اضرار غاز الميثان على البيئة
اضرار غاز الميثان على البيئة يعد غاز هو عبارة عن مركب من المركبات الكيميائية التي تعتبر من أبسط الهيدروكربونات، وهو غاز يكون له صيغة كيميائية 4HC, حيث الميثان النقي الذي لا يوجد له رائحة.
أما عندما يتم إستخدامه بشكل تجاري فإنه قد يتم مزجه بكميات قليلة جدا من مركبات الكبريت ذات الرائحة المميزة، مثل إيثيل مركبتان، كما يمكن تتبع أثار الميثان وذلك عند حدوث تسريب.
محتويات المقال
مم يتكون غاز الميثان؟
- يعتبر غاز الميثان هو إحدى مكونات الغاز الطبيعي وهو من أحد أنواع الوقود الهامة جدا.
- وعندما يتم حرق جزء واحد فقط من غاز الميثان في وجود الأكسجين.
- فذلك قد يتسبب في إنتاج جزء من ثاني أكسيد الكربون 2OC, وجزئين من الماء O2H.
- يعتبر غاز الميثان أيضا هي إحدى غازات الإنحباس الحراري.
- والذي يكون لديه القدرة على القيام بتسخين الجو بحوالي خمسة وعشرين مرة، ويكون تأثيره أشد من غاز ثاني أكسيد الكربون.
المصادر الطبيعية لغاز الميثان
قد يستخرج غاز الميثان من خلال الرواسب الجيولوجية بحيث أنها تكون مصاحبة لأنواع مختلفة من الوقود الهيدروكربوني الأخرى، كما أنه يمكن الحصول على هذا الغاز من خلال هذه المصادر الطبيعية مثل:
- من خلال تحلل المخلفات العضوية.
- أيضا من خلال المصادر الطبيعية مثل: المستنقعات حوالي ثلاثة وعشرين في المائة.
- وقود حفريات حوالي عشرين في المائة.
- عن طريق أيضا عملية الهضم في الحيوانات الماشية وذلك بنسبة سبعة عشر في المائة.
- كما يتم استخراج غاز الميثان من خلال قاع البحر، حيث توجد كميات كبيرة جدا وضخمة من الغاز الطبيعي المتجمد تحت قاع البحر.
- فقد يقدر العديد من الخبراء أن الاحتياطي من هيدرات الميثان الذي يكون موجودا تحت قاع المحيطات وبحار العالم.
- الذي قد يبلغ حوالي ثلاثة آلاف غيغا طن، أي ما يعادل حوالي ثلاث مليارات كيلو غرام.
- كما أنه قد يعادل ضعف الإحتياطات للطاقة التي تكون متوفرة في كافة المصادر التقليدية للطاقة، مثل الفحم والنفط، والغاز الطبيعي.
- لهذا فقد تتجه أغلب الدول مثل دول الصين، واليابان، وكوريا الجنوبية، والهند، والبرازيل، والولايات المتحدة.
- ويكون هذا عند القيام باستخراج هيدرات الميثان من أعماق البحار وذلك لسد الاحتياجات من الطاقة.
- أيضا من المصادر الطبيعية لاستخراج غاز الميثان، هو البكتيريا التي تتواجد خلال زراعة الأرز.
- أيضا عند القيام بتسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا.
- فحوالي ستين بالمائة من الانبعاثات التي قد يتم إنتاجها غاز الميثان، والتي تكون ناتجة من خلال الأنشطة البشرية.
- وخاصة الأنشطة الزراعية وذلك خلال المائتين عام في السابق.
- حيث أنه قد تم مضاعفة تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي وذلك من 8.0 إلى 6.1 جزء في المليون.
- حيث أن الميثان قد يتم تصنيفه على أنه كتلة حيوية، كما أنه من الممكن أن يتم إنتاجه من الحرق اللاهوائي لبعض هذه المواد العضوية.
المصادر الصناعية لغاز الميثان
من الممكن العمل على تصنيع غاز الميثان والقيام باستخدامه بشكل صناعي، وذلك من خلال التفاعلات الكيميائية مثل: تفاعل ساباتيه reitabaS noitcaer, أو عملية فيشرتروبش hcsporT-rehcsiF ssecorP.
- وبالرغم من التقديرات التي جاءت من خلال أحد المصادر، فإن غاز الميثان الذي يكون موجودا في شكل رسوبي في المحيط، فإنه قد يتم تقديره بحوالي عشرة آلاف مليار طن.
- وقد تم إقتراح العديد من النظريات التي تقول، أن تلك هذه الكميات الكبيرة والضخمة من غاز الميثان.
- فمن الممكن أن يتم إطلاقها بشكل فجائي مرة أخرى، وقد ينتج عن هذا إرتفاع كبير في درجات الحرارة.
- يعد أبسط الهيدروكربونات أي غاز الميثان، وهو غاز يكون صيغته الكيميائية 4HC.
- حيث أن غاز الميثان الذي يكون نقي لا يكون له رائحة، ولكن عند إستخدامه بصورة تجارية.
- فإنه سوف يتم خلطه بالقليل من الكبريت ذات الرائحة النفاذة، ويكون أنواع مركباته.
- مثل: مركبات قد تعمل على التمكن من تتبع آثار الميثان وذلك عند حدوث أي نوع من أنواع التسريب.
الإحتراق
- هناك الكثير من الخطوات التي يجب أن تتم عند القيام احتراق غاز الميثان، حيث أن غاز الميثان قد يتحول إلى الجذر ميثيل، وهو الذي قد يتحول إلى الجذر ميثيل أيضا 3HC، وهو الذي قد يتحول إلى فورمالديهايد.
- كما أن الفورمالدهيد من الممكن أن يتحول إلى الجذر فورمال OCH, والذي يكون بدوره أول أكسيد الكربون OC، حيث أن هذه العملية قد يتم إطلاقها على التحلل الحراري التأكسدي.
- وبعد أن تمت عملية الانحلال الحراري التأكسدي فإنه يتأكسد 2H مشكلا O2H, ويطلق حرارة، وذلك قد يحدث بسرعة كبيرة وفي خلال وقت أقل من ميلي ثانية.
- وفي النهاية قد يتأكسد OC، وذلك ليكون 2OC, وقد ينطلق الكثير من الحرارة، وتلك هذه العملية قد تكون بطيئة جدا، وقد تحتاج هذه الخطوات إلى بعض من الميلي ثواني حتى تكتمل.
تنش3يط الهيدروجين
- حيث أن الرابطة التي ساهمت بشكل قوي بين الكربون والهيدروجين في غاز الميثان، فقد تعد هي واحدة من إحدى أقوى الروابط الهيدروجينية، ولذلك فإن إستخدامها وكأنها بمثابة مادة أولية في العمل على صناعة البتروكيماويات تكون محدودة.
- حيث أنه لا يزال البحث جاري عن عمل يكون لاحفر ومناسب للقيام بتكسير الرابطة بين H- C, وذلك في غاز الميثان والألكانات المنخفضة الأخرى.
الهلجنة
- قد يتفاعل غاز الميثان مع غاز الهالوجينات المتعددة وذلك حسب المعادلة العامة والخاصة به.
- ويكون في ضوء الشمس الغير مباشر قد يكون التفاعل تفاعلا استبدالية.
غاز الميثان خارج الكرة الأرضية
هناك إعتقاد أن غاز الميثان قد تم تحديده وهو يكون متواجدا في مناطق كثيرة ومتعددة في النظام الشمسي، وقد يعتقد البعض أن تكون تحديد هذا الغاز خلال العمليات غير العضوية التي كانت تصاحب تطور النظام الشمسي، وهي التالي:
- كوكب المشتري: وهو الذي يتكون غلافه الجوي على حوالي 0.3% من غاز الميثان.
- أيضا كوكب المريخ: من الكواكب التي تحوي حوالي عشر جزءا من البليون( bpp ).
- كوكب زحل: وهو الكوكب الذي قد يحوي غلافه الجوي على 4.0% من غاز الميثان، ومنها: قمر أيابيتوس، وقمر تيتان.
- كوكب نبتون، ومنها: قمر تريتون.
- وكوكب أورانوس، ومنها: قمر أريل، قمر ميراندا، قمر أوبيرون، قمر تيتانيا، قمر أمبريل، مذنب هالي، مذنب هياكوتاكي.
- كما أنه يوجد أيضا آثار لغاز الميثان وذلك في طبقة رقيقة متواجدة على القمر الذي يكون تابعا للأرض.
- كما أن هناك الكثير من الإكتشافات حول وجود الميثان في السحابات التي تكون موجودة بين النجوم.
إستخدام غاز الميثان
هناك الكثير من الإستخدامات التي يدخل فيها غاز الميثان منها:
- طاقة مجدية بصورة اقتصادية، حيث أنها قد تحتوي على مناجم الفحم الحجري، وأنظمة الزيت والغاز، ومواقع ردم النفايات، وسماد الحيوانات.
- مناجم الفحم: قد يتم إستخدام غاز الميثان وذلك للعمل على تخفيض مخاطر الإنفجارات، وقد يتم إزالة غاز الميثان من المناجم التي تكون موجودة تحت الأرض، وذلك قبل وخلال، وبعد التعدين.
- وأيضا توجد هناك إستخدامات متاحة أخرى لغاز الميثان وتكون في نفس الوقت مربحة من مناجم الفحم.
- وهي: حقن غاز المناجم في شبكات أنابيب توزيع الغاز الطبيعي، أو إستخدامه لتوليد الطاقة الكهربائية، أو أنه كوقود للمركبات أو السيارة.
- مناطق ردميات النفايات: وهذه الطريقة قد تحدث لخفض إنبعاثات غاز الميثان وذلك من مواقع طمر النفايات والتي قد تحتوي على جمع وحرق أو إعادة إستخدام الغاز الذي يكون ناتج عن مواقع ردميات النفايات.
- كما تتركز تكنولوجيا إستعمال غاز مناطق الردميات على توليد الطاقة الكهربائية والاستعمال المباشر للغاز، وقد يتم توليد الطاقة الكهربائية عن طريق توزيع غاز الميثان المجمع عبر شبكات الأنابيب، وكأنها وقود المحركات أو التوربينات.