✖


Jump to content

Метан

Не путать с Этаном или ЭТАНОМ . «CH4» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. CH4 (значения) .

Метан
Стерео, скелетная формула метана с добавленными некоторыми измерениями.
Шариковая модель метана
Ball and stick model of methane
Модель заполнения пространства метаном
Spacefill model of methane
  Углерод, С
  Водород, Н
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Метан [1]
Систематическое название ИЮПАК
Карбан (никогда не рекомендуется [1] )
Другие имена
  • Тетрагидрид углерода
  • Карбюраторный водород
  • Карбид водорода
  • Болотный газ
  • Метилгидрид
  • Природный газ
Идентификаторы
3D model ( JSmol )
3DMeet
1718732
ЧЭБИ
ЧЕМБЛ
ХимическийПаук
Информационная карта ECHA 100.000.739 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 200-812-7
59
КЕГГ
МеШ Метан
номер РТЭКС
  • PA1490000
НЕКОТОРЫЙ
Число 1971
Характеристики
Ч Ч 4
Молярная масса 16.043  g·mol −1
Появление Бесцветный газ
Запах Без запаха
Плотность
  • 0,657 кг/м 3 (газ, 25°С, 1 атм)
  • 0,717 кг/м 3 (газ, 0°С, 1 атм) [2]
  • 422,8 г/л (жидкость, −162 °С) [3]
Температура плавления -182,456 ° C (-296,421 ° F; 90,694 К) [3]
Точка кипения -161,5 ° C (-258,7 ° F; 111,6 К) [3]
Критическая точка ( T , P ) 190,56 К (-82,59 ° C; -116,66 ° F), 4,5992 МПа (45,391 атм.)
22,7 мг/л [4]
Растворимость Растворим в этаноле , диэтиловом эфире , бензоле , толуоле , метаноле , ацетоне и нерастворим в воде.
войти P 1.09
14 нмоль/(Па·кг)
Конъюгатная кислота Метан
Сопряженная база Метил анион
−17.4 × 10 −6 см 3 /моль [5]
Структура
Т д
Тетраэдр при углерода атоме
0   Д
Термохимия [6]
35,7 Дж/(К·моль)
186,3 Дж/(К·моль)
−74,6 кДж/моль
−50,5 кДж/моль
−891 кДж/моль
Опасности [7]
СГС Маркировка :
GHS02: Легковоспламеняющиеся
Опасность
Н220
Р210
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Уровень здоровья 2: Интенсивное или продолжающееся, но не хроническое воздействие может привести к временной потере трудоспособности или возможной остаточной травме. Например, хлороформВоспламеняемость 4: Быстро или полностью испаряется при нормальном атмосферном давлении и температуре или легко рассеивается в воздухе и легко горит. Температура вспышки ниже 23 °C (73 °F). Например, пропанНестабильность 0: Обычно стабилен, даже в условиях пожара, не вступает в реакцию с водой. Например, жидкий азотОсобая опасность SA: Простой удушающий газ. Например, азот, гелий
2
4
0
на
точка возгорания -188 ° C (-306,4 ° F; 85,1 К)
537 ° С (999 ° F; 810 К)
Взрывоопасные пределы 4.4–17%
Родственные соединения
Родственные алканы
Родственные соединения
Страница дополнительных данных
Метан (страница данных)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).

Метан ( США : / ˈ m ɛ θ eɪ n / METH -айн , Великобритания : / ˈ m iː θ eɪ n / MEE -thayn ) — химическое соединение с химической формулой CH 4 (один атом углерода связан с четырьмя атомами водорода ). Это гидрид 14-й группы , простейший алкан и основной компонент природного газа . Обилие метана на Земле делает его экономически привлекательным топливом , хотя его улавливание и хранение затруднены, поскольку это газ при стандартной температуре и давлении .

Природный метан встречается как под землей, так и под морским дном , и образуется в результате геологических и биологических процессов. Самый крупный резервуар метана находится под морским дном в виде клатратов метана . Когда метан достигает поверхности и атмосферы , он известен как атмосферный метан . [9]

Концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась примерно на 160% с 1750 года, причем подавляющий процент вызван деятельностью человека. [10] за 2021 год, на его долю приходится 20% общего радиационного воздействия от всех долгоживущих и глобально смешанных парниковых газов . Согласно Межправительственной группы экспертов по изменению климата отчету [11] Сильное, быстрое и устойчивое сокращение выбросов метана может ограничить краткосрочное потепление и улучшить качество воздуха за счет сокращения глобального приземного озона. [12]

Метан также был обнаружен на других планетах, включая Марс , что имеет значение для астробиологических исследований. [13]

Свойства и связь [ править ]

Ковалентно связанные водород и углерод в молекуле метана.

Метан представляет собой тетраэдрическую молекулу с четырьмя эквивалентными связями C–H . Его электронная структура возникающими в результате перекрытия валентных орбиталей C и H. описывается четырьмя связывающими молекулярными орбиталями (МО) , МО с самой низкой энергией является результатом перекрытия 2s-орбитали углерода с синфазной комбинацией 1s-орбиталей четырех атомов водорода. Выше этого энергетического уровня находится тройной вырожденный набор МО, в которых 2p-орбитали углерода перекрываются различными линейными комбинациями 1s-орбиталей водорода. Полученная схема связи «три к одному» согласуется с измерениями фотоэлектронной спектроскопии.

Метан — бесцветный, прозрачный газ без запаха. [14] Он поглощает видимый свет, особенно в красном конце спектра, из-за обертоновых полос , но эффект заметен только в том случае, если путь света очень длинный. Именно это придает Урану и Нептуну синий или голубовато-зеленый цвет, поскольку свет проходит через их атмосферу, содержащую метан, а затем рассеивается обратно. [15]

Привычный запах природного газа, используемого в домах, достигается за счет добавления одоранта , обычно смесей, содержащих трет -бутилтиол , в качестве меры безопасности. Метан имеет температуру кипения −161,5 °C при давлении в одну атмосферу . [3] Как газ, он воспламеняется в диапазоне концентраций (5,4–17%) в воздухе при стандартном давлении .

Твердый метан существует в нескольких модификациях . На данный момент известно девять. [16] Охлаждение метана при нормальном давлении приводит к образованию метана I. Это вещество кристаллизуется в кубической системе ( пространственная группа Fm 3 m). Положения атомов водорода в метане I не фиксированы, т.е. молекулы метана могут свободно вращаться. Следовательно, это пластиковый кристалл . [17]

Химические реакции [ править ]

Основными химическими реакциями метана являются горение , паровая конверсия в синтез-газ и галогенирование . В целом реакции метана трудно контролировать.

Селективное окисление [ править ]

Частичное окисление метана в метанол ( CH , более удобное жидкое топливо, является сложной задачей , 3 OH ) поскольку реакция обычно развивается до углекислого газа и воды даже при недостаточном поступлении кислорода . Фермент производит метанол из метана метанмонооксигеназа , но не может быть использован для реакций промышленного масштаба. [18] некоторые системы с гомогенным катализом Были разработаны и гетерогенные системы, но все они имеют существенные недостатки. Обычно они работают путем создания защищенных продуктов, защищенных от переокисления. Примеры включают систему Catalytica , медные цеолиты и железные цеолиты, стабилизирующие активный центр альфа-кислорода . [19]

Одна группа бактерий катализирует окисление метана с использованием нитрита в качестве окислителя в отсутствие кислорода , вызывая так называемое анаэробное окисление метана . [20]

Кислотно-основные реакции [ править ]

Как и другие углеводороды , метан является чрезвычайно слабой кислотой . Его p K a в ДМСО оценивается в 56. [21] Его нельзя депротонировать в растворе, но сопряженное основание известно в таких формах, как метиллитий .

множество положительных ионов, Наблюдалось полученных из метана, в основном в виде нестабильных частиц в газовых смесях низкого давления. К ним относятся метений или метиловый катион. CH + 3 , катион метана CH + 4 и метан или протонированный метан СН + 5 . Некоторые из них были обнаружены в космическом пространстве . Метан также можно получать в виде разбавленных растворов метана с суперкислотами . Катионы с более высоким зарядом, такие как СН 2+ 6 и CH 3+ 7 были изучены теоретически и предположительно стабильны. [22]

Несмотря на прочность связей C–H, существует большой интерес к катализаторам , которые способствуют активации связей C–H в метане (и других алканах с меньшими номерами ). [23]

Горение [ править ]

Молодая женщина держит в руках пламя.
Пузырьки метана можно сжечь на мокрой руке без травм.

метана Теплота сгорания составляет 55,5 МДж/кг. [24] Сжигание метана представляет собой многостадийную реакцию, кратко описанную следующим образом:

СН 4 + 2 О 2 → СО 2 + 2 Н 2 О
(Δ H = −891 кДж / моль , в стандартных условиях)

Четырехэтапная химия Питерса — это систематически сокращенная четырехэтапная химия, объясняющая горение метана.

Метанорадикальные реакции [ править ]

В соответствующих условиях метан реагирует с галогенов радикалами следующим образом:

•X + CH 4 → HX + •CH 3
•CH 3 + X 2 → CH 3 X + •X

где X представляет собой галоген : фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) или йод (I). Этот механизм этого процесса называется свободнорадикальным галогенированием . Он инициируется, когда ультрафиолетовый свет или какой-либо другой радикальный инициатор (например, пероксиды галогена ) производит атом . Происходит двухстадийная цепная реакция , в которой атом галогена отрывает атом водорода от молекулы метана, в результате чего образуются молекула галогеноводорода и метильный радикал ( •СН 3 ). Метильный радикал затем реагирует с молекулой галогена с образованием молекулы галогенметана с новым атомом галогена в качестве побочного продукта. [25] Аналогичные реакции могут происходить с галогенированным продуктом, приводя к замене дополнительных атомов водорода атомами галогена на структуры дигалогенметана , тригалогенметана и, в конечном итоге, тетрагалометана , в зависимости от условий реакции и соотношения галогена к метану.

Эта реакция обычно используется с хлором для получения дихлорметана и хлороформа через хлорметан . Четыреххлористый углерод можно получить с избытком хлора.

Использует [ править ]

Метан можно транспортировать в виде охлажденной жидкости (сжиженный природный газ или СПГ ). Хотя утечки из контейнера с охлажденной жидкостью изначально тяжелее воздуха из-за повышенной плотности холодного газа, газ при температуре окружающей среды легче воздуха. По газопроводам транспортируется большое количество природного газа, основным компонентом которого является метан.

Топливо [ править ]

Метан используется в качестве топлива для печей, домов, водонагревателей, печей, автомобилей, [26] [27] турбины и т.д.

Метан, являющийся основным компонентом природного газа , важен для производства электроэнергии путем его сжигания в качестве топлива в газовой турбине или парогенераторе . По сравнению с другими углеводородными видами топлива метан производит меньше углекислого газа на каждую единицу выделяемого тепла. метана, равная примерно 891 кДж/моль, Теплота сгорания ниже, чем у любого другого углеводорода, но отношение теплоты сгорания (891 кДж/моль) к молекулярной массе (16,0 г/моль, из которых 12,0 г/моль) (углерод) показывает, что метан, будучи простейшим углеводородом, производит больше тепла на единицу массы (55,7 кДж/г), чем другие сложные углеводороды. Во многих городах метан подается в дома для отопления и приготовления пищи. В этом контексте его обычно называют природным газом , энергетическая ценность которого составляет 39 мегаджоулей на кубический метр, или 1000 БТЕ на стандартный кубический фут . Сжиженный природный газ (СПГ) состоит преимущественно из метана ( CH 4 ) переводят в жидкую форму для удобства хранения или транспортировки.

Ракетное топливо [ править ]

Очищенный жидкий метан , как и СПГ, используется в качестве ракетного топлива . [28] при сочетании с жидким кислородом , как в двигателях TQ-12 , BE-4 и Raptor . [29] Из-за сходства метана и СПГ такие двигатели обычно группируются под термином металокс .

В качестве жидкого ракетного топлива комбинация метана и жидкого кислорода имеет преимущество перед комбинацией керосина и жидкого кислорода , или керолоксом, в производстве небольших молекул выхлопных газов, уменьшении коксования или отложения сажи на компонентах двигателя. Метан легче хранить, чем водород, из-за его более высокой температуры кипения и плотности, а также отсутствия водородной хрупкости . [30] [31] Более низкая молекулярная масса выхлопных газов также увеличивает долю тепловой энергии, которая находится в форме кинетической энергии, доступной для движения, увеличивая удельный импульс ракеты. По сравнению с жидким водородом , удельная энергия метана ниже, но этот недостаток компенсируется большей плотностью метана и диапазоном температур, что позволяет использовать меньшие и более легкие резервуары для данной массы топлива. Жидкий метан имеет температурный диапазон (91–112 К), почти совместимый с жидким кислородом (54–90 К). В настоящее время это топливо используется в действующих ракетах-носителях, таких как Zhuque-2 и Vulcan, а также в находящихся в стадии разработки ракетах-носителях, таких как Starship , Neutron и Terran R. [32]

Химическое сырье [ править ]

Природный газ , который в основном состоит из метана, используется для производства газообразного водорода в промышленных масштабах. Паровая конверсия метана (SMR), или просто паровая конверсия, является стандартным промышленным методом производства коммерческого газообразного водорода. Ежегодно во всем мире (2013 г.) добывается более 50 миллионов метрических тонн, в основном из SMR природного газа. [33] Большая часть этого водорода используется на нефтеперерабатывающих заводах , в производстве химикатов и в пищевой промышленности. Очень большие количества водорода используются при промышленном синтезе аммиака .

При высоких температурах (700–1100 °C) и в присутствии металла на основе катализатора ( никеля ) пар реагирует с метаном с образованием смеси CO и H 2 , известный как «водяной газ» или « сингаз »:

СН 4 + Н 2 О ⇌ СО + 3 Н 2

Эта реакция сильно эндотермична (потребляет тепло, Δ H r = 206 кДж/моль).Дополнительный водород получается в результате реакции CO с водой посредством реакции конверсии вода-газ :

СО + Н 2 О ⇌ СО 2 + Н 2

Эта реакция слабо экзотермична (выделяет тепло, Δ H r = -41 кДж/моль).

Метан также подвергается свободнорадикальному хлорированию при производстве хлорметанов, хотя метанол . более типичным предшественником является [34]

Водород также можно производить путем прямого разложения метана, также известного как пиролиз метана , который, в отличие от парового риформинга, не выделяет парниковых газов (ПГ). Тепло, необходимое для реакции, также может не выделять выбросов парниковых газов, например, за счет концентрированного солнечного света, возобновляемой электроэнергии или сжигания части произведенного водорода. Если метан получается из биогаза , то этот процесс может стать поглотителем углерода . Для разрыва связей метана с образованием газообразного водорода и твердого углерода необходимы температуры выше 1200 °C. Однако за счет использования подходящего катализатора температура реакции может быть снижена до 600–1000 °C в зависимости от выбранного катализатора. [35] Реакция умеренно эндотермическая, как показано в уравнении реакции ниже. [36]

СН 4 (г) → С(т) + 2 Н 2 (г)
( ΔH° = 74,8 кДж/моль )

Хладагент [ править ]

В качестве хладагента метан имеет по ASHRAE обозначение R-50 .

Поколение [ править ]

Глобальный бюджет метана (2017 г.). Показаны естественные источники и поглотители (зеленый), антропогенные источники (оранжевый) и смешанные природные и антропогенные источники (заштрихованы оранжево-зеленым цветом для «сжигания биомассы и биотоплива»).

Метан может генерироваться геологическими, биологическими или промышленными путями.

Геологические маршруты [ править ]

Смотрите также: Биогеохимия
На сегодняшний день абиотические источники метана обнаружены более чем в 20 странах и в нескольких глубоководных регионах океана.

Двумя основными путями геологического образования метана являются (i) органический (термически генерируемый или термогенный) и (ii) неорганический ( абиотический ). [13] Термогенный метан возникает в результате распада органического вещества при повышенных температурах и давлениях в глубоких осадочных слоях . Большая часть метана в осадочных бассейнах термогенна; следовательно, термогенный метан является наиболее важным источником природного газа. Термогенные компоненты метана обычно считаются реликтовыми (более раннего времени). Как правило, образование термогенного метана (на глубине) может происходить в результате распада органического вещества или органического синтеза. Оба пути могут включать микроорганизмы ( метаногенез ), но могут также происходить и неорганически. Задействованные процессы также могут потреблять метан с микроорганизмами или без них.

Более важный источник метана на глубине (кристаллическая коренная порода) является абиотическим. Абиотический означает, что метан создается из неорганических соединений, не обладающих биологической активностью, либо в результате магматических процессов, либо в результате реакций вода-порода, которые происходят при низких температурах и давлениях, таких как серпентинизация . [37] [38]

Биологические маршруты [ править ]

Основная статья: Метаногенез

Большая часть метана на Земле биогенна и образуется в результате метаногенеза . [39] [40] форма анаэробного дыхания, которая, как известно, осуществляется только некоторыми представителями домена Archaea . [41] Метаногены встречаются на свалках и в почвах . [42] жвачные животные (например, крупный рогатый скот ), [43] кишки термитов и бескислородные отложения под морским дном и дном озер.

Этот многоэтапный процесс используется этими микроорганизмами для получения энергии. Чистая реакция метаногенеза:

CO 2 + 4 H 2 → CH 4 + 2 H 2 O

Последний этап процесса катализируется ферментом метилкофермент М-редуктазой (MCR). [44]

Тестирование австралийских овец на выработку выдыхаемого метана (2001 г.), CSIRO
На этом изображении изображено жвачное животное, в частности овца, производящее метан на четырех стадиях гидролиза, ацидогенеза, ацетогенеза и метаногенеза.

Водно-болотные угодья [ править ]

См. Также: Выбросы парниковых газов из водно-болотных угодий.

Водно-болотные угодья являются крупнейшими естественными источниками метана в атмосферу. [45] на их долю приходится примерно 20-30% атмосферного метана. [46] Изменение климата приводит к увеличению количества метана, выбрасываемого из водно-болотных угодий из-за повышения температуры и изменения режима выпадения осадков. Это явление называется обратной связью метана водно-болотных угодий . [47]

Выращивание риса генерирует до 12% общих мировых выбросов метана из-за долгосрочного затопления рисовых полей. [48]

Жвачные [ править ]

Жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, отрыгивают метан, на долю которого приходится около 22% ежегодных выбросов метана в атмосферу США. [49] В одном исследовании сообщалось, что животноводческий сектор в целом (в основном крупный рогатый скот, куры и свиньи) производит 37% всего антропогенного метана. [50] По оценкам исследования 2013 года, на долю домашнего скота приходится 44% антропогенных выбросов метана и около 15% антропогенных выбросов парниковых газов. [51] В настоящее время предпринимаются многочисленные усилия по сокращению производства метана в животноводстве, такие как медицинское лечение и корректировка диеты. [52] [53] и улавливать газ, чтобы использовать его энергию сгорания. [54]

Отложения морского дна [ править ]

Большая часть подводного дна является бескислородной , поскольку кислород удаляется аэробными микроорганизмами в пределах первых нескольких сантиметров отложений . Ниже насыщенного кислородом морского дна метаногены производят метан, который либо используется другими организмами, либо попадает в газовые гидраты . [41] Эти другие организмы, использующие метан для получения энергии, известны как метанотрофы («поедающие метан») и являются основной причиной того, что небольшое количество метана, образующегося на глубине, достигает поверхности моря. [41] Было обнаружено, что консорциумы архей и бактерий окисляют метан путем анаэробного окисления метана (АОМ); ответственными за это организмами являются анаэробные метанотрофные археи (ANME) и сульфатредуцирующие бактерии (SRB). [55]

Промышленные маршруты [ править ]

На этой диаграмме показан метод устойчивого производства метана. См.: электролиз , реакция Сабатье.

Учитывая дешевизну природного газа, стимулов для промышленного производства метана мало. Метан можно получить путем гидрирования углекислого газа по процессу Сабатье . Метан также является побочным продуктом гидрирования монооксида углерода в процессе Фишера-Тропша , который практикуется в больших масштабах для производства молекул с более длинной цепью, чем у метана.

Примером крупномасштабной газификации угля в метан является завод Great Plains Synfuels , запущенный в 1984 году в Бьюле, Северная Дакота, как способ разработки обильных местных ресурсов низкосортного бурого угля , ресурса, который иначе трудно транспортировать. его вес, зольность , низкая теплотворная способность и склонность к самовозгоранию при хранении и транспортировке. Ряд подобных заводов существует по всему миру, хотя в основном эти заводы ориентированы на производство длинноцепочечных алканов для использования в качестве бензина , дизельного топлива или сырья для других процессов.

Энергия в метан — это технология, которая использует электроэнергию для производства водорода из воды путем электролиза и использует реакцию Сабатье для соединения водорода с диоксидом углерода для получения метана.

Лабораторный синтез [ править ]

Метан можно получить протонированием метиллития такого или метилового реактива Гриньяра, как хлорид метилмагния . Его также можно приготовить из безводного ацетата натрия и сухого гидроксида натрия , смешав и нагрев выше 300 ° C (с карбонатом натрия в качестве побочного продукта). [ нужна ссылка ] На практике потребность в чистом метане можно легко удовлетворить с помощью стального газового баллона от стандартных поставщиков газа.

Происшествие [ править ]

Метан был открыт и выделен Алессандро Вольтой между 1776 и 1778 годами при изучении болотного газа озера Маджоре . Это основной компонент природного газа, около 87% по объему. Основным источником метана является добыча из геологических месторождений, известных как месторождения природного газа , причем газа из угольных пластов основным источником становится добыча (см. Добыча метана из угольных пластов , метод извлечения метана из угольных месторождений, в то время как увеличение добычи метана из угольных пластов является метод добычи метана из неразрабатываемых угольных пластов). Он связан с другими углеводородными видами топлива и иногда сопровождается гелием и азотом . Метан производится на неглубоких уровнях (низкое давление) в результате анаэробного распада органического вещества и переработанного метана из глубины земной поверхности. В целом, отложения , генерирующие природный газ, залегают глубже и имеют более высокие температуры, чем отложения, содержащие нефть .

Метан обычно транспортируется навалом по трубопроводу в виде природного газа или перевозчиками СПГ в сжиженном виде; лишь немногие страны перевозят его на грузовиках.

метан и Атмосферный изменение климата

Основная статья: Атмосферный метан
Метан ( CH 4 ), измеренный в рамках Advanced Global Atmospheres Experiment ( AGAGE ) в нижних слоях атмосферы ( тропосфере ) на станциях по всему миру. Численность дана как среднемесячная мольная доля свободных от загрязнения веществ в частях на миллиард .

Метан является важным парниковым газом , ответственным за около 30% повышения глобальной температуры со времен промышленной революции. [56]

Метан имеет потенциал глобального потепления (ПГП) 29,8 ± 11 по сравнению с метаном. CO 2 (потенциал 1) в течение 100-летнего периода и 82,5 ± 25,8 в течение 20-летнего периода. [57] Это означает, что, например, утечка одной тонны метана эквивалентна выбросу 82,5 тонн углекислого газа.

Источники глобальных выбросов метана

Поскольку метан постепенно превращается в углекислый газ (и воду) в атмосфере, эти значения включают климатическое воздействие от углекислого газа, образующегося из метана, в течение этих временных масштабов.

Ежегодные глобальные выбросы метана в настоящее время составляют около 580 Мт. [58] 40% из них приходится на природные источники, а остальные 60% возникают в результате деятельности человека, что известно как антропогенные выбросы. Крупнейшим антропогенным источником является сельское хозяйство , на долю которого приходится около четверти выбросов, за которым следует энергетический сектор , который включает выбросы от угля, нефти, природного газа и биотоплива. [59]

Исторические концентрации метана в мировой атмосфере колебались от 300 до 400 нмоль/моль во время ледниковых периодов, широко известных как ледниковые периоды , и от 600 до 700 нмоль/моль во время теплых межледниковых периодов. На веб-сайте НАСА в 2012 году говорилось, что океаны являются потенциальным важным источником арктического метана. [60] но более поздние исследования связывают повышение уровня метана с деятельностью человека. [10]

Глобальный мониторинг концентрации метана в атмосфере начался в 1980-х годах. [10] Концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась на 160% по сравнению с доиндустриальным уровнем середины 18 века. [10] В 2013 году атмосферный метан составлял 20% общего радиационного воздействия от всех долгоживущих и глобально смешанных парниковых газов. [61] В период с 2011 по 2019 год среднегодовое увеличение содержания метана в атмосфере составило 1866 частей на миллиард. [11] С 2015 по 2019 год зафиксирован резкий рост уровня метана в атмосфере. [62] [63]

В 2019 году концентрация метана в атмосфере была выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет. Как указано в ДО6 МГЭИК : «С 1750 года увеличивается CO 2 (47%) и Концентрации CH 4 (156%) значительно превышают и увеличиваются в N 2 O (23%) аналогичны естественным многотысячелетним изменениям между ледниковыми и межледниковыми периодами, по крайней мере, за последние 800 000 лет (очень высокая степень достоверности)». [11] [а] [64]

В феврале 2020 года сообщалось, что неорганизованные выбросы и выбросы газов в отрасли ископаемого топлива, возможно, были значительно недооценены. [65] [66] Наибольший годовой прирост произошел в 2021 году, причем подавляющий процент был вызван деятельностью человека. [10]

Изменение климата может повысить уровень метана в атмосфере за счет увеличения производства метана в природных экосистемах, формируя обратную связь с изменением климата . [41] [67] Другим объяснением роста выбросов метана может стать замедление химической реакции, удаляющей метан из атмосферы. [68]

Более 100 стран подписали Глобальное обязательство по метану , запущенное в 2021 году, обещая сократить выбросы метана на 30% к 2030 году. [69] Это могло бы предотвратить глобальное потепление на 0,2˚C к 2050 году, хотя звучали призывы к более жестким обязательствам для достижения этой цели. [70] В отчете Международного энергетического агентства за 2022 год говорится, что «наиболее экономически эффективные возможности борьбы с метаном существуют в энергетическом секторе, особенно в нефтегазовых операциях». [71]

Клатраты [ править ]

Клатраты метана (также известные как гидраты метана) представляют собой твердые клетки из молекул воды, которые улавливают отдельные молекулы метана. Значительные резервуары клатратов метана были обнаружены в арктической вечной мерзлоте и вдоль окраин континентов под дном океана в зоне стабильности газового клатрата , расположенной при высоких давлениях (от 1 до 100 МПа; нижний предел требует более низкой температуры) и низких температурах (< 15 ° C). ; верхний конец требует более высокого давления). [72] Клатраты метана могут образовываться из биогенного метана, термогенного метана или их смеси. Эти месторождения являются одновременно потенциальным источником метанового топлива, а также потенциальным фактором глобального потепления. [73] [74] Глобальная масса углерода, хранящегося в газовых клатратах, до сих пор не определена и оценивается в 12 500 Гт углерода и всего в 500 Гт углерода. [47] Эта оценка со временем снизилась: по последней оценке она составляет ≈1800 Гт углерода. [75] Большая часть этой неопределенности связана с нашим пробелом в знаниях об источниках и поглотителях метана, а также о распределении клатратов метана в глобальном масштабе. Например, источник метана был обнаружен сравнительно недавно на сверхмедленно спрединговом хребте в Арктике. [46] Некоторые климатические модели предполагают, что сегодняшний режим выбросов метана со дна океана потенциально аналогичен режиму в период палеоцен-эоценового термического максимума ( ПЭТМ ) около 55,5 миллионов лет назад, хотя нет никаких данных, указывающих на то, что метан в результате клатратной диссоциации в настоящее время достигает атмосфера. [75] Выбросы арктического метана из вечной мерзлоты и метановых клатратов морского дна являются потенциальным последствием и дальнейшей причиной глобального потепления ; это известно как гипотеза клатратной пушки . [76] [77] [78] [79] Данные 2016 года показывают, что вечная мерзлота в Арктике тает быстрее, чем прогнозировалось. [80]

Общественная безопасность и окружающая среда [ править ]

Графика Международного энергетического агентства, показывающая потенциал различных политик сокращения выбросов для решения проблемы глобальных выбросов метана.

Метан «ухудшает качество воздуха и отрицательно влияет на здоровье человека, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность экосистем». [81]

Метан чрезвычайно горюч и может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Взрывы метана являются причиной многих смертельных катастроф на шахтах. [82] Взрыв метана стал причиной катастрофы на угольной шахте Аппер-Биг-Бранч в Западной Вирджинии 5 апреля 2010 года, в результате которой погибли 29 человек. [83] Аварийный выброс природного газа также был в центре внимания в области техники безопасности из-за прошлых аварийных выбросов, которые привели к возникновению авиационных пожаров. [84] [85]

в 2015–2016 годах Утечка метана в каньоне Алисо, штат Калифорния, считалась самой серьезной с точки зрения воздействия на окружающую среду в американской истории. [86] [87] [88] Ее также назвали более разрушительной для окружающей среды, чем утечка с Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. [89]

В мае 2023 года газета The Guardian опубликовала отчет, в котором назвала Туркменистан метана в мире страной с худшим уровнем выбросов . Данные, собранные исследователями Кайроса, показывают, что только в 2022 году из двух крупных туркменских месторождений ископаемого топлива произошла утечка 2,6 млн и 1,8 млн тонн метана, выкачивая CO 2 в атмосферу 366 млн тонн эквивалента , что превышает ежегодные выбросы CO 2 в Соединенном Королевстве. . [90]

Метан также является удушающим веществом, если концентрация кислорода снижается до уровня ниже примерно 16% путем вытеснения, поскольку большинство людей могут переносить снижение с 21% до 16% без каких-либо побочных эффектов . Концентрация метана, при которой риск удушья становится значительным, значительно превышает концентрацию 5–15 % в легковоспламеняющейся или взрывоопасной смеси. Отходящий газ метан может проникать внутрь зданий вблизи свалок и подвергать жильцов воздействию значительного количества метана. В некоторых зданиях под подвалами есть специально спроектированные системы рекуперации, которые активно улавливают этот газ и выводят его из здания.

Внеземной метан [ править ]

Основная статья: Внеземная атмосфера

Межзвездная среда [ править ]

Метан имеется в изобилии во многих частях Солнечной системы и потенциально может быть собран на поверхности другого тела Солнечной системы (в частности, с использованием производства метана из местных материалов, обнаруженных на Марсе). [91] или Титан ), обеспечивающий топливо для обратного пути. [28] [92]

Марс [ править ]

Метан был обнаружен на всех планетах Солнечной системы и большинстве крупных лун. [ нужна ссылка ] Считается , что, за возможным исключением Марса , он возник в результате абиотических процессов. [93] [94]

Метан ( CH 4 ) на Марсе – потенциальные источники и поглотители

Марсоход Curiosity уровня метана зафиксировал сезонные колебания в атмосфере Марса. Эти колебания достигли максимума в конце марсианского лета и составили 0,6 частей на миллиард. [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102]

Метан был предложен в качестве возможного ракетного топлива для будущих миссий на Марс, отчасти из-за возможности его синтеза на планете путем использования ресурсов на месте . [103] Адаптация реакции метанирования Сабатье со смешанным слоем катализатора и обратным водогазовым сдвигом в одном реакторе может быть использована для производства метана из сырья, доступного на Марсе, с использованием воды из марсианских недр и углекислого газа в марсианской атмосфере. . [91]

Метан может быть произведен небиологическим процессом, называемым серпентинизацией. [б] с участием воды, углекислого газа и минерала оливина , который, как известно, распространен на Марсе. [104]

Титан [ править ]

Титановые озера (11 сентября 2017 г.)

Метан был обнаружен в огромном количестве на Титане , крупнейшем спутнике Сатурна . Он составляет значительную часть его атмосферы , а также существует в жидкой форме на его поверхности, где он составляет большую часть жидкости в огромных озерах углеводородных Титана; второй по величине из которых, как полагают, представляет собой по составу почти чистый метан. [105]

Наличие стабильных озер жидкого метана на Титане, а также то, что поверхность Титана обладает высокой химической активностью и богата органическими соединениями, побудили ученых рассмотреть возможность существования жизни в озерах Титана, используя метан в качестве растворителя на этом месте. воды для жизни на Земле [106] и использование водорода в атмосфере для получения энергии с помощью ацетилена , почти так же, как земная жизнь использует глюкозу . [107]

История [ править ]

Алессандро Вольта

Метан был впервые научно идентифицирован в ноябре 1776 года итальянским физиком Алессандро Вольтой в болотах озера Маджоре , расположенного между Италией и Швейцарией . Вольта был вдохновлен на поиски этого вещества после прочтения статьи Бенджамина Франклина о «легковоспламеняющемся воздухе». [108] Вольта собрал газ, поднимающийся из болота, и к 1778 году выделил чистый метан. [109] Он также продемонстрировал, что газ можно зажечь электрической искрой. [109]

После катастрофы на шахте Феллинг в 1812 году, в которой погибло 92 человека, сэр Хамфри Дэви установил, что опасный рудничный газ на самом деле в основном состоял из метана. [110]

Название «метан» придумал в 1866 году немецкий химик Август Вильгельм фон Гофман . [111] [112] Название произошло от метанола .

Этимология [ править ]

Этимологически слово метан происходит от химического суффикса « -ан », который обозначает вещества, принадлежащие к семейству алканов; и слово methyl , которое происходит от немецкого Mmethyl (1840) или непосредственно от французского méthyle , которое является обратным образованием французского méthylène (соответствующего английскому «méthylene»), корень которого был придуман Жаном- Батист Дюма и Эжен Пелиго в 1834 году от греческого μέθυ methy (вино) (родственное английскому «медовуха») и ὕλη hyle (что означает «дерево»). Радикал назван в честь этого слова, потому что он был впервые обнаружен в метаноле , спирте, впервые выделенном путем перегонки древесины. Химический суффикс -ane происходит от координирующего химического суффикса -ine , который происходит от латинского женского суффикса -ina, который применяется для обозначения рефератов. Координация «-ан», «-ен», «-один» и т. д. была предложена в 1866 году немецким химиком Августом Вильгельмом фон Гофманом . [113]

Сокращения [ править ]

Аббревиатура CH 4 -C может означать массу углерода, содержащуюся в массе метана, а масса метана всегда в 1,33 раза превышает массу метана. СН 4 -С. [114] [115] CH 4 -C также может означать отношение метан-углерод, которое по массе составляет 1,33. [116] Метан в масштабах атмосферы обычно измеряется в тераграммах (Tg CH 4 ) или миллионы метрических тонн (ММТ CH 4 ), что означает одно и то же. [117] Также используются другие стандартные единицы, такие как наномоль (нмоль, одна миллиардная доля моля), моль (моль), килограмм и грамм .

См. также [ править ]

Пояснительные примечания [ править ]

  1. ^ В 2013 году ученые Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) предупредили, что концентрация метана в атмосфере «превысила доиндустриальный уровень примерно на 150%, что представляет собой «уровни, беспрецедентные, по крайней мере, за последние 800 000 лет».
  2. ^ Существует множество серпентинизации реакций . Оливин представляет собой твердый раствор между форстеритом и фаялитом, общая формула которого: ) 2SiO4 , Mg ( Fe . Реакцию образования метана из оливина можно записать как: Форстерит + Фаялит + Вода + Угольная кислота → Серпентин + Магнетит + Метан , или (в сбалансированной форме):
    18 Mg 2 SiO 4 + 6 Fe 2 SiO 4 + 26 H 2 O + CO 2 → 12 Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4 Fe 3 O 4 + CH 4

Цитаты [ править ]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Фронт материи». Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 3–4. дои : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN  978-0-85404-182-4 . Метан — это сохраненное название (см. P-12.3), которое предпочтительнее систематического названия «карбан», названия, которое никогда не рекомендуется заменять метан, но используется для получения названий «карбен» и «карбин» для радикалов H 2 C. 2• и ХК 3• , соответственно.
  2. ^ «Газовая энциклопедия» . Архивировано из оригинала 26 декабря 2018 года . Проверено 7 ноября 2013 г.
  3. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Хейнс , с. 3.344
  4. ^ Хейнс , с. 5.156
  5. ^ Хейнс , с. 3,578
  6. ^ Хейнс , стр. 5.26, 5.67.
  7. ^ «Паспорт безопасности, название материала: Метан» (PDF) . США: Metheson Tri-Gas Incorporated. 4 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2012 г. . Проверено 4 декабря 2011 г.
  8. ^ Управление реагирования и восстановления NOAA, правительство США. «МЕТАН» . noaa.gov . Архивировано из оригинала 9 января 2019 года . Проверено 20 марта 2015 г.
  9. ^ Халил, МАК (1999). «Парниковые газы, отличные от Co2, в атмосфере». Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 24 : 645–661. дои : 10.1146/annurev.energy.24.1.645 .
  10. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Глобальная оценка метана (PDF) . Программа ООН по окружающей среде и Коалиция по климату и чистому воздуху (отчет). Найроби. 2022. с. 12 . Проверено 15 марта 2023 г.
  11. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Изменение климата 2021. Физические научные основы. Резюме для политиков. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный отчет WGI Межправительственной группы экспертов по изменению климата» . МГЭИК . Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Архивировано из оригинала 22 августа 2021 года . Проверено 22 августа 2021 г.
  12. ^ МГЭИК, 2023: Резюме для политиков . В: Изменение климата 2023: Сводный отчет. Отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Вклад рабочих групп I, II и III в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Основная группа авторов, Х. Ли и Дж. Ромеро (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария, стр. 26, раздел C.2.3.
  13. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Этиопа, Джузеппе; Лоллар, Барбара Шервуд (2013). «Абиотический метан на Земле». Обзоры геофизики . 51 (2): 276–299. Бибкод : 2013RvGeo..51..276E . дои : 10.1002/rog.20011 . S2CID   56457317 .
  14. ^ Хеншер, Дэвид А.; Баттон, Кеннет Дж. (2003). Справочник по транспорту и окружающей среде . Издательство Изумрудной группы. п. 168. ИСБН  978-0-08-044103-0 . Архивировано из оригинала 19 марта 2015 года . Проверено 22 февраля 2016 г.
  15. ^ PGJ Ирвин; и др. (12 января 2022 г.). «Туманные голубые миры: целостная аэрозольная модель Урана и Нептуна, включая темные пятна» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 127 (6): e2022JE007189. arXiv : 2201.04516 . Бибкод : 2022JGRE..12707189I . дои : 10.1029/2022JE007189 . ПМЦ   9286428 . ПМИД   35865671 . S2CID   245877540 .
  16. ^ Бини, Р.; Пратеси, Г. (1997). «Инфракрасное исследование твердого метана при высоком давлении: Фазовая диаграмма до 30 ГПа». Физический обзор B . 55 (22): 14800–14809. Бибкод : 1997PhRvB..5514800B . дои : 10.1103/physrevb.55.14800 .
  17. ^ Венделин Химмельхебер. «Кристаллические структуры» . Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 года . Проверено 10 декабря 2019 г.
  18. ^ Байк, Му Хён; Ньюкомб, Мартин; Фриснер, Ричард А.; Липпард, Стивен Дж. (2003). «Механистические исследования гидроксилирования метана метанмонооксигеназой». Химические обзоры . 103 (6): 2385–419. дои : 10.1021/cr950244f . ПМИД   12797835 .
  19. ^ Снайдер, Бенджамин Э.Р.; Болс, Макс Л.; Шунхейдт, Роберт А.; Селс, Берт Ф.; Соломон, Эдвард И. (19 декабря 2017 г.). «Активные центры железа и меди в цеолитах и ​​их связь с металлоферментами» . Химические обзоры . 118 (5): 2718–2768. doi : 10.1021/acs.chemrev.7b00344 . ПМИД   29256242 .
  20. ^ Рейманн, Иоахим; Джеттен, Майк С.М.; Келтьенс, Ян Т. (2015). «Металлоферменты в «невозможных» микроорганизмах, катализирующих анаэробное окисление аммония и метана». Питер М. Х. Кронек и Марта Э. Соса Торрес (ред.). Поддержание жизни на планете Земля: металлоферменты, усваивающие дикислород и другие жевательные газы . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 15. Спрингер. стр. 257–313. дои : 10.1007/978-3-319-12415-5_7 . ISBN  978-3-319-12414-8 . ПМИД   25707470 .
  21. ^ Бордвелл, Фредерик Г. (1988). «Равновесная кислотность в растворе диметилсульфоксида». Отчеты о химических исследованиях . 21 (12): 456–463. дои : 10.1021/ar00156a004 . S2CID   26624076 .
  22. ^ Расул, Г.; Сурья Пракаш, ГК; Ола, Джорджия (2011). «Сравнительное исследование гиперкоординированных ионов карбония и их аналогов бора: задача для спектроскопистов». Письма по химической физике . 517 (1): 1–8. Бибкод : 2011CPL...517....1R . дои : 10.1016/j.cplett.2011.10.020 .
  23. ^ Бернскоеттер, штат Вашингтон; Шауэр, КК; Гольдберг, К.И.; Брукхарт, М. (2009). «Характеристика комплекса родия (I) σ-метана в растворе». Наука . 326 (5952): 553–556. Бибкод : 2009Sci...326..553B . дои : 10.1126/science.1177485 . ПМИД   19900892 . S2CID   5597392 .
  24. ^ Энергетическое содержание некоторых горючих материалов (в МДж/кг). Архивировано 9 января 2014 г. в Wayback Machine . People.hofstra.edu. Проверено 30 марта 2014 г.
  25. ^ Марч, Джерри (1968). Передовая органическая химия: реакции, механизмы и структура . Нью-Йорк: Книжная компания McGraw-Hill. стр. 533–534.
  26. ^ «Лесоперерабатывающая компания размещает на свалке печи для использования метана – сегодня энергетический менеджер» . Энергетический менеджер сегодня . 23 сентября 2015 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2019 года . Проверено 11 марта 2016 г.
  27. ^ Корнелл, Клейтон Б. (29 апреля 2008 г.). «Автомобили, работающие на природном газе: в некоторых частях страны топливо КПГ почти бесплатное» . Архивировано из оригинала 20 января 2019 года . Проверено 25 июля 2009 г. Сжатый природный газ рекламируется как «самое экологически чистое» альтернативное топливо, поскольку простота молекулы метана снижает выбросы различных загрязняющих веществ из выхлопных труб на 35–97%. Не столь драматично сокращение чистых выбросов парниковых газов, которое примерно такое же, как у этанола из кукурузного зерна, но примерно на 20% меньше, чем у бензина.
  28. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Тунниссен, Дэниел П.; Гернси, CS; Бейкер, РС; Мияке, Р.Н. (2004). «Усовершенствованное космическое хранимое топливо для исследования внешних планет» (PDF) . Американский институт аэронавтики и астронавтики (4–0799): 28. Архивировано из оригинала (PDF) 10 марта 2016 г.
  29. ^ «Двигатель Blue Origin BE-4» . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 14 июня 2019 г. Мы выбрали СПГ, потому что он высокоэффективен, дешев и широко доступен. В отличие от керосина, СПГ можно использовать для повышения давления в резервуаре. Это явление, известное как автогенное повторное повышение давления, устраняет необходимость в дорогостоящих и сложных системах, использующих скудные запасы гелия на Земле. СПГ также обладает характеристиками чистого сгорания даже при низких оборотах дроссельной заслонки, что упрощает повторное использование двигателя по сравнению с керосиновым топливом.
  30. ^ «Руководитель двигательной установки SpaceX поднимает толпу в Санта-Барбаре» . Пасифик Бизнес Таймс. 19 февраля 2014 года . Проверено 22 февраля 2014 г.
  31. ^ Беллускио, Алехандро Г. (7 марта 2014 г.). «SpaceX продвигает ракету на Марс с помощью энергии Raptor» . NASAspaceflight.com . Проверено 7 марта 2014 г.
  32. ^ «Китай опередил конкурентов и успешно запустил первую ракету на жидком метане» . Рейтер . 12 июля 2023 г.
  33. ^ Отчет группы экспертов по производству водорода: подкомитет Технического консультативного комитета по водороду и топливным элементам. Архивировано 14 февраля 2020 г., в Wayback Machine . Министерство энергетики США (май 2013 г.).
  34. ^ Россберг, М. и др. (2006) «Хлорированные углеводороды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a06_233.pub2 .
  35. ^ Ламберс, Брок (2022). «Математическое моделирование и моделирование термокаталитического разложения метана для экономически выгодного производства водорода» . Международный журнал водородной энергетики . 47 (7): 4265–4283. doi : 10.1016/j.ijhydene.2021.11.057 . S2CID   244814932 . Проверено 15 июня 2022 г.
  36. ^ Ламберс, Брок (2022). «Производство водорода с низким уровнем выбросов посредством термокаталитического разложения метана для декарбонизации железорудных рудников в Западной Австралии» . Международный журнал водородной энергетики . 47 (37): 16347–16361. doi : 10.1016/j.ijhydene.2022.03.124 . S2CID   248018294 . Проверено 10 июля 2022 г.
  37. ^ Киетявяйнен и Пуркамо (2015). «Происхождение, источник и круговорот метана в биосфере глубинных кристаллических пород» . Передний. Микробиол . 6 : 725. дои : 10.3389/fmicb.2015.00725 . ПМЦ   4505394 . ПМИД   26236303 .
  38. ^ Крамер и Франке (2005). «Признаки активной нефтегазоносной системы в море Лаптевых, северо-восток Сибири» . Журнал нефтяной геологии . 28 (4): 369–384. Бибкод : 2005JPetG..28..369C . дои : 10.1111/j.1747-5457.2005.tb00088.x . S2CID   129445357 . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 23 мая 2017 г.
  39. ^ Лесснер, Дэниел Дж. (декабрь 2009 г.) Биохимия метаногенеза. В: ЭЛС. John Wiley & Sons Ltd, Чичестер. http://www.els.net. Архивировано 13 мая 2011 г. в Wayback Machine.
  40. ^ Тиль, Волкер (2018), «Круговорот углерода метана в прошлом: данные по углеводородным и липидным биомаркерам», в книге Уилкса, Хайнца (ред.), « Углеводороды, масла и липиды: разнообразие, происхождение, химия и судьба» , Справочник по углеводородам и липидам . Липидная микробиология, Springer International Publishing, стр. 1–30, номер номера : 10.1007/978-3-319-54529-5_6-1 , ISBN.  9783319545295 , S2CID   105761461
  41. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Дин, Джошуа Ф.; Мидделбург, Джек Дж.; Рёкманн, Томас; Аэртс, Риен; Блау, Люк Г.; Эггер, Матиас; Джеттен, Майк С.М.; де Йонг, Анниек Э.Э.; Майзель, Уве Х. (2018). «Воздействие метана на глобальную климатическую систему в более теплом мире» . Обзоры геофизики . 56 (1): 207–250. Бибкод : 2018RvGeo..56..207D . дои : 10.1002/2017RG000559 . hdl : 1874/366386 .
  42. ^ Серрано-Сильва, Н.; Саррия-Гузман, Ю.; Дендувен, Л.; Луна-Гвидо, М. (2014). «Метаногенез и метанотрофия в почве: обзор». Педосфера . 24 (3): 291–307. дои : 10.1016/s1002-0160(14)60016-3 .
  43. ^ Сирохи, СК; Панди, Неха; Сингх, Б.; Пуния, А.К. (1 сентября 2010 г.). «Метаногены рубца: обзор» . Индийский журнал микробиологии . 50 (3): 253–262. дои : 10.1007/s12088-010-0061-6 . ПМК   3450062 . ПМИД   23100838 .
  44. ^ Лю, Же; Шао, Нана; Акиниеми, Тайво; Уитмен, Уильям Б. (2018). «Метаногенез» . Современная биология . 28 (13): Р727–Р732. дои : 10.1016/j.cub.2018.05.021 . ПМИД   29990451 .
  45. ^ Тандон, Аиша (20 марта 2023 г.). « Исключительный» всплеск выбросов метана из водно-болотных угодий беспокоит ученых» . Карбоновое резюме . Проверено 18 сентября 2023 г.
  46. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «В Северном Ледовитом океане обнаружен новый источник метана» . физ.орг . 1 мая 2015 года. Архивировано из оригинала 10 апреля 2019 года . Проверено 10 апреля 2019 г.
  47. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Босуэлл, Рэй; Коллетт, Тимоти С. (2011). «Современные перспективы ресурсов газогидратов». Энергетическая среда. Наука . 4 (4): 1206–1215. дои : 10.1039/c0ee00203h .
  48. ^ Глобальный экологический фонд (7 декабря 2019 г.). «Мы можем выращивать более экологически чистый рис» . Домашние новости климата . Проверено 18 сентября 2023 г.
  49. ^ «Инвентаризация выбросов и поглотителей парниковых газов в США: 1990–2014 гг.» . 2016. Архивировано из оригинала 12 апреля 2019 года . Проверено 11 апреля 2019 г. [ нужна страница ]
  50. ^ ФАО (2006). Длинная тень животноводства: экологические проблемы и варианты решения . Рим, Италия: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). Архивировано из оригинала 26 июля 2008 года . Проверено 27 октября 2009 г.
  51. ^ Гербер, П.Дж.; Стейнфельд, Х.; Хендерсон, Б.; Моттет, А.; Опио, К.; Дейкман Дж.; Фалькуччи А. и Темпио Г. (2013). «Борьба с изменением климата с помощью животноводства» . Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 15 июля 2016 г.
  52. ^ Роуч, Джон (13 мая 2002 г.). «Новая Зеландия пытается ограничить газообразную овечью отрыжку» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 4 июня 2011 года . Проверено 2 марта 2011 г.
  53. ^ Роке, Брианна М.; Венегас, Мариелена; Кинли, Роберт Д.; Найс, Рокки де; Дуарте, Тони Л.; Ян, Сян; Кебреаб, Эрмиас (17 марта 2021 г.). «Добавка красных морских водорослей (Asparagopsis Taxiformis) снижает содержание кишечного метана у бычков мясного направления более чем на 80 процентов» . ПЛОС ОДИН . 16 (3): e0247820. Бибкод : 2021PLoSO..1647820R . дои : 10.1371/journal.pone.0247820 . ISSN   1932-6203 . ПМЦ   7968649 . ПМИД   33730064 .
  54. ^ Сильверман, Джейкоб (16 июля 2007 г.). «Коровы загрязняют окружающую среду так же сильно, как автомобили?» . HowStuffWorks.com. Архивировано из оригинала 4 ноября 2012 года . Проверено 7 ноября 2012 г.
  55. ^ Книттель, К.; Вегенер, Г.; Боэций, А. (2019), МакГенити, Терри Дж. (редактор), «Анаэробные окислители метана», Микробные сообщества, использующие углеводороды и липиды: члены, Метагеномика и экофизиология , Справочник по углеводородной и липидной микробиологии, Springer International Publishing, стр. 1–21, номер домена : 10.1007/978-3-319-60063-5_7-1 , ISBN.  9783319600635
  56. ^ «Метан и изменение климата – Глобальный трекер метана 2022 – Анализ» . МЭА . 2022 . Проверено 18 сентября 2023 г.
  57. ^ Форстер, П.; Сторелвмо, Т.; Броня, К.; Коллинз, В.; Дюфрен, Ж.-Л.; Фрейм, Д.; Лант, диджей; Мауритсен, Т.; Палмер, доктор медицины; Ватанабэ, М.; Уайлд, М.; Чжан, Х. (2021). «Энергетический бюджет Земли, климатические обратные связи и чувствительность климата» . Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. стр. 923–1054.
  58. ^ «Глобальный метановый бюджет 2020» . www.globalcarbonproject.org . Проверено 18 сентября 2023 г.
  59. ^ «Метан и изменение климата – Глобальный трекер метана 2022 – Анализ» . МЭА . Проверено 18 сентября 2023 г.
  60. ^ «Исследование обнаружило удивительный источник выбросов метана в Арктике» . НАСА . 22 апреля 2012. Архивировано из оригинала 4 августа 2014 года . Проверено 30 марта 2014 г.
  61. ^ МГЭИК. «Антропогенное и естественное радиационное воздействие» , Изменение климата, 2013 г. – Физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. , Издательство Кембриджского университета, стр. 659–740, 2013 г., doi : 10.1017/cbo9781107415324.018 , ISBN  9781107057999 , получено 18 сентября 2023 г.
  62. ^ Нисбет, Э.Г. (5 февраля 2019 г.). «Очень сильный рост атмосферного метана за 4 года, 2014–2017 гг.: Последствия для Парижского соглашения» . Глобальные биогеохимические циклы . 33 (3): 318–342. Бибкод : 2019GBioC..33..318N . дои : 10.1029/2018GB006009 .
  63. ^ Маккай, Робин (2 февраля 2017 г.). «Резкий рост уровня метана угрожает мировым климатическим целям» . Наблюдатель . ISSN   0029-7712 . Архивировано из оригинала 30 июля 2019 года . Проверено 14 июля 2019 г.
  64. ^ МГЭИК (2013). Стокер, ТФ; Цинь, Д.; Платтнер, Г.-К.; Тиньор, М.; и др. (ред.). Изменение климата, 2013 г.: Физическая научная основа (PDF) (Отчет). Вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
  65. ^ Хмиэль, Бенджамин; Петренко В.В.; Дионисиус, Миннесота; Бьюзерт, К.; Смит, AM; Место, ПФ; Харт, К.; Бодетт, Р.; Хуа, Ц.; Ян, Б.; Вимонт, И.; Мишель, SE; Северингхаус, JP; Этеридж, Д.; Бромли, Т.; Шмитт, Дж.; Фаин, X.; Вайс, РФ; Длугокенский, Э. (февраль 2020 г.). «Доиндустриальный уровень 14CH4 указывает на большие антропогенные выбросы ископаемого CH4» . Природа . 578 (7795): 409–412. Бибкод : 2020Natur.578..409H . дои : 10.1038/s41586-020-1991-8 . ISSN   1476-4687 . ПМИД   32076219 . S2CID   211194542 . Проверено 15 марта 2023 г.
  66. ^ Харви, Челси (21 февраля 2020 г.). «Выбросы метана из нефти и газа могут быть значительно недооценены; оценки метана, поступающего из природных источников, оказались слишком высокими, что перекладывает бремя на человеческую деятельность» . Новости E&E через Scientific American . Архивировано из оригинала 24 февраля 2020 года.
  67. ↑ Кэррингтон, Дамиан (21 июля 2020 г.) Первая активная утечка метана с морского дна, обнаруженная в Антарктиде. Архивировано 22 июля 2020 г., в Wayback Machine , The Guardian.
  68. ^ Равилиус, Кейт (5 июля 2022 г.). «Метан гораздо более чувствителен к глобальному потеплению, чем считалось ранее – исследование» . Хранитель . Проверено 5 июля 2022 г.
  69. ^ Глобальное обещание по метану. «Домашняя страница | Глобальное обещание по метану» . www.globalmthanpledge.org . Проверено 2 августа 2023 г.
  70. ^ Форстер, Пирс; Смит, Крис; Рогель, Джоэри (2 ноября 2021 г.). «Гостевой пост: Глобальное обещание по метану должно пойти дальше, чтобы помочь ограничить потепление до 1,5°С» . Карбоновое резюме . Проверено 2 августа 2023 г.
  71. ^ МЭА (2022 г.). «Глобальный трекер метана 2022» . МЭА . Проверено 2 августа 2023 г.
  72. ^ Пурман, Герхард; Торрес, Марта Э. (2006), Шульц, Хорст Д.; Забель, Матиас (ред.), «Газовые гидраты в морских отложениях», Морская геохимия , Springer Berlin Heidelberg, стр. 481–512, doi : 10.1007/3-540-32144-6_14 , ISBN  9783540321446
  73. ^ Миллер, Г. Тайлер (2007). Защита Земли: комплексный подход . США: Thomson Advantage Books, стр. 160. ISBN   0534496725
  74. ^ Дин, Дж. Ф. (2018). «Обратная связь метана с глобальной климатической системой в более теплом мире» . Обзоры геофизики . 56 (1): 207–250. Бибкод : 2018RvGeo..56..207D . дои : 10.1002/2017RG000559 . hdl : 1874/366386 .
  75. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Руппель; Кесслер (2017). «Взаимодействие изменения климата и гидратов метана» . Обзоры геофизики . 55 (1): 126–168. Бибкод : 2017RvGeo..55..126R . дои : 10.1002/2016RG000534 . hdl : 1912/8978 . Архивировано из оригинала 7 февраля 2020 года . Проверено 16 сентября 2019 г.
  76. ^ «Выбросы метана с арктического шельфа могут быть намного больше и быстрее, чем ожидалось» (пресс-релиз). Национальный научный фонд (NSF). 10 марта 2010 года. Архивировано из оригинала 1 августа 2018 года . Проверено 6 апреля 2018 г.
  77. ^ Коннор, Стив (13 декабря 2011 г.). «Огромные метановые «шлейфы» наблюдаются в Северном Ледовитом океане по мере отступления морского льда» . Независимый . Архивировано из оригинала 25 декабря 2011 года . Проверено 4 сентября 2017 г.
  78. ^ «Арктический морской лед достиг самой низкой за год протяженности и спутникового рекорда» (Пресс-релиз). Национальный центр данных по снегу и льду (NSIDC). 19 сентября 2012. Архивировано из оригинала 4 октября 2012 года . Проверено 7 октября 2012 г.
  79. ^ «Границы 2018/19: новые экологические проблемы» . ООН Окружающая среда . Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 6 марта 2019 г.
  80. ^ «Ученые шокированы тем, что вечная мерзлота в Арктике тает на 70 лет раньше, чем прогнозировалось» . Хранитель . Рейтер. 18 июня 2019 г. ISSN   0261-3077 . Архивировано из оригинала 6 октября 2019 года . Проверено 14 июля 2019 г.
  81. ^ Шинделл, Дрю; Куиленшерна, Йохан К.И.; Виньяти, Элизабетта; ван Дингенен, Рита; Аманн, Маркус; Климонт, Збигнев; Аненберг, Сьюзен К.; Мюллер, Николас; Янссенс-Менхаут, Приветствую; Раес, Фрэнк; Шварц, Джоэл; Фалувеги, Грег; Поццоли, Лука; Купиайнен, Каарле; Хёглунд-Исакссон, Лена; Эмберсон, Лиза; Улицы, Дэвид; Раманатан, В.; Хикс, Кевин; Оан, НТ Ким; Милли, Джордж; Уильямс, Мартин; Демкин, Владимир; Фаулер, Дэвид (13 января 2012 г.). «Одновременное смягчение последствий изменения климата в краткосрочной перспективе и улучшение здоровья человека и продовольственной безопасности». Наука . 335 (6065): 183–189. Бибкод : 2012Sci...335..183S . дои : 10.1126/science.1210026 . ISSN   1095-9203 . ПМИД   22246768 . S2CID   14113328 .
  82. ^ Дозолм, Филипп. «Обычные несчастные случаи на шахтах» . О сайте.com. Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 года . Проверено 7 ноября 2012 г.
  83. ^ Мессина, Лоуренс и Блюстейн, Грег (8 апреля 2010 г.). «Чиновник ФРС: Еще слишком рано для спасения шахт в Западной Вирджинии» . Новости.yahoo.com. Архивировано из оригинала 8 апреля 2010 года . Проверено 8 апреля 2010 г.
  84. ^ ОСМАН, Карим; ЖЕНЬО, Батист; ГЕРЧИН, Николас; БЛАНШЕТЬЕР, Винсент (2015). «Обзор ущерба, наблюдаемого после катастрофических событий, произошедших в газовой отрасли, в сравнении с инструментами моделирования последствий» (PDF) . Серия симпозиумов . 160 (25) . Проверено 1 июля 2022 г.
  85. ^ Казаль, Хоаким; Гомес-Марес, Мерседес; Муньос, Мигель; Паласиос, Адриана (2012). «Пожары на реактивных самолетах: «незначительная» пожарная опасность?» (PDF) . Химико-технологические операции . 26 :13–20. дои : 10.3303/CET1226003 . Проверено 1 июля 2022 г.
  86. ^ «Утечка газа на Портер-Ранч окончательно прекращена, - заявляют официальные лица» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 18 февраля 2016 г.
  87. ^ Мэтт МакГрат (26 февраля 2016 г.). «Утечка метана в Калифорнии «крупнейшая в истории США» » . Би-би-си . Проверено 26 февраля 2016 г.
  88. ^ Давила Фрагосо, Алехандро. «Массивный выброс метана в каньоне Алисо был крупнейшим в истории США» . ДумайПрогресс . Проверено 26 февраля 2016 г.
  89. ^ Тим Уокер (2 января 2016 г.). «Утечка метана в Калифорнии «более разрушительна, чем катастрофа на Deepwater Horizon» » . Независимый . Архивировано из оригинала 4 января 2016 года . Проверено 6 июля 2017 г.
  90. ^ Кэррингтон, Дамиан (9 мая 2023 г.). « Обнаружены «ошеломляющие» выбросы метана в Туркменистане» . Хранитель . Проверено 9 мая 2023 г.
  91. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Зубрин Р.М.; Мускателло, AC; Берггрен, М. (2013). «Интегрированная система производства топлива на Марсе». Журнал аэрокосмической техники . 26 : 43–56. doi : 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000201 .
  92. ^ «Метановый взрыв» . НАСА. 4 мая 2007 г. Архивировано из оригинала 16 ноября 2019 г. Проверено 7 июля 2012 г.
  93. ^ Чанг, Кеннет (2 ноября 2012 г.). «Надежда на метан на Марсе угасает» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 8 июня 2019 года . Проверено 3 ноября 2012 г.
  94. ^ Атрея, Сушил К.; Махаффи, Пол Р.; Вонг, Ах-Сан (2007). «Метан и родственные ему следы на Марсе: происхождение, потеря, последствия для жизни и обитаемость». Планетарная и космическая наука . 55 (3): 358–369. Бибкод : 2007P&SS...55..358A . дои : 10.1016/j.pss.2006.02.005 . hdl : 2027.42/151840 .
  95. ^ Браун, Дуэйн; Вендел, Джоанна; Штайгервальд, Билл; Джонс, Нэнси; Хорошо, Андрей (7 июня 2018 г.). «Выпуск 18-050 – НАСА обнаруживает на Марсе древний органический материал и загадочный метан» . НАСА . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  96. ^ НАСА (7 июня 2018 г.). «На Марсе обнаружена древняя органика – видео (03:17)» . НАСА . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  97. ^ Уолл, Майк (7 июня 2018 г.). «Ровер Curiosity нашел на Марсе древние «строительные блоки для жизни»» . Space.com . Архивировано из оригинала 7 июня 2018 года . Проверено 7 июня 2018 г.
  98. ^ Чанг, Кеннет (7 июня 2018 г.). «Жизнь на Марсе? Последнее открытие марсохода ставит ее «на стол» – идентификация органических молекул в камнях на Красной планете не обязательно указывает на жизнь там, в прошлом или настоящем, но указывает на то, что некоторые строительные блоки присутствовали " . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 8 июня 2018 года . Проверено 8 июня 2018 г.
  99. ^ Воосен, Пол (7 июня 2018 г.). «Ровер НАСА сталкивается с органической грязью на Марсе» . Наука . дои : 10.1126/science.aau3992 . S2CID   115442477 .
  100. ^ тен Кейт, Инге Лоес (8 июня 2018 г.). «Органические молекулы на Марсе». Наука . 360 (6393): 1068–1069. Бибкод : 2018Sci...360.1068T . дои : 10.1126/science.aat2662 . ПМИД   29880670 . S2CID   46952468 .
  101. ^ Вебстер, Кристофер Р.; и др. (8 июня 2018 г.). «Фоновые уровни метана в атмосфере Марса демонстрируют сильные сезонные колебания» . Наука . 360 (6393): 1093–1096. Бибкод : 2018Sci...360.1093W . дои : 10.1126/science.aaq0131 . ПМИД   29880682 .
  102. ^ Эйгенброде, Дженнифер Л .; и др. (8 июня 2018 г.). «Органическое вещество, сохранившееся в аргиллитах возрастом 3 миллиарда лет в кратере Гейла на Марсе» . Наука . 360 (6393): 1096–1101. Бибкод : 2018Sci...360.1096E . дои : 10.1126/science.aas9185 . hdl : 10044/1/60810 . ПМИД   29880683 .
  103. ^ Ричардсон, Дерек (27 сентября 2016 г.). «Илон Маск демонстрирует межпланетную транспортную систему» . Космический полет Инсайдер. Архивировано из оригинала 1 октября 2016 года . Проверено 3 октября 2016 г.
  104. ^ Озе, К.; Шарма, М. (2005). «Есть оливин, будет газ: серпентинизация и абиогенное производство метана на Марсе» . Письма о геофизических исследованиях . 32 (10): L10203. Бибкод : 2005GeoRL..3210203O . дои : 10.1029/2005GL022691 . S2CID   28981740 .
  105. ^ «Кассини исследует метановое море на Титане» . Новости лаборатории реактивного движения . 26 апреля 2016 г.
  106. ^ Комитет по пределам органической жизни в планетарных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; Пресса национальных академий, 2007; страница 74.
  107. ^ Маккей, CP; Смит, HD (2005). «Возможности метаногенной жизни в жидком метане на поверхности Титана» . Икар . 178 (1): 274–276. Бибкод : 2005Icar..178..274M . дои : 10.1016/j.icarus.2005.05.018 .
  108. ^ Вольта, Алессандро (1777) Письма синьора Дона Алессандро Вольты ... Sull 'Aria Inflammable Nativa Delle Paludi. Архивировано 6 ноября 2018 года в Wayback Machine [Письма синьора Дона Алессандро Вольты ... на легковоспламеняющемся родном воздухе болота], Милан, Италия: Джузеппе Марелли.
  109. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Метан . КнигаТряпки. Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 26 января 2012 г.
  110. ^ Холланд, Джон (1841). История и описание ископаемого топлива, угольных шахт и торговли углем Великобритании . Лондон, Уиттакер и Ко, стр. 271–272 . Проверено 16 мая 2021 г.
  111. ^ Хофманн, AW (1866 г.). «О действии треххлористого фосфора на соли ароматических моноаминов» . Труды Лондонского королевского общества . 15 : 55–62. JSTOR   112588 . Архивировано из оригинала 3 мая 2017 года . Проверено 14 июня 2016 г. ; см. сноску на стр. 57–58.
  112. ^ Макбрайд, Джеймс Майкл (1999) «Разработка систематических названий простых алканов» . Химический факультет Йельского университета (Нью-Хейвен, Коннектикут). Архивировано 16 марта 2012 г. в Wayback Machine.
  113. ^ Харпер, Дуглас. «метан» . Интернет-словарь этимологии .
  114. ^ Джаясундара, Сусанта (3 декабря 2014 г.). «Есть ли какая-либо разница в выражении парниковых газов в виде CH4-кг/га и CH4-C кг/га?» . Исследовательские ворота . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Проверено 26 августа 2020 г.
  115. ^ «Руководство пользователя по оценке выбросов углекислого газа, метана и закиси азота от сельского хозяйства с использованием инструмента государственной инвентаризации» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . 26 ноября 2019 г. Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2021 г. . Проверено 26 августа 2020 г.
  116. ^ «Что означает CH4-C? – Определение CH4-C – CH4-C означает соотношение метана и углерода» . acronymsandslang.com . Архивировано из оригинала 11 апреля 2015 года . Проверено 26 августа 2020 г.
  117. ^ Управление по воздуху и радиации, Агентство по охране окружающей среды США (7 октября 1999 г.). «Выбросы метана в США в 1990–2020 гг.: инвентаризация, прогнозы и возможности сокращения (EPA 430-R-99-013)» (PDF) . Ourenergypolicy.org . Архивировано (PDF) из оригинала 26 октября 2020 г. Проверено 26 августа 2020 г.

Цитированные источники [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме метана .
Найдите метан в Викисловаре, бесплатном словаре.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Methane&oldid=1227390575"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 395e061d353f2a7a3bf507d1f0026623__1717581300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/39/23/395e061d353f2a7a3bf507d1f0026623.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Methane - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)