Metanul (CH4) este un gaz incolor și inodor utilizat în mod obișnuit ca și combustibil – principala componentă a gazului natural. Este o hidrocarbură și, prin urmare, de natură organică. Este, de asemenea, unul dintre gazele provenite din carbon care joacă un rol major în efectul de seră. După cum susține Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (EPA), 10% din emisiile de gaze cu efect de seră provin din utilizarea gazului metan. Gazul este mai ușor decât aerul și nu poate fi decât sub formă gazoasă.
Este o formă de combustibil fosil care se găsește în mod natural sub suprafața pământului ca produs final al descompunerii anaerobe de către metanogeni, unde se găsește împreună cu alți combustibili fosili, cum ar fi cărbunele și petrolul. Gazul metan poate fi, de asemenea, produs în laborator prin încălzirea unui amestec de etanoat de sodiu și sodă-calcaroasă.
Datorită calității și cantității sale de hidrocarburi, este un gaz foarte inflamabil. Arde ușor în aer cu o flacără palidă și neluminoasă, reacționând cu oxigenul pentru a degaja dioxid de carbon, vapori de apă și multă căldură. Acest articol încearcă să evidențieze sursele, utilizările și efectele gazului metan.
- Sursele de gaz metan
- Combustibili fosili
- Pământuri umede
- Termite
- Oceane
- Compostarea
- Creșterea animalelor
- Deșeuri animale
- Descompunere anaerobă
- Managementul deșeurilor
- Exploatarea cărbunelui
- Câmpuri de orez
- Arderea combustibilului lemnos
- Arderea biomasei
- Biocombustibili
- Depozite de deșeuri și deșeuri
- Utilizări ale gazului metan
- Utilizat la gătit
- Utilizări rezidențiale
- Utilizat pentru a asigura iluminatul
- Utilizat în producerea altor compuși
- Utilizat pentru a face să funcționeze utilajele industriale
- Utilizat pentru a produce negru de fum
- Este un ingredient pentru îngrășăminte
- Utilizat ca și combustibil pentru rachete
- Efectele gazului metan asupra mediului nostru
- Explozii
- Efectul de seră
- Arderi
- Sufocare
- Bolnăvire
- Schimbări climatice
Sursele de gaz metan
Combustibili fosili
Combustibilul fosil este de departe cea mai mare sursă de energie din lume – folosit pentru a acționa motoarele din mașini, turbine și alte utilaje. Combustibilii fosili sunt extrași din materie organică descompusă, care s-a descompus de-a lungul a milioane de ani sub o căldură intensă care a dus la dezintegrarea materiei în combustibil.
Ca urmare, este alcătuit în principal din carbon, o sursă majoră de gaz metan. Gazul metan se găsește în mod natural sub suprafața Pământului și, deoarece este sub formă gazoasă, nu este ușor de captat sau extras. Este generat din celelalte hidrocarburi în stare lichidă și solidă, cum ar fi petrolul și, respectiv, cărbunele.
Pământuri umede
Pământurile umede artificiale, cum ar fi barajele și iazurile, pot influența prezența gazului metan. Aproximativ 30% din emisiile de metan sunt produse de zonele umede, inclusiv iazuri, lacuri și râuri. Este obișnuit să se constate că astfel de zone au fost curățate de vegetație pentru a fi recuperate pentru construcții. După aceea, materia organică moartă continuă să se descompună la baza acestor structuri, ceea ce duce la producerea de gaz metan în apă.
Prezența apei și lipsa de aer proaspăt în aer liber accelerează procesul de putrefacție a materiei organice moarte. Acest proces de descompunere este cel care duce la generarea de gaz metan la baza zonei umede. Zonele umede naturale au același efect.
Termite
Termitele sunt o sursă naturală semnificativă de metan. Fiecare termită produce zilnic cantități mici de metan. Dar când se înmulțește cu populația mondială de termite, emisiile lor se adună, creând un total de 23 de milioane de tone de metan pe an.
În timpul procesului normal de digestie al unei termite, se produce metan. Termitele mănâncă celuloză, dar se bazează pe microorganismele din intestinul lor pentru a o digera. Aceste microorganisme produc metan în timpul procesului, ceea ce reprezintă 12% din emisiile naturale de metan.
Oceane
O altă sursă naturală semnificativă de metan sunt oceanele. Microbii producători de metan care trăiesc în ocean creează aceste emisii. Acest lucru creează 10% din emisiile naturale de metan. La nivel global, oceanele creează 19 milioane de tone de metan pe an.
Emisiile oceanice de metan se produc adesea în straturile sedimentare mai profunde din zonele de coastă productive. Acest lucru reprezintă 75% din emisiile de metan din oceane. Metanul creat de acești microbi se amestecă cu apa din jur. După o anumită perioadă de timp, acesta este emis în atmosferă de la suprafața oceanului.
Compostarea
Unul dintre cele mai recomandate moduri de eliminare a deșeurilor este compostarea, în special pentru deșeurile organice. Compostarea presupune stratificarea diferitelor tipuri de materie organică pentru a recicla deșeurile înapoi în pământ într-un mod sigur și prietenos.
Consecvent, amestecul de materie organică moartă duce la producerea de gaz metan în atmosferă. Cu toate acestea, compostarea eliberează cantități mici de gaz în comparație cu alte surse de gaz și, prin urmare, nu reprezintă un pericol.
Creșterea animalelor
Creșterea animalelor creează 90 de milioane de tone de metan pe an.Deoarece oamenii cresc animale rumegătoare precum vacile, oile și caprele pentru hrană, fermentația enterică la aceste animale de fermă creează 27% din emisiile umane de metan.
În timpul procesului lor normal de digestie, acestea creează cantități mari de metan. Fermentația enterică are loc din cauza microorganismelor din stomacul acestor animale. Aceasta creează metan ca produs secundar care este fie expirat de către animal, fie eliberat prin intermediul flatusului. Acesta este motivul pentru care carnea pe care o consumăm în fiecare zi are un impact uriaș asupra emisiilor totale de metan.
Deșeuri animale
În încercarea de a economisi sursele de energie neregenerabile, globul a încurajat sistemele de producție animală să adopte practica producerii de biogaz pentru a furniza energie ieftină și accesibilă. Producția animală a dus la creșterea acestei surse de energie regenerabilă, deoarece furnizează toate materialele necesare pentru înființarea instalației. Acest lucru a dus la o mai mare eliberare de metan în atmosferă prin fermentarea deșeurilor animale.
Descompunere anaerobă
Gazul metan este produs atunci când există o descompunere bacteriană anaerobă. Aceasta înseamnă că procesul de descompunere a materiei organice nu are nevoie de oxigen, ci mai degrabă de un mediu adecvat pentru ca bacteriile să se dezvolte. Se produce adesea în timpul descompunerii deșeurilor organice în depozitele de deșeuri, al descompunerii materiei organice din apele uzate provenite din surse domestice, municipale și industriale și în timpul gestionării unor cantități mari de gunoi de grajd prin utilizarea unor sisteme mari de tratare a deșeurilor și a rezervoarelor de retenție în creșterea animalelor.
Managementul deșeurilor
Apele uzate brute sunt tratate pentru ca acestea să fie considerate sigure pentru a fi eliberate înapoi în cursurile de apă. În timpul tratării, nămolul este lăsat în urmă ca reziduu și, deoarece nămolul este adesea un amestec de compuși, în special materie organică, bacteriile adecvate fac din acesta casa lor și ajută la descompunerea care duce la producerea de gaz metan.
Exploatarea cărbunelui
Cărbunele este cea mai densă formă de combustibil fosil extras de la suprafața pământului și, din acest motiv, are o stare solidă și ocupă mult spațiu, prinzând astfel gazul metan sub el. Exploatarea cărbunelui duce la eliberarea gazului metan în atmosferă, deoarece acesta nu este ușor de captat.
Câmpuri de orez
Pentru ca orezul să crească, acesta este cultivat în câmpuri căptușite, care sunt inundate cu apă. Prea multă apă epuizează oxigenul prezent în sol și, de asemenea, duce la descompunerea materialelor organice prezente, ceea ce oferă un mediu potrivit pentru producerea de gaz metan. Gazul este eliberat prin difuzie în atmosferă. Câmpurile de orez nedecorticat sunt printre cele mai mari surse de gaz metan eliberat în mediul înconjurător.
Arderea combustibilului lemnos
Utilizarea lemnelor de foc și a cărbunelui de lemn este obișnuită, deoarece este o modalitate ieftină de a genera energie pentru gătit și încălzire. Cu toate acestea, ori de câte ori se utilizează combustibil lemnos, acesta eliberează gaz metan în atmosferă. Incendiile de pădure eliberează, de asemenea, acest gaz în atmosferă.
Arderea biomasei
Biomasa este un material provenit din materie organică vie sau moartă. Arderea biomasei provoacă o cantitate mare de emisii de metan. Incendiile deschise la scară largă efectuate de oameni pentru a distruge deșeurile vegetale și pentru a curăța terenurile pentru agricultură sau alte utilizări creează 11% din emisiile umane de metan. Incendiile naturale de vegetație pot contribui la acest lucru. Dar marea majoritate a arderilor de biomasă sunt cauzate de oameni. Arderea biomasei creează 38 de milioane de tone de metan pe an.
Biocombustibili
Biocombustibilii produc 12 milioane de tone de metan în fiecare an. Orice biomasă utilizată pentru a produce energie pentru uz casnic sau în scopuri casnice contează ca biocombustibil. Se estimează că 80% din biocombustibili sunt folosiți pentru gătit, încălzire și iluminat casnic prin arderea lemnului, a deșeurilor agricole sau a bălegarului de animale. Acesta este cel mai mare contributor la emisiile globale de biocombustibili.
Circa 2,7 miliarde de oameni, aproape jumătate din populația lumii, utilizează zilnic biocombustibili solizi pentru gătit și încălzirea locuințelor. Majoritatea sunt săraci și trăiesc în țările în curs de dezvoltare. Celelalte surse de biocombustibili sunt întreprinderile cu tehnologie redusă, cum ar fi cuptoarele de fabricare a cărămizilor sau țiglelor, restaurantele, vehiculele de transport etc.
Depozite de deșeuri și deșeuri
Depozitele de deșeuri și deșeurile produc 55 de milioane de tone de metan pe an. Depozitele de deșeuri și gropile de gunoi deschise sunt pline de materie organică, cum ar fi resturile alimentare, ziarele, iarba tăiată și frunzele. Pe măsură ce continuăm să aruncăm gunoaie noi peste cele vechi, materia organică din gunoiul nostru rămâne captivă în condiții în care nu există oxigen. Acest lucru oferă condiții excelente pentru ca microbii producători de metan să descompună deșeurile, producând cantități mari de emisii de metan. Chiar și după ce o groapă de gunoi se închide, bacteriile vor continua să descompună deșeurile îngropate și vor continua să emită metan timp de ani de zile.
Utilizări ale gazului metan
Utilizat la gătit
Metanul este o hidrocarbură și este mai ușor decât aerul. Prin urmare, produce mai multă energie pe unitatea de greutate în comparație cu petrolul și cărbunele. De asemenea, este preferat pentru gătit, deoarece nu are miros și nu lasă funingine pe ustensilele de gătit.
Utilizări rezidențiale
Alte utilizări ale metanului sunt pentru a-și încălzi și răci locuințele. Unele locuințe folosesc gazul natural metan pentru a-și încălzi apa. O altă utilizare obișnuită în casă este un șemineu cu gaz natural. Există, de asemenea, uscătoare de rufe pe gaz natural, dar nu sunt foarte comune.
Utilizat pentru a asigura iluminatul
Gazul metan poate fi exploatat pentru a genera energie electrică atât pentru locuințe, cât și pentru birouri și industrii. Printr-un proces numit generare distribuită, metanul din gazul natural poate crea electricitate. Microturbinele (motoare termice) și pilele de combustie pe bază de gaz natural pot produce suficientă energie electrică.
Utilizat în producerea altor compuși
Gazul metan este esențial pentru formarea metanolului (alcool metilic), care este o componentă cheie a alcoolului. Este, de asemenea, important în fabricarea artificială a hidrogenului pentru a fi utilizat în diverse industrii.
Acidul clorhidric, unul dintre cei mai comuni acizi utilizați în laboratoare, este fabricat cu gaz metan ca ingredient. Triclorometanul este un alt compus care necesită gaz metan. Cunoscut și sub numele de cloroform, acesta este utilizat pe scară largă atât ca solvent, cât și ca anestezic.
Utilizat pentru a face să funcționeze utilajele industriale
Metanul, ca formă de gaz natural, este important pentru o varietate de industrii. Este un ingredient comun pentru țesături, plastic, antigel și îngrășăminte. Gazul metan este utilizat pentru a face să funcționeze sau pentru a alimenta motoarele și turbinele din fabrici. Industrii precum cea a celulozei și hârtiei, procesatorii de alimente, rafinăriile de petrol și companiile care lucrează cu piatră, argilă și sticlă, folosesc energia pe care o eliberează. Arderea pe bază de metan ajută întreprinderile să își usuce, dezumidifice, topească și igienizeze produsele. De asemenea, este folosită pentru a furniza energie în scopuri de iluminat.
Utilizat pentru a produce negru de fum
Gazul metan poate fi ars incomplet, ducând la depuneri neobișnuite de carbon. Aceste depozite sunt cunoscute sub numele de negru de fum și sunt folosite pentru a întări cauciucul care este folosit la fabricarea anvelopelor pentru vehicule. Același negru de fum este folosit la fabricarea vopselelor și a cernelii de tipar.
Este un ingredient pentru îngrășăminte
Cu adaos de hidrogen, gazul metan este folosit la fabricarea amoniacului, care este un compus cheie în fabricarea îngrășămintelor.
Utilizat ca și combustibil pentru rachete
Starea sa gazoasă se traduce prin mai puține depuneri de carbon la ardere, ceea ce îl face ideal pentru combustibilul pentru rachete. De asemenea, nu lasă reziduuri. Alte forme de combustibil, cum ar fi kerosenul, emit mult carbon, ceea ce face camera de combustie a rachetei să fie defectuoasă.
Efectele gazului metan asupra mediului nostru
Explozii
Un amestec de metan și aer este foarte exploziv în natură. Aproximativ 20% din aer este oxigen, iar acesta devine foarte reactiv atunci când intră în contact cu metanul. Au existat cazuri de explozii, în special în minele de cărbune, în care minele s-au prăbușit pur și simplu din cauza reacției dintre gazul metan din mină și oxigenul din aer.
Explozii au fost, de asemenea, observate în depozitele de deșeuri unde deșeurile organice au fost compactate, iar gazul metan este eliberat în cantități mari. A fost raportată o reacție spontană cu aerul din jurul gropii de gunoi care poate duce la izbucnirea unui incendiu.
Efectul de seră
Pe cont propriu, gazul metan nu dăunează mediului sau vieții. Cu toate acestea, într-o concentrație crescută a gazului, cuplată cu prezența dioxidului de carbon și a vaporilor de apă, are loc o absorbție masivă și o captare a căldurii în atmosferă care este dăunătoare pentru mediu. Rezultatul este denumit efectul de seră asociat cu schimbările climatice și încălzirea globală.
Arderi
În forma sa extrem de rece, gazul metan poate provoca arsuri ori de câte ori intră în contact cu pielea și ochii.
Sufocare
În concentrații mari și în spații închise, gazul poate reacționa cu tot oxigenul prezent și poate scăpa zona de tot oxigenul, ducând la sufocare.
Motoarele emit hidrocarburi și vapori datorită arderii gazului metan, care pot fi periculoase odată ce sunt inhalate în organism. Pe de altă parte, expunerea la niveluri ridicate de metan poate duce la dureri de cap, vărsături, greață și pierderea cunoștinței.
Schimbări climatice
După dioxidul de carbon, metanul este responsabil pentru aproximativ 23% din schimbările climatice din secolul al XX-lea, conform NASA. Metanul care este eliberat în atmosferă înainte de a fi ars este dăunător pentru mediu. În comparație cu alte gaze cu efect de seră, durata de viață a metanului în atmosferă este relativ scurtă, dar este mai eficient în captarea căldurii decât aceste alte gaze. Deoarece este capabil să rețină căldura în atmosferă, metanul contribuie la schimbările climatice.
- Autor
- Recent Posts
- Sunt reciclabile mingile de golf? (Și sunt ele biodegradabile?) – 2 martie 2021
- Sunt bețișoarele reciclabile? (Și sunt compostabile sau biodegradabile) – 2 martie 2021
- Este banda Sellotape reciclabilă? (Și sunt compostabile sau biodegradabile?) – 2 martie 2021
