي عشرة آلاف مليار طن.
- تم اقتراح العديد من النظريات حول هذه الكميات الكبيرة والهائلة من غاز الميثان.
- يمكن إطلاقه مرة أخرى فجأة، مما قد يؤدي إلى زيادة كبيرة في درجة الحرارة.
- أبسط هيدروكربون هو الميثان، وهو غاز له الصيغة الكيميائية 4HC.
- كما الميثان، وهو نقي، ليس له رائحة، ولكن في الاستخدام التجاري له.
- يخلط مع بعض الكبريت برائحة نفاذة وأنواع مركباته.
- على سبيل المثال: الوصلات التي يمكن أن تعمل على تتبع آثار الميثان في حالة حدوث أي نوع من التسرب.
الإحتراق
- في احتراق الميثان، يجب تنفيذ العديد من الخطوات لأن الميثان يمكن أن يتحول إلى جذور الميثيل، والتي يمكن أن تتحول أيضًا إلى جذور الميثيل 3HC، والتي يمكن أن تتحول إلى الفورمالديهايد.
- يمكن أيضًا تحويل الفورمالديهايد إلى الفورمالديهايد OCH، والذي بدوره هو أول أكسيد الكربون، OC، حيث يمكن إطلاق هذه العملية أثناء الانحلال الحراري التأكسدي.
- بعد اكتمال عملية الانحلال الحراري التأكسدي، يؤكسد 2H إلى O2H ويطلق الحرارة، ويمكن أن يحدث هذا بسرعة كبيرة وفي أقل من جزء من الثانية.
- في النهاية يمكن أن يتأكسد OC إلى 2OC ويمكن إطلاق الكثير من الحرارة ويمكن أن تكون هذه العملية بطيئة للغاية ويمكن أن تستغرق هذه الخطوات بضع أجزاء من الثانية حتى تكتمل.
تنشيط الهيدروجين
- نظرًا لأن الرابطة التي تقدم مساهمة قوية بين الكربون والهيدروجين في الميثان يمكن اعتبارها واحدة من أقوى الروابط الهيدروجينية، فإن استخدامها كمادة وسيطة في صناعة البتروكيماويات محدود.
- في حين أن البحث عن موقع حفر مناسب لكسر الرابطة بين الهيدروكربونات في الميثان والألكانات السفلية الأخرى لا يزال مستمراً.
الهالوجين
- يمكن أن يتفاعل غاز الميثان مع غاز متعدد الهالوجين وفقًا لمعادلته العامة والخاصة.
- ومع ضوء الشمس غير المباشر، يمكن أن يكون التفاعل رد فعل بديل.
غاز الميثان خارج العالم
هناك اعتقاد بأن الميثان قد تم تحديده وموجود في العديد من مناطق النظام الشمسي، ويعتقد البعض أن التعرف على هذا الغاز خلال العمليات غير العضوية التي صاحبت تطور النظام الشمسي هي كما يلي:
- يتكون الغلاف الجوي لكوكب المشتري من حوالي 0.3٪ من الميثان.
- أيضًا المريخ: أحد الكواكب التي تحتوي على حوالي عُشر المليار (bpp).
- زحل: كوكب قد يحتوي غلافه الجوي على 4.0٪ ميثان بما في ذلك: Iapetus و Titan.
- كوكب نبتون بما في ذلك: تريتون.
- وكوكب أورانوس، بما في ذلك: قمر أرييل، وقمر ميراندا، وقمر أوبيرون، وتيتانيا، وقمر أومبرييل، ومذنب هالي، ومذنب هياكوتاكي.
- يمكن أيضًا العثور على آثار الميثان في طبقة رقيقة على القمر.
- هناك أيضًا العديد من الاكتشافات حول وجود غاز الميثان في السحب الموجودة بين النجوم.
استخدام غاز الميثان
هناك العديد من الاستخدامات للميثان ومنها:
- طاقة مجدية اقتصاديًا حيث يمكن أن تشمل مناجم الفحم وأنظمة النفط والغاز ومدافن النفايات وروث الحيوانات.
- مناجم الفحم: يمكن استخدام الميثان لتقليل مخاطر الانفجار، ويمكن إزالة الميثان من المناجم تحت الأرض قبل وأثناء وبعد التعدين.
- هناك أيضًا استخدامات أخرى متاحة للميثان قابلة للتطبيق في مناجم الفحم في نفس الوقت.
- هم: حقن CMM في خطوط توزيع الغاز الطبيعي أو استخدامه لتوليد الكهرباء أو كوقود للمركبات أو السيارات.
- مناطق دفن النفايات: يمكن استخدام هذه التقنية لتقليل انبعاثات الميثان من مدافن النفايات، والتي قد تشمل جمع أو حرق أو إعادة استخدام الغاز الناتج عن مدافن النفايات.
- تركز تقنية استخدام غاز المكب أيضًا على توليد الطاقة الكهربائية والاستخدام المباشر للغاز، ويمكن توليد الكهرباء عن طريق توزيع غاز الميثان المُجمَّع عبر شبكات خطوط الأنابيب كما لو كان وقودًا للسيارات أو وقودًا للطائرات.