يعتبر غاز الميثان من المصادر المتعددة للطاقة، حيث إنه مركب كيميائي يُعتبر أبسط أنواع الهيدروكربونات، ويُعرف بصيغته الكيميائية CH4.
استخدامات غاز الميثان
يمتاز غاز الميثان بتنوع استخداماته، وفيما يلي نستعرض أبرز هذه الاستخدامات:
الطبخ
- غاز الميثان هو مادة هيدروكربونية خفيفة الوزن، أقل كثافة من الهواء.
- يتفوق الميثان في إنتاج الطاقة لكل وحدة وزن مقارنةً بالفحم والنفط.
- يعتبر الميثان خيارًا ممتازًا لعمليات الطهي، حيث إنه خالي من الروائح ولا يترك أية آثار للدهون على الأواني.
الاستخدامات السكنية
- تدفيء المنازل وتبريدها يُعد من أبرز الاستخدامات السكنية لغاز الميثان.
- يستخدم الميثان أيضًا في تسخين المياه وتشغيل مجففات الملابس.
- توليد الكهرباء للمنازل والمكاتب من خلال عمليات التوليد المتوزع يُعتبر من الاستخدامات المفيدة أيضًا.
- يساهم غاز الميثان في إنتاج مركبات كيميائية أخرى، خصوصًا الميثانول، الذي يُعتبر من العناصر الأساسية في صناعة الكحول.
- يستخدم الميثان أيضًا في الإنتاج الصناعي للهيدروجين وحمض الهيدروكلوريك، الذي يُعتبر من أكثر الأحماض شيوعًا.
تشغيل الآلات الصناعية
- يُعتبر غاز الميثان (كأحد أشكال الغاز الطبيعي) ضروريًا للعديد من الصناعات، بما في ذلك تشغيل التوربينات والمحركات بالمصانع.
- تُستخدم غازات الاحتراق الناتجة عن الميثان في تجفيف المنتجات وتقليل الرطوبة.
إنتاج الكربون الأسود
- عند الاحتراق غير الكامل لغاز الميثان، تنتج رواسب كربونية تُعرف بالكربون الأسود.
- يستخدم الكربون الأسود عادةً في تعزيز خصائص المطاط لإطارات السيارات وغيرها من المنتجات.
- كما يُستعمل في صناعة الطلاء وأوراق الطباعة.
الأسمدة
- تتفاعل غازات الهيدروجين والميثان لتنتج الأمونيا.
- تُعتبر الأمونيا عنصرًا أساسيًا في صناعة الأسمدة.
وقود للصواريخ
- تتميز حالة الميثان الغازية عند احتراقها بإنتاج كمية أقل من الرواسب الكربونية، مما يجعلها ملائمة للاستخدام كوقود للصواريخ دون ترك آثار.
مصادر غاز الميثان
يمكن الحصول على غاز الميثان من مصادر طبيعية أو صناعية، وفيما يلي نبين كلاً من الطريقتين:
المصادر الطبيعية
- ينتج غاز الميثان عبر التحلل البكتيري اللاهوائي للمواد النباتية تحت الماء، ويُعرف هنا باسم غاز المستنقعات.
- تُعتبر الأراضي الرطبة المصدر الرئيس لغاز الميثان الناتج بهذا الشكل.
- تنتج بعض الكائنات الحية، مثل النمل الأبيض، غاز الميثان من خلال عمليات الهضم.
- تشكل البراكين والمعالم الجيولوجية مثل فتحات قاع المحيط مصادر أخرى لغاز الميثان.
- تتواجد رواسب هيدرات الميثان على طول الحواف القارية، وتحت الجليد في القارة القطبية الجنوبية، وكذلك في المناطق المتجمدة بالقطب الشمالي.
الميثان المصنوع (من الأنشطة البشرية)
- ينتج غاز الميثان من خلال عمليات استخراج واحتراق الفحم والغاز الطبيعي.
- تساهم مختلف الأنشطة الصناعية، مثل عملية استخراج الغاز الطبيعي والتقطير المدمر للفحم، في إطلاق غاز الميثان في الغلاف الجوي.
- يؤدي حرق الكتلة الحيوية أيضًا إلى إطلاق غاز الميثان.
- تربية الماشية تُعتبر إحدى الأنشطة التي تساهم في زيادة غاز الميثان في البيئة.
- كما يتم إنتاج غاز الميثان خلال عمليات معالجة النفايات، حيث تتسبب البكتيريا في تحلل النفايات بإطلاقه.
هل غاز الميثان ضار؟
يطرح الكثيرون هذا السؤال المهم، وللإجابة عليه نعرض ما يلي:
- غاز الميثان في صورته الطبيعية هو بدون لون ورائحة.
- وهذا يُعد أمرًا مقلقًا، إذ قد لا يدرك الفرد أنه تعرض لهذا الغاز حتى يصل إلى مرحلة التسمم.
- لذلك، يمكن القول إن غاز الميثان يحمل مخاطر وأضرارًا على الإنسان والبيئة على حد سواء.
أضرار غاز الميثان على الإنسان
هناك العديد من المخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض أو استنشاق غاز الميثان، منها:
- يمكن أن يؤدي التعرض المستمر لغاز الميثان إلى مشاكل صحية متباينة.
- يعتبر الغاز خنقًا، حيث يعيق وصول الأكسجين للإنسان.
- قد يُسبب استنشاق غاز الميثان الإغماء، والتعب، والضعف.
- كما يمكن أن يتسبب في صعوبة أو تسارع في التنفس، وزيادة في ضربات القلب، ونوبات دوار، وفقدان للذاكرة، وردود فعل غير طبيعية.
- التعرض لكميات كبيرة من غاز الميثان قد يؤثر سلبًا على الرؤية، خاصة في الأماكن ذات الإضاءة المنخفضة.
- قد تؤدي الآثار الشديدة إلى تشنجات أو حتى الوفاة.
أضرار غاز الميثان على البيئة
لا تقتصر أضرار غاز الميثان على الإنسان فقط، بل تشمل البيئة أيضًا، من خلال:
- يُعد غاز الميثان من الغازات المسببة للاحتباس الحراري وتغير المناخ بشكل عام.
- تعمل الغازات الدفيئة على تكوين طبقة عازلة في الغلاف الجوي، مما يسمح باحتباس الحرارة.
- ينتج عن هذا الاحتباس عكس الأشعة إلى الداخل بدلاً من تركها تخرج، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب بشكل كبير.
- يُعتبر غاز الميثان هو ثاني أكثر الغازات الدفيئة شيوعًا بعد ثاني أكسيد الكربون.
- فحوالي 80% من الغازات الدفيئة تأتي من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، في حين أن 10% تنتج من غاز الميثان، و10% من مصادر أخرى مختلفة.