1 i 2 slajd (ZUZA)
Przygotowałyśmy prezentację na temat metanu w atmosferze. Postaramy się omówić kilka kwestii z nim związanych. Przede wszystkim: czym jest metan, jakie są źródła metanu w atmosferze. Postaramy się również przeanalizować rolę metanu w tworzeniu efektu cieplarnianego oraz skutki i sposoby przeciwdziałania nagormadzenia się go w atmosferze.
Slajd 3 i 4 (….........)
Metan jest najprostrzym węglowodorem nasyconym z grupy alkanów. Jego wzór to CH4. Jest to gaz bezbarwny, bezwonny i palny (pali się niebieskim płomieniem). Jego masa molowa to 16,04g/mol, a średnia zawartość w atmosferze wynoski ok. 1,7 ppm (dodam, że ppm to stężenie będące pochodną ułamka molowego i określa ile cząsteczek związku chemicznego przypada na 1 milion cząsteczek roztworu). Metan podlega wielu reakcjom chemicznym, m.in. spalaniu, nitrowaniu, halogenowaniu (polegającemu na dodaniu lub podstawieniu atomów pierwiastków z grupy fluorowców do innych dowolnych czastek chemicznych), pirolizie (rozkład termiczny bez udziału tlenu w wysokiej temperaturze), dehydrogenacji (czyli odwodornieniu) oraz alkilowaniu alkenów. (slajd 4) Można również pozyskać metan w warunkach laboratoryjnych poprzez prażenie octanu sodu z wodorotlenkiem sodu oraz poprzez hydrolizę węgliku glinu.
Slajd 5 (ZUZA)
Metan na Ziemi w stanie wolnym występuje w złożach gazu ziemnego, skąd jest głównie pozyskiwany. Metan także towarzyszy wydobywaniu węgla oraz ropy naftowej. Pozysuje się go również w procesach biologicznych bez udziału powietrza z tzw. biomasy. Bardzo duże ilości metanu znajdują się w hydratach metanu (klatratach). Czym są klatraty? Klatrat został odkryty dopiero pod koniec XIX wieku. Jego budowa opiera się na cząsteczkach wody, które otaczają cząsteczkę matanu. Czasteczki wody są połączone z czasteczką metanu dzięki wiązaniom wodorowym, co warunkuje stałość tego układu. Z jednego litra klatratów można pozyskać ok. 150 m3 metanu. Złoża klatratów znajdują się przeważnie pod osadami podmorskimi głównie na stokach kontynentalnych, a także na obszarach wiecznej zmarzliny. Występują także na dnie jeziora Bajkał. Obecnie odkryte złoża szacuje się na 10 000 giga ton węgla zawartego w metanie, co kilkakrotnie przewyższa złoża gazu ziemnego.
SLAJD 6 i 7 (….....)
Istnieją dwa rodzaje źródeł metanu w atmosferze- naturalne oraz antropogeniczne. Te pierwsze reprezentują termity i inne zwierzęta, które produkują metan (termity poprzez trawienie celulozy). Bagna, w których dochodzi do fermentacji bez udziału tlenu oraz oceany. Do antropogenicznych źródeł należą: wydobycia i spalanie paliw kopalnych, o czym była mowa na wcześniejszym slajdzie, uprawa ryżu (metan na polach ryżowych jest produkowany przez mikroorganizmy, które przyswajają dwutlenek węgla. Im więcej CO2, tym szybciej rośnie ryż, a przyspieszony wzrost roślin zapewnia mikroorganizmom więcej energii), skladowanie odpadów oraz hodowla bydła (slajd 7), jak widać na obrazku krowa wytwarza najwięcej metanu sposód wszystkich żyjacych gatunków.
SLAJD 8- 11 (….......)
Metan wchodzi w skład gazów cieplarnianych. Czym one są? Są to gazy, które powodują efekt cieplarniany, czyli zatrzymywanie się w atmosferze coraz większych części promieniowania podczerwonego dzięki obecności gazów cieplarnianych, co prowadzi do ogrzewania się Ziemi. Metan jest drugim pod względem ważności gazem cieplarnianym, zaraz po CO2. W atmosferze metan przechwytuje ciepło, a jest pod tym względem 23 razy skuteczniejszy niz CO2. Jednak czas jego trwania jest krótszy i wynosi od 10 do 15 lat. Przedstawiamy kilka obrazków, na których w schematyczny sposób przedstawiono tworzenie się efektu cieplarnianego. Slajd 9,10. (slajd 11) tutaj mamy przedstawiony wykres obrazujący wzrost stezenia metanu na przestrzeni lat.
Slajd 12 (….....)
Skutki wzrostu stężenia metanu w atmosferze są bardzo podobne do CO2. Ocieplenie klimatu, czyli efekt efektu cieplarnianego wiąże się z różnymi anomaliami. M.in. suszami, topnieniem lodowców etc. Skutki globalnego ocieplenia są powszechnie znane.
Slajd 13 ( ZUZA)
Jak zapobiegać przedostawaniu się metanu do atmosfery? Nie jest to łatwe zadanie, ponieważ w większości przypadków źródeł emisji metanu nie można zniwelować. Hodowla bydła, czy uprawy ryżu nie mogą być zakazane, ponieważ są źródłem pożywienia ludzi. Nie mamy dużego wpływu na działalność termitów, czy procesy zachodzące w bagnach i oceanach. Jednak w niektorych aspektach antropogenicznych można do minimum ograniczyć ulatnianie się tego gazu. Jest to Odmetanowanie złóż węgla kamiennego przed rozpoczęciem eksploatacji i utylizacja metanu.
Budowa elektorowni biogazowych przy oczyszczalniach ściegów.
Wprowadzanie programów dla przedsiębiorstw, mających na celu ograniczenie emisji CH4 poprzez wdrażanie nowych technologii.
Optymalizacji pracy instalacji glikolowych.
Odpowiednio częste i staranne rutynowe przeglądy całej infrastruktury przemysłowej, umożliwiające lokalizację elementów powodujących emisje CH4
Wykorzystywanie metanu w energetyce cieplnej
Slajd 14 i 15
W podsumowaniu należy zaznaczyć, że metan jest gazem o bardzo dużym potencjale cieplarnianym. Zajmuje drugie miejsce w intensywności oddziaływania. Emisje metanu mają różne źródła i nie są one zależne tylko od człowieka. W wielu aspektach życia nie można ograniczyć jego emisji, jednak należy temu przeciwdziałać różnymi sposobami, z których najważniejszym jest chyba monitorowanie instalacji oraz wykorzystywanie metanu do produkcji energii i ciepła.
Dziekujemy.