الهندسةهندسة المياه والبيئة

غاز الميثان وأثره على البيئة

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو غاز الميثان؟
  • ما هي استخدامات غاز الميثان؟
  • ما هي آثار غاز الميثان على البيئة؟

ما هو غاز الميثان؟

هو من الغازات الدفيئة القوية المنبعثة من الأنشطة البشرية مثل التسرب من أنظمة الغاز الطبيعي وتربية الماشية وكذلك من المصادر الطبيعية مثل الأراضي الرطبة، حيث أن له تأثير مباشر على المناخ، ولكن له أيضًا عدد من التأثيرات غير المباشرة على صحة الإنسان، وغلات المحاصيل ونوعية وإنتاجية الغطاء النباتي من خلال دوره كمقدمة مهمة لتشكيل أوزون التروبوسفير.


والميثان هو ملوث مناخي قصير العمر ويبلغ عمر الغلاف الجوي حوالي 12 عامًا، في حين أن عمرها في الغلاف الجوي أقصر بكثير من ثاني أكسيد الكربون (CO2) إلا أنها أكثر كفاءة في حبس الإشعاع، على سبيل المثال لكل وحدة كتلة يكون تأثير الميثان على تغير المناخ على مدى 20 عامًا أكبر 84 مرة من ثاني أكسيد الكربون.


تزايدت تركيزات غاز الميثان في الغلاف الجوي نتيجة للأنشطة البشرية المتعلقة بالزراعة، بما في ذلك زراعة الأرز وتربية الحيوانات المجترة واستخراج الفحم وإنتاج وتوزيع النفط والغاز وحرق الكتلة الحيوية وطمر النفايات البلدية. من المتوقع أن تستمر الانبعاثات في الزيادة بحلول عام 2030 ما لم يتم اتخاذ إجراءات فورية.


في الزراعة يمكن أن يؤدي التنفيذ السريع والواسع النطاق لاستراتيجيات تغذية الماشية المحسنة إلى تقليل 20٪ من انبعاثات غاز الميثان العالمية بحلول عام 2030، في حين أن التنفيذ الكامل للتهوية المتقطعة لحقول الأرز المغمورة باستمرار (المعروفة باسم زراعة الترطيب والتجفيف البديل) يمكن أن تقلل من الانبعاثات من الأرز بنسبة تزيد عن 30٪.


يمكن تقليل الانبعاثات الناتجة عن تعدين الفحم وقطاع النفط والغاز بنسبة تزيد عن 65٪ عن طريق منع تسرب الغاز أثناء النقل والتوزيع واستعادة الغاز واستخدامه في مرحلة الإنتاج ومن خلال إزالة غاز الميثان واستعادته قبل التعدين أثناء تعدين الفحم.

ما هي استخدامات غاز الميثان؟

  • يستخدم في الطبخ: الميثان مادة هيدروكربونية وهي أخف من الهواء، لذلك فهي تنتج طاقة أكبر لكل وحدة وزن مقارنة بالنفط والفحم، كما أنه مفضل للطهي لأنه لا يحتوي على أي رائحة ولا يترك السخام على أواني الطهي.

  • يستخدم لتوفير الإضاءة: يمكن تسخير غاز الميثان لتوليد الكهرباء للمنازل والمكاتب والصناعات.

  • يستخدم في إنتاج المركبات الأخرى: غاز الميثان ضروري لتكوين الميثانول (كحول الميثيل)، وهو مكون رئيسي للكحول، كما أنه مهم في التصنيع الاصطناعي للهيدروجين لاستخدامه في الصناعات المختلفة.


    حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض الأكثر شيوعًا المستخدمة في المختبرات ويتم تصنيعه باستخدام غاز الميثان كمكون، ويُعرف أيضًا باسم الكلوروفورم ويستخدم على نطاق واسع كمذيب ومخدر.

  • يستخدم لتشغيل الآلات الصناعية: يستخدم غاز الميثان لتشغيل المحركات والتوربينات في المصانع، كما أنها تستخدم لتوفير الطاقة لأغراض الإضاءة.

  • يستخدم لإنتاج أسود الكربون: يمكن حرق غاز الميثان بشكل غير كامل مما يؤدي إلى ترسبات الكربون غير العادية، حيث تُعرف هذه الرواسب باسم الكربون الأسود وتستخدم لتقوية المطاط المستخدم في صناعة إطارات السيارات، ويستخدم أسود الكربون نفسه في صناعة الدهانات وحبر الطباعة.

  • مكون الأسمدة: مع إضافة الهيدروجين يتم استخدام غاز الميثان لتصنيع الأمونيا، وهو مركب رئيسي في صناعة الأسمدة.

  • يستخدم كوقود للصواريخ: تترجم حالة غاز الميثان الغازية إلى رواسب كربونية أقل عند الاحتراق مما يجعلها مثالية لوقود الصواريخ، كما أنه لا يترك أي بقايا. تنبعث أنواع أخرى من الوقود مثل الكيروسين الكثير من الكربون مما يجعل غرفة احتراق الصاروخ معيبة.

ما هي آثار غاز الميثان على البيئة؟

  • الانفجارات: بشكل عام فإن خليط الميثان والهواء شديد الانفجار بطبيعته، وحوالي 20٪ من الهواء عبارة عن أكسجين ويصبح شديد التفاعل عندما يتلامس مع الميثان، حيث كانت هناك حالات انفجارات خاصة في مناجم الفحم حيث تنهار المناجم لمجرد التفاعل بين غاز الميثان في المنجم والأكسجين في الهواء.


    كما شوهدت انفجارات في مدافن النفايات، حيث تم ضغط النفايات العضوية ويتم إطلاق غاز الميثان بكميات كبيرة، كما أنه تم الإبلاغ عن تفاعل عفوي مع الهواء حول المكب والذي قد يؤدي إلى اندلاع حريق.

  • تأثير الاحتباس الحراري: غاز الميثان بمفرده لا يضر بالبيئة أو الحياة، ومع ذلك مع زيادة تركيز الغاز إلى جانب وجود ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء هناك امتصاص هائل وحبس للحرارة في الغلاف الجوي مما يضر بالبيئة، ويطلق على النتيجة مثل تأثير غازات الدفيئة المرتبطة بتغير المناخ والاحتباس الحراري.

  • الحروق: يمكن أن يسبب غاز الميثان حروقًا كلما لامس الجلد.

  • المرض: تنبعث من المحركات الهيدروكربونات والأبخرة بسبب احتراق غاز الميثان والتي يمكن أن تكون خطرة بمجرد استنشاقها في الجسم، من ناحية أخرى يمكن أن يؤدي التعرض لمستويات عالية من الميثان إلى الصداع والقيء والغثيان وفقدان الوعي.

  • الاختناق: في تركيزات عالية وفي مكان مغلق يمكن للغاز أن يتفاعل مع كل الأكسجين الموجود ويخلص المنطقة من كل الأكسجين مما يؤدي إلى الاختناق.

  • التأثيرات المناخية: يعتبر الميثان بشكل عام من حيث أهميته لتغير المناخ بإنه سيء جداً، حيث يمكن أن يؤثر وجود الميثان في الغلاف الجوي أيضًا على وفرة غازات الدفيئة الأخرى مثل الأوزون التروبوسفيري وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

  • الآثار الصحية: الميثان هو غاز سلائف رئيسي لملوث الهواء الضار، على الصعيد العالمي تعد انبعاثات الميثان المتزايدة مسؤولة عن نصف الارتفاع الملحوظ في مستويات الأوزون التروبوسفير، في حين أن الميثان لا يسبب ضررًا مباشرًا لصحة الإنسان أو إنتاج المحاصيل فإن الأوزون مسؤول عن حوالي مليون حالة وفاة مبكرة في الجهاز التنفسي على مستوى العالم.

المصدر
كتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمانكتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005كتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العودات

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى