المخاطر المهنية التي يسببها غاز الميثان

مقدمة حول المخاطر المهنية المرتبطة بغاز الميثان:

يعتبر خطر الميثان حالياً من أعلى المخاطر الطبيعية في مناجم الفحم الصلب في العالم، كما يتم التعبير عن المنطق وراء هذا الرأي في الآراء والمنشورات، وخاصة تلك التي تقدم بيانات كمية ونوعية والتغيرات الفنية والتنظيمية والاقتصادية التي أثرت بشكل كبير على ظروف استخراج التعدين في اللحامات الحاملة للميثان.

ازدادت مخاطر الاشتعال وانفجار غاز الميثان على البيئة بطريقة معينة، وذلك على الرغم من حقيقة أن طرق الوقاية التي تم إجراؤها من أجل مكافحة مخاطر غاز الميثان قد أدت إلى تقليل عدد المواقف والحوادث الخطرة في السنوات الأخيرة، ومع ذلك، لا يمكن اعتبار النتائج التي تم الحصول عليها مرضية، لا سيما بسبب زيادة تشبع التماس بالميثان الذي يزداد مع زيادة عمق الاستغلال، والذي يحمل في ظروف زيادة تركيز الاستخراج مخاطر مترابطة على الأشخاص والممتلكات.

تعتبر الحوادث الجماعية التي تسببها الأخطار الطبيعية شديدة بشكل خاص، كذلك تحليل التغيرات التي تحدث على مستويات مختلفة من الدراسة النظرية وعلاقتها بوصف مخاطر الميثان، وتنوع الآراء والأفكار حول مسار الظواهر الديناميكية للغاز والظواهر الجيوديناميكية للغاز التي تحدث نتيجة لأنشطة التعدين.

كما يمكن أن يلاحظ، وهذا ينطبق على العديد من جوانب المشكلة مثل استقرار الظواهر، وإمكانية القياس الدقيق، وإمكانية التنبؤ بآثار حدوث الخطر والعديد من الظروف الأخرى.

تعتبر المناهج البحثية السائدة في مخاطر الميثان هي الميكانيكية والاختزال، وتستخدم لسنوات عديدة في وصف وشرح العمليات والظواهر التي تحدث في كتلة الصخور والمناطق المحيطة بها والأعمال التي تشكل مكان عمل عمال المناجم.

كما ينطبق هذا بشكل خاص على الأساليب والنماذج الكمية القائمة على النظريات الفيزيائية والميكانيكية والديناميكية الحرارية الكلاسيكية، وذلك مع عدم التقليل من أولوية دورهم العلمي والأهمية العملية أيضاً، كما يجب أيضاً مراعاة الأساليب الاستدلالية الموضحة في هذه الورقة كأدوات جديدة ومهمة بحيث تعزز فهمنا لأسباب تدفق غاز الميثان وظواهر الغاز الديناميكي، وعلى وجه الخصوص من آثارها المحتملة.

كما إن التنبؤ بالآثار المستندة إلى العلم هو الهدف الأساسي لنظام التقييم جنباً إلى جنب مع الحد من مخاطر غاز الميثان، وهذا يتبع مباشرة من تعريف المخاطر المهنية.

المخاطر الصحية لغاز الميثان:

الميثان غير سام ولا يسبب أي خطر عند استنشاقه بكميات محدودة؛ ومع ذلك، إذا تم السماح لكميات كبيرة من الغاز الطبيعي أو الميثان بإزاحة الهواء، فقد يؤدي نقص الأكسجين إلى الاختناق، كما يمكن أن يكون الميثان قابلاً للاشتعال عند مزجه مع الهواء بين تركيزات معينة (4.5 في المائة إلى 15 في المائة) وحيث يوجد مصدر اشتعال.

تقوم (SoCalGas) مثلاً بتنفيذ برامج أمان شاملة لمنع تسرب الغاز الطبيعي من نظامها؛ وكإجراء احترازي للصحة والسلامة، يضيف رائحة مميزة للغاز الطبيعي حتى يتمكن معظم الناس من ملاحظة وجوده بسهولة، بحيث إذا تم استنشاق رائحة غاز طبيعي، أو سماع صوت هسهسة الغاز المتسرب أو رؤية علامات أخرى للتسرب.

يجب البقاء بشكل هادئ وعدم التدخين، أو اضاءة عود ثقاب أو شمعة أو لهب آخر، كذلك عدم اشعال الأجهزة الكهربائية أو الأنوار أو تطفئها أو تشغيل الآلات أو استخدام أي جهاز يمكن أن يسبب شرارة.

يتوفر القليل من المعلومات حول سمية غاز الميثان، وكما يبدو أن التأثيرات السامة للميثان، والتي تعتبر خاملة بيولوجياً، تكون مرتبطة بالحرمان من الأكسجين الذي يحدث عندما يكون الألكان البسيط موجوداً في الهواء بتركيز عالٍ، صرح هانتر (1978م) أن عمال المناجم يقومون بإخلاء حفر الفحم عندما يصل تركيز غاز الميثان في الهواء إلى 2.5٪ من حيث الحجم؛ كما أنه ليس من الواضح ما إذا كان الإخلاء ناتجاً عن تهديد خطر على الصحة أو بسبب خطر الانفجار.

كما أيد تقرير صادر عن بنينجتون وفويرست، أن الخمول البيولوجي للميثان، ومن خلال تجربة تعريض معلقات كريات الدم الحمراء في الحيوانات لمدة 18 ساعة للميثان عن طريق الفقاعات من خلال المعلقات بمعدل 150 مل / دقيقة.

كان لهذا التعرض تأثير ضئيل أو معدوم على لون أو شكل الخلايا الحمراء، أو على الرقم الهيدروجيني للوسط أو حتى محتوى (ATP) للخلايا أو على نمط الرحلان الكهربائي وأطياف امتصاص الأشعة فوق البنفسجية المرئية (UV / VIS) للهيموجلوبين الذي تم الحصول عليه من الخلايا المكشوفة.

ومع ذلك، قدم فورني وهارجر (1972م) دليلاً على أن الميثان له خصائص مخدرة خفيفة لا يمكن تفسيرها بنقص الأكسجين وحده، وعلى الرغم من أن هذا النقص يبدو أنه العامل الأكثر أهمية، بعد ذلك بفترة فقد مات اثنان من ستة فئران تعرضت لـ 70٪ من الميثان في الهواء خلال 18 دقيقة.

في حين أن الفئران المعرضة ل 70٪ من النيتروجين في الهواء، وقد أظهرت الحيوانات التي تعرضت لـ 50-90٪ من الميثان في الأكسجين اكتئاباً خفيفاً وانخفاضاً ملحوظاً في الحركة، ولكن بدون ترنح يذكر، كما يكون التأثير السام للميثان أكبر بكثير من تأثير النيتروجين عندما يكون الأكسجين المتاح منخفضاً، لكن الميثان له تأثير ضئيل عندما يكون الأكسجين متاحاً بسهولة.

يبدو أنه لا ينبغي مناقشة سمية الميثان وحدها، ولكن فيما يتعلق بالضغط الجزئي للأكسجين في الغلاف الجوي المعني، فقد أظهر كاربنتر (1954م) تأثيراً مخدراً للميثان تحت ظروف الضغط العالي في الفئران؛ كما تبين أن 50٪ من مجموعة الفئران التي تعرضت لـ 2.9 ضغط جوي من الميثان لم تظهر عليها تشنجات استجابةً للعلاج بالصدمات الكهربائية.

طرق الحد من انبعاثات غاز الميثان:

مدافن النفايات:

في صيف عام 2014م، اقترحت وكالة حماية البيئة (EPA) معايير محدثة لتقليل غاز الميثان من مدافن النفايات الجديدة، وكذلك التعليق العام حول ما إذا كان سيتم تحديث معايير مدافن النفايات الحالية، وخاصةً من خلال برنامج التوعية من (LandfillMethane Outreach).

حيث عملت وكالة حماية البيئة (EPA) على تقليل انبعاثات الميثان بشكل أكبر من خلال البرامج الطوعية، وذلك بالشراكة مع الصناعة والولاية والقادة المحليين، حيث يضع الكثير منهم نفايات الميثان لاستخدامها في تشغيل مجتمعاتهم.

مناجم الفحم:

في أبريل من عام 2014م، أصدر مكتب إدارة الأراضي التابع لوزارة الداخلية الأمريكية (BLM) إشعاراً متقدماً لوضع القواعد المقترحة (ANPRM) لجمع المدخلات العامة حول تطوير برنامج لالتقاط وبيع غاز الميثان المنجم عن نفايات أو التخلص منه على الأراضي المؤجرة من قبل الحكومة الاتحادية.

وبالإضافة إلى ذلك، ستواصل وكالة حماية البيئة الشراكة مع الصناعة من خلال برنامجها التطوعي لتقليل الحواجز المؤسسية والتقنية والتنظيمية والمالية لاستعادة غاز الميثان المفيد واستخدامه في مناجم الفحم.