Methane là gì?

Methane hay metan là khí không màu, không mùi, xuất hiện nhiều trong tự nhiên và là sản phẩm của một số hoạt động nhất định của con người. Mêtan là thành viên đơn giản nhất trong chuỗi hydrocacbon parafin và là một trong những khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh nhất. Công thức hóa học của nó là CH 4.

Tính chất hóa học của methane

Khí metan nhẹ hơn không khí, có trọng lượng riêng là 0,554. Nó chỉ hòa tan một chút trong nước. Nó dễ dàng cháy trong không khí, tạo thành carbon dioxide và hơi nước; ngọn lửa nhợt nhạt, hơi sáng và rất nóng. Điểm sôi của metan là −162 °C (−259,6 °F) và điểm nóng chảy là −182,5 °C (−296,5 °F). Khí mê-tan nói chung rất ổn định, nhưng hỗn hợp khí mê-tan và không khí, với hàm lượng khí mê-tan từ 5 đến 14 phần trăm theo thể tích, dễ nổ. Các vụ nổ của các hỗn hợp như vậy thường xuyên xảy ra ở các mỏ than và mỏ than và là nguyên nhân của nhiều thảm họa mỏ.

Nguồn gốc methane

Trong tự nhiên, khí mê-tan được tạo ra do sự phân hủy chất thực vật dưới nước của vi khuẩn kỵ khí (đôi khi nó được gọi là khí đầm lầy hoặc khí đầm lầy). Các vùng đất ngập nước là nguồn khí mê-tan tự nhiên chính được sản xuất theo cách này. Các nguồn khí mê-tan tự nhiên quan trọng khác bao gồm mối (do kết quả của quá trình tiêu hóa), núi lửa , lỗ thông hơi dưới đáy đại dương và trầm tích khí mê-tan hydrat xảy ra dọc theo rìa lục địa và bên dưới lớp băng ở Nam Cực và băng vĩnh cửu ở Bắc Cực. Metan còn là thành phần chính của khí tự nhiên, chứa từ 50 đến 90 phần trăm khí mê-tan (tùy thuộc vào nguồn), và xuất hiện như một thành phần củafireamp (khí dễ cháy) dọc theo vỉa than .

Việc sản xuất và đốt cháy khí đốt tự nhiên và than đá là những nguồn khí mê-tan chủ yếu do con người tạo ra (liên quan đến con người). Các hoạt động như khai thác và xử lý khí thiên nhiên và chưng cất hủy hoại than bi-tum trong sản xuất khí than và khí lò than cốc dẫn đến việc giải phóng một lượng đáng kể khí mê-tan vào khí quyển . Các hoạt động khác của con người có liên quan đến việc tạo ra khí mê-tan bao gồm đốt sinh khối, chăn nuôi gia súc và quản lý chất thải (nơi vi khuẩn tạo ra khí mê-tan khi chúng phân hủy bùn trong các cơ sở xử lý chất thải và chất thối rữa trong các bãi chôn lấp).

Công dụng của methane

Metan là một nguồn quan trọng của hydro và một số hóa chất hữu cơ. Khí mê-tan phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao để tạo ra khí carbon monoxide và hydro; loại thứ hai được sử dụng trong sản xuất amoniac cho phân bón và chất nổ. Các hóa chất có giá trị khác có nguồn gốc từ mêtan bao gồm metanol, chloroform, carbon tetrachloride và nitromethane. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn khí mê-tan tạo ra muội than, được sử dụng rộng rãi làm chất gia cố trong cao su dùng cho lốp ô tô.

Vai trò như một loại khí nhà kính

Khí mê-tan được tạo ra và giải phóng vào khí quyển được hấp thụ bởi các bể chứa khí mê-tan, bao gồm đất và quá trình oxy hóa khí mê-tan ở tầng đối lưu (vùng khí quyển thấp nhất). Hầu hết khí mê-tan được sản xuất tự nhiên được bù đắp bằng cách hấp thụ nó vào các bồn chứa tự nhiên. Tuy nhiên, quá trình sản xuất khí mê-tan do con người tạo ra có thể khiến nồng độ khí mê-tan tăng nhanh hơn mức chúng được bù đắp bởi sự hấp thụ. Kể từ năm 2007, nồng độ khí mê-tan trong bầu khí quyển của Trái đất đã tăng 6,8–10 phần tỷ (ppb) mỗi năm. Đến năm 2020, khí mê-tan trong khí quyển đã đạt tới 1873,5 ppb, cao hơn khoảng hai đến ba lần so với mức tiền công nghiệp, dao động ở mức 600–700 ppb.

Nồng độ khí metan trong khí quyển tăng lên góp phần vào hiệu ứng nhà kính, theo đó các khí nhà kính (đặc biệt là carbon dioxide, metan và hơi nước) hấp thụ bức xạ hồng ngoại (năng lượng nhiệt ròng) và tái bức xạ nó trở lại bề mặt Trái đất, có khả năng giữ nhiệt và tạo ra những thay đổi đáng kể về khí hậu. Tăng khí mêtan trong khí quyển cũng góp phần gián tiếp vào hiệu ứng nhà kính. Ví dụ, trong quá trình oxy hóa mêtan, các gốc hydroxyl (OH – ) loại bỏ mêtan bằng cách phản ứng với nó để tạo thành carbon dioxide và hơi nước, và khi nồng độ mêtan trong khí quyển tăng lên, nồng độ của các gốc hydroxyl giảm xuống, giúp kéo dài thời gian tồn tại của metan trong khí quyển một cách hiệu quả.

Methane đối với sức khỏe con người

Các triệu chứng

Khí mê-tan và các loại khí khác có thể dễ cháy (đừng hút thuốc khi tắm là một trò đùa thường được kể) và dễ nổ.

Nguyên nhân

Khí mê-tan xuất hiện tự nhiên, đặc biệt là ở những vùng đầm lầy nơi nó được gọi là “khí đầm lầy”, nhưng chủ nhà ở những khu vực thường xảy ra hiện tượng “fracking” nói rằng khí mê-tan đã làm nhiễm bẩn nước của họ thường xuyên hơn.

Mối quan tâm về sức khỏe

Mặc dù nồng độ khí mê-tan trong nước uống không được điều chỉnh, nhưng khí này dễ dàng thoát ra khỏi dung dịch và là một nguy cơ gây ngạt thở và nổ.

Mức độ hành động

Mặc dù nồng độ mêtan trong nước uống không được điều chỉnh, nhưng khí này dễ dàng thoát ra khỏi dung dịch và là một nguy cơ gây ngạt thở và cháy nổ. Bộ Nội vụ Hoa Kỳ khuyến nghị giảm thiểu nồng độ mêtan trong nước nếu nồng độ đạt 10-28 mg/l.