تأثيرات غاز الميثان على البيئة الغاز مركب من مركبات كيميائية وهو من أبسط الهيدروكربونات وهو غاز بالصيغة الكيميائية 4HC حيث يكون الميثان نقيًا وعديم الرائحة.
عند استخدامه تجاريًا، يمكن مزجه بكميات صغيرة جدًا من مركبات الكبريت التي لها رائحة مميزة، مثل إيثيل مركابتان، ويمكن اكتشاف آثار الميثان عند حدوث تسرب.
مما يتكون الميثان؟
- الميثان هو أحد مكونات الغاز الطبيعي ومن أهم أنواع الوقود.
- وعند وجود الأكسجين، لا يحترق سوى جزء من غاز الميثان.
- يمكن أن يتسبب هذا في إنتاج جزء واحد من ثاني أكسيد الكربون 2OC وجزئين من الماء O2H.
- الميثان هو أيضا غاز من غازات الدفيئة.
- والتي لها القدرة على تسخين الغلاف الجوي حوالي خمسة وعشرين مرة، وتأثيرها أشد من ثاني أكسيد الكربون.
المصادر الطبيعية للميثان
يمكن استخراج غاز الميثان من خلال الترسبات الجيولوجية ليرتبط بأنواع مختلفة من الوقود الهيدروكربوني، ويمكن الحصول على هذا الغاز أيضًا من خلال مصادر طبيعية مثل:
- من خلال تحلل النفايات العضوية.
- أيضا من خلال المصادر الطبيعية مثل المستنقعات حوالي ثلاثة وعشرين بالمائة.
- يشكل الوقود الأحفوري حوالي عشرين بالمائة.
- أيضا من خلال عملية الهضم الحيواني وسبعة عشر بالمائة.
- يُستخرج الميثان أيضًا من قاع البحر، نظرًا لوجود كمية 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.
- والتي يمكن أن تكون حوالي ثلاثة آلاف جيجا طن أي ما يعادل حوالي ثلاثة مليارات كيلوجرام.
- كما يمكن أن يعادل ضعف احتياطيات الطاقة الموجودة في جميع مصادر الطاقة التقليدية مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
- يمكن لمعظم الدول مثل الصين واليابان وكوريا الجنوبية والهند والبرازيل والولايات المتحدة التقدم بطلب للحصول عليها.
- هذا عندما يتم استخراج هيدرات الميثان من أعماق البحار لتلبية احتياجات الطاقة.
- مصدر طبيعي آخر لإنتاج 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، الذي تسببه الأنشطة البشرية.
- خاصة الأنشطة الزراعية خلال المائتي عام الماضية.
- وفي الوقت نفسه، تضاعف تركيز الميثان في الغلاف الجوي من 8.0 إلى 6.1 جزء في المليون.
- نظرًا لأنه يمكن تصنيف الميثان على أنه كتلة حيوية، فقد يأتي أيضًا من الاحتراق اللاهوائي لهذه المواد العضوية.
المصادر الصناعية للميثان
من الممكن العمل على إنتاج الميثان واستخدامه الصناعي من خلال التفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ReitabaS noitcaer أو عملية hcsporT-rehcsiF ssecorP.
- على الرغم من التقديرات المستمدة من مصدر واحد، وهو ميثان المحيطات، يمكن تقديره بحوالي عشرة آلاف مليار طن.
- تم اقتراح العديد من النظريات التي تقول هذه الكميات الكبيرة والهائلة من غاز الميثان.
- يمكن إطلاقه فجأة مرة أخرى، وهذا يمكن أن يسبب زيادة كبيرة في درجة الحرارة.
- أبسط هيدروكربون هو الميثان، وهو غاز له الصيغة الكيميائية 4HC.
- لأن الميثان النقي ليس له رائحة الا في حالة الاستعمال التجاري.
- سوف يختلط مع قليل من الكبريت ومركباته برائحة نفاذة.
- على سبيل المثال، المركبات التي يمكن أن تعمل على تتبع آثار الميثان في أي نوع من الانسكابات.
الإحتراق
- هناك العديد من الخطوات التي يجب القيام بها عند حرق الميثان لأن الميثان يمكن تحويله إلى جذري الميثيل، والذي يمكن أيضًا تحويله إلى جذر ميثيل 3HC، والذي يمكن تحويله إلى الفورمالديهايد.
- أيضا، يمكن 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، تتأكسد 2H لتكوين O2H وتطلق الحرارة، ويمكن أن يحدث هذا بسرعة كبيرة وفي أقل من جزء من الثانية.
- في النهاية يمكن أن يتأكسد OC ليشكل 2OC ويمكن إطلاق الكثير من الحرارة ويمكن أن تكون هذه العملية بطيئة جدًا ويمكن أن تستغرق هذه الخطوات عدة أجزاء من الثانية.
تنشيط الهيدروجين
- بسبب الرابطة التي تفضل الميثان بشكل كبير بين الكربون والهيدروجين، يمكن اعتباره أحد أقوى الروابط الهيدروجينية، لذا فإن استخدامه كمواد خام في صناعة البتروكيماويات محدود.
- وفي الوقت نفسه، لا يزال البحث جاريًا عن عملية حفر مناسبة لكسر الرابطة بين HC والميثان والألكانات السفلية الأخرى.
الهالوجين
- يمكن أن يتفاعل غاز الميثان مع غاز متعدد الهالوجين وفقًا لمعادلته العامة والخاصة.
- وفي ضوء الشمس غير المباشر، يمكن أن يكون التفاعل رد فعل بديل.
غاز الميثان خارج الأرض
يُعتقد أن الميثان قد تم اكتشافه وموجود في العديد والعديد من مناطق النظام الشمسي، وقد يقترح البعض تحديد هذا الغاز أثناء العمليات غير العضوية المصاحبة لتطور النظام الشمسي، وهي:
- كوكب المشتري. غلافه الجوي حوالي 0.3٪ ميثان.
- أيضا المريخ. أحد الكواكب التي تحتوي على حوالي عُشر المليار (bpp).
- زحل: كوكب به غلاف جوي قد يحتوي 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.
- هناك أيضًا آثار للميثان في طبقة رقيقة على قمر الأرض.
- هناك أيضًا العديد من الاكتشافات حول وجود الميثان في السحب البينجمية.
استخدام غاز الميثان
للميثان استخدامات عديدة منها:
- طاقة مجدية اقتصاديًا لأنها يمكن أن تحتوي على مناجم الفحم وأنظمة النفط والغاز ومدافن النفايات وروث الحيوانات.
- مناجم الفحم. يمكن استخدام الميثان لتقليل مخاطر الانفجارات، ويمكن إزالة الميثان من المناجم تحت الأرض قبل وأثناء وبعد التعدين.
- هناك استخدامات أخرى متاحة للميثان والتي تدر أرباحًا أيضًا من مناجم الفحم.
- هم انهم: حقن غاز التعدين في أنابيب توزيع الغاز الطبيعي أو استخدامه لتوليد الطاقة الكهربائية أو كوقود للمركبات أو الآلات.
- مقالب القمامة. يمكن استخدام هذه الطريقة لتقليل انبعاثات الميثان من مدافن النفايات، والتي قد تتضمن جمع أو حرق أو إعادة استخدام غاز المكب.
- تركز تقنية استخدام غاز المكب أيضًا على توليد الكهرباء والاستخدام المباشر للغاز. يمكن توليد الكهرباء عن طريق توزيع غاز الميثان المُجمع عبر شبكات خطوط الأنابيب كما لو كان وقودًا للمحرك أو التوربينات.