Метан
Периодическая система / Метан
Страница 2

Рис

. 2.

Доли

отдельных

источников

в

общем

потоке

метана

в

атмосферу

Из данных рис.2 видно, что болота, рисовые поля и животные вносят доминирую-щий вклад в образование общего потока в атмосферу. Природа образования мета­на в таких источниках, как болота, озера, рисовые поля, жвачные животные, насекомые, свалки, примерно оди­накова – ферментативная переработка клетчатки.

Интенсивность выделения метана из болот меняется в широких пределах. Эмиссия метана от западносибирских болот, которые являются доста­точно типичным представителем северных болот, оп­ределенная с применением методов газовой хромато­графии, составляет примерно 9 мг метана в ч/м2. В среднем эмиссия метана из сибирских болот может до­стигать 20 Тг/год, что довольно много в сопоставлении с общим потоком метана от болот (50–70 Тг). Нужно сказать, что точность определения эмиссии метана от болот затруднена большим разбросом величин эмиссии при измерении даже на близко расположенных участ­ках. Например, величина эмиссии метана в западно­сибирских болотах колебалась в интервале от 0,1 до 40 мг/( м2⋅ч). Большой поток метана от рисовых полей обусловлен резким ускорением транспорта метана вну­три полостей в стеблях риса, так как диффузия метана происходит в воздушной среде, а не в воде. Поток мета­на с рисовых полей достигает в среднем 2,3 мг/( м2⋅ч).

Количество крупного рогатого скота в мире – около 1,5 млрд голов. Одна корова производит в сутки около 250 л чистого метана. Этого количества метана хватит, чтобы вскипятить 20 л воды. В развитых странах на свалки вывозится примерно 1,8 кг мусора в день в рас­чете на одного человека, в России 0,6 кг соответствен­но. Примерно 10% этой массы может конвертировать­ся в метан. Следовательно, в России производится 60 г метана в сутки в расчете на одного человека.

Шахтный метан возникает в процессе трансформа­ции органических остатков в уголь под влиянием высо­ких давлений и температур. Можно считать, что в глу­бинах земли происходит пиролиз органических веществ. Растительные остатки содержат большое ко­личество лигнина, в структуре которого имеется много метильных групп. В ходе термической переработки происходит освобождение метильных радикалов, кото­рые затем отрывают атом водорода от органических молекул и превращаются в метан. Добыча 1 т угля со­провождается выделением 13 м3 чистого метана.

Аналогичный механизм образования метана на­блюдается и при горении биомассы. Основной источ­ник метана, выделяющегося при горении биомассы, находится в Африке, где широко практикуется сжига­ние соломы при подготовке почвы для нового урожая. Использование дерева для приготовления пищи и отопления дает незначительный вклад. Страны бывшего СССР производят около 5–15% от общего по­тока метана в атмосферу.

Таким образом, роль метана в экологических процессах исключитель­но велика. В настоящее время насущной задачей для многих регионов земного шара, и в том числе для Рос­сии, являются инвентаризация существующих источ­ников метана, выявление и прогнозирование появле­ния новых источников.

В России более детальному исследованию следует подвергнуть те источники метана, мощность которых определена с недостаточной точностью. Прежде всего это болота, и особенно болота Западной Сибири. Важ­ной является проблема образования и транспорта ме­тана в болотах внутри водной фазы. Залежи метангидратов интересны не только с точки зрения воз­действия на климат планеты при их дестабилизации, но и с целью промышленного использования. Рацио­нальное использование отходов, например для получе­ния тепловой энергии, может решить проблему свалоч­ного газа. Еще одна проблема носит экологический характер. В настоящее время трудно сомневаться в том, что происходит постепенное потепление климата, хотя и гораздо меньшими темпами, чем предполагалось ра­нее. Повышение температуры планеты скажется на возрастании потоков метана, так как изменение темпе­ратуры на один градус меняет интенсивность выделе­ния метана в микробиологических процессах (болота, рисовые поля, свалки) примерно на 10%. Потенциаль­но опасный источник метана, который может вклю­читься при повышении температуры, – это гидраты метана. Запасы метангидратов огромны. Повышение температуры вызовет дестабилизацию метангидратов и начнется их распад, что иногда наблюдается и сейчас. В настоящее время оценка мощности потока метана от метангидратов невелика и составляет около 1% от об­щего потока. Увеличение поступления потока метана в атмосферу вызовет дальнейшее ускорение в повыше­нии температуры атмосферы, что будет иметь огром­ные негативные последствия.

Страницы: 1 2 

Смотрите также

Фосфор (Phosphorus), Р
В темной комнате или ночью на улице попробуйте сделать такой простой опыт. Не очень сильно, так, чтобы не загорелась спичка, чиркните ею по спичечной коробке. Вы заметите, что некоторое время на терке ...

Коррозия металлов и методы защиты от неё
...

Теория МОХ
Тема: Расчёты по методу МО ЛКАО. Простой метод Хюккеля для -систем. Углеводороды с сопряжёнными связями. Цель занятия:     Ознакомление с простейшим вариантом метода МО ЛКАО. ...