Как метан влияет на глобальное потепление?

Метан (CH4), природный газ, является основным компонентом природного газа и мощным парниковым газом. В связи с этим возникает вопрос: как метан влияет на глобальное потепление?

Выходя в атмосферу, парниковые газы действуют как одеяло, изолирующее Землю, поглощая энергию и замедляя скорость, с которой тепло покидает планету. В случае метана эта энергия поглощается замечательно хорошо.

Этот процесс, называемый парниковым эффектом, происходит естественным образом, и без него средняя температура на нашей планете упала бы ниже нуля.

Однако с увеличением выбросов парниковых газов за последние несколько столетий парниковый эффект постоянно усиливается, способствуя потеплению нашей планеты со скоростью, которую многие считают тревожной.

Что такое метан?

Метан (CH₄ ) — это углеводород, являющийся основным компонентом природного газа . Это газ без запаха, бесцветный и легковоспламеняющийся. Метан встречается как в природе, так и в качестве побочного продукта чрезмерной деятельности человека и является наиболее основным представителем ряда углеводородов, входящих в парафиновый ряд, более известных как алканы.

Метан является вторым по распространенности антропогенным ПГ после углекислого газа (CO2), на его долю приходится около 16 процентов мировых выбросов. Метан даже легче воздуха и может легко воспламениться при попадании в атмосферу, поскольку он плохо растворяется в воде.

Хотя метан можно считать стабильным алканом, он может быть опасно взрывоопасным, учитывая текущие свойства окружающего воздуха, а это означает, что метан может и уже стал причиной нескольких взрывов в таких местах, как угольные шахты и угольные шахты.

Метан, как парниковый газ (ПГ), присутствует в атмосфере, что влияет на температуру Земли и климатическую систему. Метан выделяется из различных антропогенных (под влиянием человека) и природных источников.

За последние два столетия концентрация метана в атмосфере удвоилась, в основном из-за деятельности человека. Поскольку метан является одновременно мощным парниковым газом и недолговечным по сравнению с углекислым газом, достижение значительного сокращения окажет быстрое и значительное влияние на потенциал потепления атмосферы.

Метан обычно является вторичным побочным продуктом промышленных процессов, в результате которых он выделяется. Например, угольные шахты стремятся выбрасывать метан из горных выработок, поскольку это может вызвать взрывы. Исторически горнодобывающие компании не рассматривали попутный метан как отдельный энергетический ресурс.

Как метан влияет на глобальное потепление?

Как метан влияет на глобальное потепление?

Метан, хотя природный газ содержится в атмосфере, при смешивании с ним в результате промышленной деятельности может стать опасным и вредным для живых организмов, особенно для человека.

Метан является основным источником парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу. Парниковые газы, также известные как парниковые газы, представляют собой вещества, которые вызывают удержание тепла в атмосфере Земли и в конечном итоге повышают глобальную приземную температуру.

Проще всего представить себе парниковые газы как одеяла, которые используются для обогрева Земли. Конечно, одно одеяло не причинит большого вреда, но представьте, что вас запеленут в двадцать одеял, и вам станет слишком жарко. Именно так сейчас чувствует себя Земля из-за чрезмерных выбросов парниковых газов, которые провоцируют глобальное потепление.

Как говорилось ранее, метан — один из нескольких газов, которые действуют как своего рода оболочка между Землей и стратосферой. Улавливая энергию солнечных лучей, они сохраняют тепло и согревают атмосферу вокруг себя.

Это не только повышает глобальную температуру, но и способствует явлениям изменения климата, таким как таяние полярных ледяных шапок и повышение уровня моря, а также более заметным симптомам, таким как более частые и более интенсивные экстремальные погодные явления.

Следовательно, метан считается парниковым газом, поскольку он также способствует парниковому эффекту и потеплению планеты.

Кроме того, метан также реагирует с различными гидроксильными радикалами, которые служат своего рода «стиральным порошком», очищая остальные загрязняющие вещества, присутствующие в атмосфере. Метан в конечном итоге разрушает эти гидроксильные радикалы, делая атмосферу еще более уязвимой для озоноразрушающих веществ.

Таким образом, лучше всего думать о метане как о пестициде, поскольку метан препятствует чистоте воздуха точно так же, как эти насекомые могут препятствовать получению в противном случае плодотворного урожая.

Метан также участвует в образовании приземного озона, который является еще одним газом, который может нанести вред человеческой жизни, хотя эти вещества никогда не выбрасываются напрямую в атмосферу.

Приземный озон образуется при смешивании различных химикатов и соединений, часто в результате загрязнения, вызванного бензиновыми транспортными средствами или деятельностью атомных электростанций.

В сочетании с солнцем метан может спровоцировать рост приземного озона, что вредно для хрупких экосистем, лесов и сельскохозяйственных культур, учитывая, что по своей природе они остаются низкими в воздухе.

Многие могут считать метан банальностью, поскольку он встречается в природе, но природный газ никогда не представлял такой угрозы.

Фактически, согласно глобальной оценке метана, проведенной Программой ООН по окружающей среде, в настоящее время в атмосфере более чем в два раза больше метана, чем было до эпохи чрезмерного промышленного производства, при резком скачке количества метана. в воздухе после 1980-х годов.

Каковы три основных источника выбросов метана?

Метан имеет множество различных источников и применений в нашем мире. Однако резкое увеличение антропогенной активности за последние два столетия привело к тому, что концентрация метана в нашей атмосфере выросла с угрожающей скоростью.

Современные методы мониторинга метана показали, что сегодня в нашей окружающей среде его примерно в два с половиной раза больше, чем было до промышленной революции.

Это особенно тревожно, учитывая статус метана как очень мощного парникового газа. Хотя углекислый газ часто оказывается в центре внимания, когда речь идет об экологических проблемах, роль метана в глобальном потеплении и изменении климата не следует недооценивать.

За последние 150 лет уровень метана увеличился более чем вдвое. Это связано с деятельностью человека, такой как использование ископаемого топлива и интенсивное сельское хозяйство. До промышленной революции естественные поглотители поддерживали уровень метана в безопасном диапазоне.

В недавнем докладе ООН говорится, что мир находится на пути к повышению температуры более чем на 2°C, что значительно выше уровня, о котором страны договорились в Парижском соглашении. Экстремальные погодные явления, такие как волны тепла и ливни, растут, принося разрушения по всему миру, не щадя ни одну страну.

Существуют как естественные, так и антропогенные источники выбросов метана. Основные природные источники включают водно-болотные угодья, термиты и океаны. Природные источники создают 36% выбросов метана. Человеческие источники включают свалки и сельское хозяйство.

Но наиболее важным источником является производство, транспортировка и использование ископаемого топлива. Источники, связанные с деятельностью человека, создают большую часть выбросов метана, что составляет 64% от общего объема.

Глобальная оценка метана (GMA), проведенная совместными усилиями Программы ООН по окружающей среде и Коалиции по климату и чистому воздуху, показала, что на антропогенный метан приходится 64% общих выбросов метана, причем 90% приходится на три основных источника: сельское хозяйство (40 %), ископаемое топливо (35%), а также свалки, твердые отходы и сточные воды (20%).  

  • Сельское хозяйство
  • Промышленность ископаемого топлива
  • Свалка, твердые отходы и сточные воды

1. сельское хозяйство

Сельское хозяйство на сегодняшний день является крупнейшим источником антропогенного метана: около 32% общих выбросов приходится на кишечную ферментацию и использование навоза, а остальные 8% приходится на выращивание риса.

Животноводство является источником выбросов метана в результате производства кормов и отложения навоза, известного как кишечная ферментация у сельскохозяйственных животных. Это создает 27% выбросов метана человеком.

Такие животные, как коровы, овцы и козы, являются примерами жвачных животных. Во время нормального процесса пищеварения они создают большое количество метана. Кишечная ферментация происходит из-за микроорганизмов в желудках этих животных.

Животноводство производит 90 миллионов тонн метана в год. Выращивание риса является еще одним крупным сельскохозяйственным источником выбросов метана. Рисовые поля для выращивания риса представляют собой искусственные водно-болотные угодья. Они имеют высокое содержание влаги, истощают кислород и содержат большое количество органических веществ.

Это создает прекрасную среду для микробов, которые расщепляют органические вещества с образованием метана. Метанопотребляющие микроорганизмы поглощают часть образующегося метана.

Однако подавляющее большинство выбрасывается в атмосферу. Ежегодно выращивание риса производит 31 миллион тонн метана. Ежегодно выращивание риса производит 31 миллион тонн метана.

2. Промышленность ископаемого топлива

Крупнейшим человеческим источником является производство, распределение и сжигание ископаемого топлива. Это создает 33% выбросов метана человеком. Выбросы метана производятся везде, где есть ископаемое топливо. Он выделяется всякий раз, когда из земли добывают ископаемое топливо.

Угольная промышленность , включая действующие и заброшенные шахты, выбрасывает еще 12% от общего объема выбросов, связанных с ископаемым топливом. В нефтегазодобыче основными причинами выбросов метана являются выбросы газа в атмосферу и неконтролируемые выбросы.

Кроме того, большая часть выбросов метана вызвана природным газом. Метан является основным компонентом природного газа. Таким образом, утечки в этой отрасли приводят к выбросу метана прямо в атмосферу. Сюда входит добыча, переработка и транспортировка природного газа.

Нефтяные скважины также могут иметь отложения метана, который выделяется во время бурения и добычи. Переработка, транспортировка и хранение нефти также являются источниками выбросов метана.

Использование ископаемого топлива способствует образованию важнейшего источника выбросов метана. Производство, распределение и использование ископаемого топлива ежегодно приводят к выбросу 110 миллионов метрических тонн метана.

3. Свалки, твердые отходы и сточные воды

Будучи третьим по величине источником выбросов метана, сектор отходов обычно выбрасывает метан со свалок и отходов. На их долю приходится 16% выбросов метана человеком.

Известно, что захоронение органических отходов приводит к образованию свалочного газа, который в основном состоит из метана, образующегося в результате анаэробного разложения бактерий. Метан образуется в результате разложения твердых отходов на свалках. Это также происходит с отходами животного и человеческого происхождения.

Свалки и открытые свалки полны органических веществ. В мусоре содержатся пищевые отходы, газеты, скошенная трава и листья. Каждый раз, когда приходит новый мусор, он насыпается на старый мусор, который уже был там.

Органические вещества в нашем мусоре попадают в условия, где нет кислорода. Это обеспечивает отличные условия для микробов, производящих метан. Таким образом, создание бескислородной среды позволяет бактериям, вырабатывающим метан, процветать.

Эти бактерии расщепляют отходы, потребляя органические вещества в отходах, что приводит к образованию большого количества выбросов метана. Даже после закрытия свалки бактерии будут продолжать разлагать захороненные отходы. Которая будет выделять метан годами.

Кроме того, сточные воды из бытовых, муниципальных и промышленных источников также могут производить выбросы метана. Сточные воды можно сбрасывать, хранить или отправлять на очистку для удаления загрязнений.

Как и в случае со свалками, если разложение органических материалов в сточных водах происходит без кислорода, то образуется метан. Свалки, твердые отходы и сточные воды производят 55 миллионов тонн метана в год.

Почему метан (CH4 ) хуже, чем оксид углерода (iv) CO2

Метан — второй по распространенности парниковый газ после углекислого газа (CO₂ ) . Однако метан играет гораздо большую роль в глобальном потеплении. За 100 лет метан оказывает в 28 раз большее воздействие на земной шар, чем углекислый газ.

За 20 лет это сравнение увеличивается примерно в 80 раз. С одной стороны, метан сохраняется в нашей атмосфере гораздо меньше времени, чем CO₂ ( примерно 12 лет по сравнению с многовековым сроком жизни углерода).

Кроме того, выбрасывая метан в воздух, он реагирует несколькими опасными способами, в первую очередь покидая атмосферу в результате окисления, образуя тем самым водяной пар и углекислый газ. Таким образом, метан способствует глобальному потеплению не только напрямую, но и косвенно за счет выделения углекислого газа.

Кроме того, в процессе окисления метан реагирует с гидроксильными радикалами (ОН). Эти природные молекулы действуют как «моющее средство», очищая воздух от метана и многих других загрязнителей. Таким образом, метан уменьшает количество гидроксильных радикалов, доступных для удаления других типов загрязнителей воздуха.

Метан также способствует образованию озона, ухудшая качество воздуха и приводя к различным проблемам со здоровьем животных, преждевременной смертности людей и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Заключение

Ограничение выбросов метана не является волшебным средством, способным остановить глобальное потепление. Тем не менее, это определенно даст нам некоторое время для декарбонизации всех остальных секторов, прежде чем климатический кризис станет необратимым.

Как было установлено с течением времени, антропогенная деятельность вносит основной вклад в выбросы этого парникового газа. Следовательно, людям необходимо решать эту экологическую проблему, прибегая к более экологически чистой производственной деятельности.

СОВЕТЫ