الميثان

الميثان

الميثان الرمز الكيميائي CH4هو غاز عديم اللون والرائحة يتكون من ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين إنه غاز دفيئة قوي عندما ينبعث ، فإنه يبقى في الغلاف الجوي ويؤثر على مناخ الأرض إنه ثاني أكبر سبب للاحترار العالمي بعد ثاني أكسيد الكربون

زاد البشر من كميته في الغلاف الجوي بنحو 150٪ منذ عام 1750  يعد استخراج الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز والفحم أكبر مصدر لانبعاثات هذا الغاز زاد البشر أيضًا من انبعاثاته من خلال الممارسات الزراعية المكثفة والإنتاج الحيواني والتخلص من النفايات

من أين يأتي ؟

على مدى ملايين السنين ، أصبحت كميات هائلة من المواد العضوية من النباتات والحيوانات  سواء في البحر أو على اليابسة ، محاصرة في الرواسب ويتم ضغطها تدريجياً ودفعها إلى أعماق الأرض يتسبب الضغط والحرارة في حدوث انهيار جزيئي ينتج عنه غاز الميثان الحراري

الميثان الحيوي ، من ناحية أخرى ، يتم إنتاجه بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في بيئات ناقصة الأكسجين (خالية من الأكسجين) والتي تتحلل المواد العضوية في عملية تسمى التخمير ، والتي تنتجه تشمل البيئات قليلة الأكسجين الأراضي الرطبة مثل البحيرات والمستنقعات ومستنقعات الخث تنتج الميكروبات داخل الجهاز الهضمي للحيوانات والبشر أيضًا غاز الميثان الذي يتم إطلاقه عن طريق “تمرير الغاز” والتجشؤ

وفقًا لوكالة ناسا ، فإن حوالي 30 ٪ من انبعاثاته تأتي من الأراضي الرطبة النفط والغاز واستخراج الفحم مسؤولة عن 30٪ أخرى تشكل الزراعة ، وخاصة الثروة الحيوانية  وزراعة الأرز  وإدارة النفايات 20٪. وتأتي نسبة الـ 20٪ المتبقية من مجموعة من المصادر الأصغر ، بما في ذلك المحيط وحرق الكتلة الحيوية والتربة الصقيعية و النمل الأبيض

يشكل الغاز الطبيعي أكبر مصدر من صنع الإنسان لانبعاثات غاز الميثان ، ويتم إطلاقه أثناء استخراج النفط والغاز توجد خزانات النفط والغاز ، التي غالبًا ما تتواجد معًا ، على عمق آلاف الأقدام تحت سطح الأرض يتطلب الوصول إليهم حفر آبار عميقة في الأرض بمجرد الاستخراج ، يتم نقل النفط والغاز عن طريق خط الأنابيب

للميثان العديد من الاستخدامات المفيدة يستخدم الغاز الطبيعي للتدفئة والطبخ كوقود بديل لتشغيل بعض السيارات والحافلات وفي تصنيع المواد الكيميائية العضوية قبل عقد من الزمن  روجت الصناعة للغاز الطبيعي باعتباره “وقود جسر” أنظف للمساعدة في التحول عن النفط ولكن بينما تنبعث منه كميات أقل عند نقطة الاحتراق فإن الغاز الطبيعي ينتج على الأقل نفس القدر من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مثل أنواع الوقود الأحفوري الأخرى على مدار دورة حياته بأكملها بسبب التسريبات واسعة النطاق

تأثير على البيئة

تبقى الغازات الدفيئة مثله في الغلاف الجوي للأرض ، مما يسمح لأشعة الشمس بالمرور لكنها تحبس الحرارة من خلال زيادة تركيزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، يتسبب البشر في الاحتباس الحراري

في حين أن الميثان يشكل جزءًا أقل بكثير من غازات الدفيئة بشكل عام من ثاني أكسيد الكربون ويتحلل بعد حوالي 10 سنوات ، فإنه يحمل لكمة قوية الميثان أقوى بحوالي 28 مرة من ثاني أكسيد الكربون بعد الانخفاض في أوائل القرن الحادي والعشرين ، ارتفعت مستويات انبعاثاتاته لاحقًا بسبب عمليات الوقود الأحفوري وإنتاج الغذاء حيث استهلك الناس المزيد من اللحوم 

التأثير على صحة الإنسان

إلى جانب التأثيرات غير المباشرة المتعلقة بالمناخ ، تؤثر انبعاثات الميثان سلبًا على جودة الهواء يتحد الميثان والهيدروكربونات الأخرى في الغاز الطبيعي مع أكاسيد النيتروجين لتشكيل تلوث الأوزون  يؤدي مستوى الأوزون الأرضي ، المعروف أيضًا باسم الضباب الدخاني  إلى تفاقم أمراض الجهاز التنفسي مثل الربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن

ربطت الدراسات أيضًا التنقيب عن الغاز الطبيعي والتكسير بتلوث مياه الشرب بشكل خطير لدرجة أن المياه من الصنابير في المنازل القريبة من عمليات الحفر يمكن أن تشتعل بسبب ارتفاع مستويات الميثان على الرغم من أن الأبحاث المحدودة تشير إلى أن الميثان ليس ضارًا للشرب إلا أنه يمكن أن يتسبب في حدوث انفجارات ويتراكم في الأماكن المغلقة 

انبعاثات غاز الميثان من الوقود الأحفوري

يمكن أن تحدث تسربات الغاز من الأنابيب والبنية التحتية الأخرى في جميع أنحاء شبكات الغاز الطبيعي وكذلك من الآبار الخاملة والمهجورة  يعتبر الحرق والتنفيس أثناء الاستخراج مصدرين هامين آخرين لانبعاثات غاز الميثان البشرية المنشأ إذا سبق لك أن شاهدت عملية استخراج النفط أو الغاز مع إطلاق ألسنة اللهب من أنبوب طويل ، فهذا يشتعل أو يحرق الغاز الطبيعي في الهواء

يتم الإحراق لأسباب متنوعة ، بما في ذلك السلامة. نظرًا لأن الغاز الطبيعي غالبًا ما يكون منتجًا ثانويًا لاستخراج النفط ، فقد يلتقط منتج النفط الغاز لاستخدامه في عملياته أو تسليمه إلى سوق الغاز الطبيعي ولكن عندما يفتقر المنتج إلى إمكانية الوصول إلى خطوط الأنابيب أو غيرها من البنى التحتية لالتقاط ونقل الغاز ، يتم حرقه كما أن أسعار الغاز المنخفضة يمكن أن تجعل حرق الغاز أرخص من بيعه من ناحية أخرى يتضمن التنفيس إطلاقًا مباشرًا للغاز في الغلاف الجوي دون حرقه

يقوم منتجو وموزعو النفط والغاز بتقدير الانبعاثات أثناء الحفر والتهوية والحرق ، إلى جانب أي غاز يتسرب من ملايين الأنابيب والوصلات التي تشكل شبكة الغاز لكن الأبحاث المستقلة تشير إلى أن انبعاثات الميثان أكبر بكثير من الأرقام التي أبلغت عنها الصناعة 

تظهر الأبحاث الناشئة أن المنتجات البلاستيكية مثل الأكياس البلاستيكية والأدوات المنزلية والملابس الاصطناعية هي مصادر إضافية لانبعاثات غاز الميثان  هذا مقلق لأن إنتاج البلاستيك يمكن أن يتضاعف في العقدين المقبلين  ومع ذلك لم يتم النظر في الانبعاثات المباشرة من المنتجات البلاستيكية في الميزانية العالمية لغاز الميثان ولا في النماذج المناخية

اقرأ أيضاً

الميثان

انبعاثات غاز الميثان من الزراعة

تشمل انبعاثات غاز الميثان من الزراعة الإنتاج الحيواني وزراعة الأرز ومياه الصرف تشكل الثروة الحيوانية الحصة الأكبر – وكذلك حصة متزايدة مع استمرار زيادة الاستهلاك العالمي للحوم  وفقًا لمنظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة (الفاو) ، تمثل الثروة الحيوانية 14.5٪ من إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة البشرية المنشأ. 

يأتي الجزء الأكبر من انبعاثات الماشية من الحيوانات المجترة والحيوانات مثل الأبقار والجاموس والأغنام والإبل ، والتي تنتج الكثير من الميثان أثناء الهضم ، ويتم إطلاق معظمه من خلال التجشؤ يعتبر روث الماشية عاملاً إضافياً ، خاصة في أنظمة الزراعة المكثفة من انبعاثات الميثان من المجترات ، تساهم لحوم الأبقار والأبقار الحلوب أكثر من غيرها. 

هدر الطعام هو تحد كبير آخر وفقًا لمنظمة الأغذية والزراعة ، لا يتم أبدًا تناول حوالي ثلث جميع المواد الغذائية المنتجة في العالم للاستهلاك البشري  يساهم هذا الطعام المهدر بشكل كبير في إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (حوالي 8 ٪) وهو مصدر رئيسي لانبعاثات غاز الميثان مع تحلل الطعام. 

في حين أن أهم مصادر انبعاثات الميثان البشرية المنشأ هي الزراعة واستخراج الوقود الأحفوري ، يساهم البشر في الانبعاثات بطرق أخرى تعد مدافن النفايات الصلبة البلدية ثالث أكبر مصدر لانبعاثات غاز الميثان ذات الصلة بالبشر في الولايات المتحدة ، وفقًا لوكالة حماية البيئة هناك أيضًا تأثيرات غير مباشرة من تغير المناخ يؤدي ارتفاع درجة حرارة الكوكب إلى ذوبان التربة الصقيعية ، والتي لديها القدرة على إطلاق المزيد من غاز الميثان  يعد حرق الكتلة الحيوية من حرائق الغابات والحرق المتعمد سببًا آخر.