يتمتع غاز الميثان بعدة استخدامات هامة، حيث يُعتبر أحد مصادر الطاقة الرئيسة. يُعرف الميثان بمركبه الكيميائي البسيط، والذي يُمثل أبسط أنواع الهيدروكربونات، وتُكتب صيغته الكيميائية كالتالي: CH4.
استخدامات غاز الميثان
يُستخدم غاز الميثان في مجالات متعددة، التي سنسلط الضوء عليها فيما يلي:
الطبخ
- يُعتبر غاز الميثان مادة هيدروكربونية أخف وزنًا من الهواء.
- يوفر الميثان طاقة أعلى لكل وحدة وزن مقارنة بالفحم والنفط.
- يتسم غاز الميثان بكفاءته العالية أثناء الطهي، حيث لا يترك أي روائح أو بقايا دهنية على الأواني.
الاستخدامات السكنية
- تشمل الاستخدامات السكنية الأكثر شيوعًا غاز الميثان في تدفئة المنازل وتبريدها.
- يستخدم في تسخين المياه وتشغيل مكائن تجفيف الملابس.
- يسهم غاز الميثان في إضاءة المساحات كونه يُستخدم في توليد الكهرباء للمنازل والمكاتب عن طريق نظام توليد موزع.
- يساعد الميثان أيضًا في إنتاج مركبات كيميائية أخرى، مثل الميثانول الذي يُعد مكونًا رئيسيًا للكحول.
- يُستخدم الميثان في التحضير الصناعي للهيدروجين وحمض الهيدروكلوريك، الذي يُعتبر واحدًا من الأحماض الشائعة.
تشغيل الآلات الصناعية
- يُعد غاز الميثان (وهو من أشكال الغاز الطبيعي) ضروريًا للعديد من الصناعات، مثل تشغيل التوربينات والمحركات في المصانع.
- يُستخدم الغازات الناتجة عن احتراق الميثان في عملية تجفيف المنتجات وإزالة الرطوبة منها.
إنتاج الكربون الأسود
- عند احتراق غاز الميثان بشكل غير كامل، تنتج رواسب كربونية تُعرف بالكربون الأسود.
- تُستخدم هذه الرواسب عادةً في تعزيز المطاط المستخدم في تصنيع إطارات السيارات.
- يعتبر الكربون الأسود أيضًا مكونًا أساسيًا في صناعة الدهانات والمواد المستخدمة في الطباعة.
الأسمدة
- نتيجة دمج غاز الهيدروجين مع غاز الميثان، يتم إنتاج الأمونيا.
- تُعتبر الأمونيا عنصرًا أساسيًا في إنتاج الأسمدة.
وقود للصواريخ
- تتميز الحالة الغازية لوقود الميثان عند احتراقه بوجود رواسب كربونية أقل، مما يجعلها مثالية كوقود للصواريخ دون ترك آثار خلفية.
مصادر غاز الميثان
يمكن الحصول على غاز الميثان بشكل طبيعي أو من خلال العمليات الصناعية، وفيما يلي توضيح للطريقتين:
المصادر الطبيعية
- ينتج غاز الميثان نتيجة التحلل البكتيري اللاهوائي للمواد النباتية في البيئات المائية (ويُطلق عليه هنا غاز المستنقعات).
- تعتبر الأراضي الرطبة المصدر الرئيسي لغاز الميثان الناتج بهذه الطريقة.
- توجد مصادر طبيعية أخرى مثل النمل الأبيض الناتج عن عمليات الهضم.
- تشكل البراكين أحد مصادر غاز الميثان.
- تُعتبر الفتحات في قاع المحيطات أيضًا من مصادر غاز الميثان.
- تشكل رواسب هيدرات الميثان المتواجدة عند الحواف القارية وتحت الجليد في أنتاركتيكا والتربة المتجمدة في المناطق القطبية كذلك مصدرًا لهذا الغاز.
الميثان المصنع (من مصادر بشرية)
- تشمل المصادر البشرية الرئيسية لغاز الميثان إنتاج واحتراق الفحم والغاز الطبيعي.
- تُسهم العديد من الأنشطة مثل استخراج الغاز الطبيعي والتقطير المدمر للفحم في إطلاق غاز الميثان إلى الجو.
- تؤدي عملية حرق الكتلة الحيوية إلى انبعاث غاز الميثان أيضًا.
- تساعد تربية الماشية في زيادة تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي.
- تُعتبر إدارة النفايات أيضًا من المصادر الرئيسية الناتجة عن غاز الميثان، حيث يُطلق الغاز عن طريق تحلل المواد من قبل البكتيريا في مرافق معالجة النفايات.
هل غاز الميثان ضار؟
هذا السؤال يحظى باهتمام كبير، وللإجابة عليه، سنتناول النقاط التالية:
- لا يحتوي غاز الميثان على لون أو رائحة، مما يجعل التعرض له يمثل خطرًا، إذ قد لا يشعر الأفراد بذلك إلا عند الوصول إلى مستويات تسمم مرتفعة.
- لذا يمكن القول أن غاز الميثان يسبب مخاطر وأضرارًا، سواء على صحة الإنسان أو على البيئة.
أضرار غاز الميثان على الإنسان
هناك مجموعة من الأضرار التي قد تلحق بالإنسان نتيجة لاستنشاقه أو التعامل مع غاز الميثان، ومنها:
- يمكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة إلى مشاكل صحية متعددة.
- غاز الميثان يعتبر غاز خانق، مما يحرم الجسم من الأكسجين.
- قد يسبب استنشاق غاز الميثان الإغماء والشعور بالضعف والتعب.
- يمكن أن يؤدي استنشاق الغاز إلى صعوبة في التنفس وزيادة في معدل ضربات القلب، بالإضافة إلى الدوار والمشاكل في الذاكرة والتغيرات الانفعالية.
- في حال استنشاق كميات كبيرة من غاز الميثان، يمكن أن يحدث ضعف في الرؤية، وخصوصًا في البيئات ذات الإضاءة الخافتة.
- قد تشمل المضاعفات الناتجة عن استنشاق الغاز التشنجات والوفاة.
أضرار غاز الميثان على البيئة
لا تتوقف مخاطر غاز الميثان عند الإنسان فحسب، بل تشمل البيئة أيضًا، حيث:
- يُعد غاز الميثان أحد الغازات الدفيئة التي تسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري والتغير المناخي.
- تعمل الغازات الدفيئة على إنشاء طبقة عازلة في الغلاف الجوي، مما يسمح للحرارة بالدخول ولكن لا يسمح لها بالخروج.
- تؤدي هذه العملية إلى إعاقة الأشعة من الخروج إلى الفضاء، مما يحث على ارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض بشكل كبير.
- يُعتبر غاز الميثان ثاني أكثر الغازات الدفيئة انتشارًا بعد ثاني أكسيد الكربون، حيث تُنتج حوالي 80% من انبعثات الغازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون، و10% من غاز الميثان، و10% من مصادر أخرى.
