Метановая вода чем полезна


Тункинские медики рассказали, как правильно и в каких количествах пить аршан

Чрезмерное употребление минеральных вод может нанести вред

В Бурятии минеральные источники пользуются большой популярностью как у местных жителей, так и у приезжих туристов. Особенно богат аршанами (минеральными водами) Тункинский район. Там насчитывается порядка 200 выходов минеральных вод, но из них официально зарегистрированы около 20 целебных источников.

О полезных свойствах минеральных вод и их правильном употреблении рассказали медики Тункинской ЦРБ.

Что такое минеральные воды и чем они отличаются от обычной пресной воды?

– Минеральные воды – это подземные воды, которые имеют в своём составе повышенное содержание минеральных или органических компонентов. Такая вода обладает специфическими физико-химическими свойствами, на чём основано их действие на организм человека и лечебное применение. В отличие от пресной воды в аршане содержание минеральных веществ составляет от 1% до 5%, – рассказали медики Тункинской ЦРБ.

Наибольший лечебный эффект отмечается у источника с содержанием сероводорода, углекислого газа и радона.

«Злоупотреблять лечебными водами не стоит»

– Злоупотреблять лечебными водами не стоит, в этом случае вместо пользы можно получить вред. Прежде чем приступать к лечению минеральной водой необходимо посоветоваться с врачом, который определит, какую минеральную воду лучше пить и в каком количестве. При многих хронических заболеваниях в острой стадии минеральную воду пить не только нежелательно, но и опасно. Лучше всего проходить лечение минеральными водами в специализированных санаториях, – отмечают медики Тункинской ЦРБ.

Все минеральные источники можно разделить на 5 видов: щелочные, сульфатные, нитратные, хлоридные и комбинированные (смешанные). По степени минерализации различают: слабоминерализованную воду (до 5 г/л), среднеминерализованную (от 5 до 30 г/л) и сильноминерализованные (свыше 30 г/л).

– Слабоминерализованная вода (до 1 г/л) считается столовой. Такую воду можно употреблять как питьевую, не боясь принести вреда своему организму. Вода с минерализацией от 1 до 10 г/л называется лечебно- столовой, она имеет лечебные свойства, её нужно употреблять в меру. Лечебную воду с минерализацией более 30 г/л можно пить только по рекомендации врача, – продолжают медики.

К питью минеральной воды нужно относиться ответственно. Для каждого заболевания подходит определённый тип воды и суточная норма её потребления.

Обычно аршаны пьют в чистом виде, но сильно концентрированные минеральные воды необходимо разбавлять простой водой, чтобы не раздражать стенки желудка.

Не стоит долго хранить минеральную воду в открытой посуде – в её составе происходит денатурация, теряется температура и газы, соли оседают, вода мутнеет и теряет свой вкус, а также многие лечебные свойства.

– При употреблении минеральной воды внимание нужно обратить на её температуру. Если температура аршана превышает 55 градусов – воду следует охладить, если ниже 10 градусов – подогреть. Обычно для лечения используют воду с температурой от 10 до 50 градусов, – говорят медики Тункинской ЦРБ.

Дозировку минеральной воды назначает лечащий врач. Она зависит от характера и остроты болезни, от свойств целебной воды и от состояния самого больного. Дозировка может колебаться от 1 столовой ложки до 1-2-х стаканов.

Самые популярные минеральные источники Тункинского района и правила их употребления

Минеральный источник «Аршан»

Аршанское месторождение минеральных вод находится в 70 километрах от села Кырен и в 135 километрах от железнодорожной станции Слюдянка на высоте 893 метров над уровнем моря.

В минеральном источнике «Аршан» содержатся углекисло-сульфатно-магниевые слабожелезистые воды с температурой до 44 градусов и минерализацией 2 – 4.2 г/дм3. Воды Аршана применяют для лечения заболевания сердечно-сосудистой системы, функциональных расстройств нервной системы, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря, нарушения обмена веществ. При этом наибольший эффект даёт применение свежей воды.

На курорте Аршан курсовое лечение составляет 14-31 день. Лечение обычно проходят два раза в год – осенью и весной.

– При заболеваниях желудочно-кишечного тракта минеральные воды Аршана обычно назначают употреблять три раза в день в количестве 200 мг. За день употребляют до литра воды – дозы назначаются врачом индивидуально, – сообщили в Тункинской ЦРБ.

Целебные воды «Вышки»

В 5 километрах от села Жемчуг на берегу реки Иркут находится бальнеологическая курортная местность «Вышка», там выходят из-под земли два термальных минеральных источника.

С глубины 834-846 метров выходят термальные воды с минерализацией 1.2-1.3 г/дм3 и с температурой 37 градусов. Согласно бальнеологическому заключению минеральные воды относятся к термальным метановым, слабоминерализованным гидрокарбанатным натриевым.

Там же на «Вышке» с глубины 1077 метров выходят углекислые термальные воды. Температура воды составляет 52 градуса. По химическому и газовому составу, а также набору микроэлементов минеральные термы отнесены к Джавскому типу минеральных вод и близки к Ессентукским водам (№ 4).

Термальные воды «Вышки» используются для эффективного лечебно-профилактического лечения при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, болезнях женской и мужской половой сферы, нервной системы, болезнях кожи.

Аршаны на «Вышке» в основном применяют в виде ванн и душа. Ванны обычно назначают два раза – утром и вечером в течение одной недели.

Хонгор-Уула

Железистые источники Хонгор-Уула расположены в предгорной части Гурби-Дабанского хребта, окаймляющего с юга Тункинскую котловину, в долине реки Харагун в 9 километрах от сёл Охор-Шибирь, Жемчуг и в 11 километрах от автомобильного тракта Култук – Монды. Всего здесь насчитывается 10 выходов минеральных вод. Источники Хонгор-Уула холодные железистые сульфатно-карбонатные, натриево-кальциево-магниевые с невысокой минерализацией. Температура воды в разных источниках колеблется. Часть источников находится на расстоянии 1.5-2 километров от местности. Там различают желудочный, сердечный, кишечный, общеукрепляющий, глазной, почечный, печёночный, женский, нервный и мужской источники.

– Печёночный аршан вымывает камни, его обычно назначают употреблять в больших количествах – до трёх литров в день. В Хонгор-Уулах лечение минеральными водами проходят раз в год курсом в 7-12 дней, – сообщили в Тункинской ЦРБ.

Источник – www.baikal-daily.ru

Насколько активен метан? - FactCheck.org

Перейти к основному содержанию FactCheck.org ® Проект Центра общественной политики Анненберга FactCheck.org ®
  • Дом
  • статей
    • Избранные сообщения
    • Сообщения FactCheck
    • SciCheck
    • Разоблачение ложных историй
    • Выборы 2020
  • Задать вопрос
    • Спросите FactCheck
.

метана | Определение, свойства, использование и факты

Метан , бесцветный газ без запаха, который часто встречается в природе и является продуктом определенной деятельности человека. Метан - простейший член парафинового ряда углеводородов и один из самых сильных парниковых газов. Его химическая формула - CH 4 .

метановый цикл Encyclopdia Britannica, Inc.

Британская викторина

Ветер и воздух: факт или вымысел?

Аэрозоли - это мелкие частицы.

Химические свойства метана

Метан легче воздуха, его удельный вес составляет 0,554. Он слабо растворяется в воде. Легко горит на воздухе, образуя углекислый газ и водяной пар; пламя бледное, слегка яркое и очень горячее. Точка кипения метана составляет -162 ° C (-259,6 ° F), а точка плавления -182,5 ° C (-296,5 ° F). Метан в целом очень стабилен, но смеси метана и воздуха с содержанием метана от 5 до 14 процентов по объему взрывоопасны.Взрывы таких смесей часто случаются на угольных шахтах и ​​угольных шахтах и ​​являются причиной многих аварий на шахтах.

структура метана Тетраэдрическая структура метана (CH 4 ) объясняется в теории VSEPR (валентная оболочка-электронная пара отталкивания) молекулярной формы, предполагая, что четыре пары связывающих электронов (представленные серым облака) занимают позиции, минимизирующие их взаимное отталкивание. Encyclopædia Britannica, Inc.

Источники метана

В природе метан образуется в результате анаэробного бактериального разложения растительного вещества под водой (где его иногда называют болотным газом или болотным газом).Водно-болотные угодья являются основным естественным источником производимого таким образом метана. Другие важные природные источники метана включают термитов (в результате процессов пищеварения), вулканы, жерла на дне океана и отложения гидрата метана, которые встречаются вдоль окраин континентов и под антарктическими льдами и арктической вечной мерзлотой. Метан также является основным компонентом природного газа, который содержит от 50 до 90 процентов метана (в зависимости от источника) и встречается как компонент горючего газа (горючего газа) вдоль угольных пластов.

химическая структура метана Тетраэдрическая геометрия метана: (A) модель стержня и шарика и (B) диаграмма, показывающая валентные углы и расстояния. (Простые связи обозначают связи в плоскости изображения; клин и пунктир обозначают связи, направленные к зрителю и от него, соответственно.) Encyclopædia Britannica, Inc.

Производство и сжигание природного газа и угля являются основными антропогенными факторами. (связанные с человеком) источники метана. Такие виды деятельности, как добыча и обработка природного газа и деструктивная перегонка битуминозного угля при производстве угольного и коксового газа, приводят к выбросу значительных количеств метана в атмосферу.Другая деятельность человека, связанная с производством метана, включает сжигание биомассы, животноводство и управление отходами (где бактерии производят метан, разлагая отстой в очистных сооружениях и разлагающиеся вещества на свалках).

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Использование метана

Метан - важный источник водорода и некоторых органических химикатов. Метан реагирует с паром при высоких температурах с образованием окиси углерода и водорода; последний используется при производстве аммиака для удобрений и взрывчатых веществ.Другие ценные химические вещества, полученные из метана, включают метанол, хлороформ, четыреххлористый углерод и нитрометан. При неполном сгорании метана образуется технический углерод, который широко используется в качестве армирующего агента в резине, используемой для автомобильных шин.

Роль как парниковый газ

Метан, который производится и выбрасывается в атмосферу, поглощается стоками метана, которые включают почву и процесс окисления метана в тропосфере (нижний уровень атмосферы).Большая часть метана, производимого естественным путем, компенсируется его поглощением в естественных стоках. Однако антропогенное производство метана может вызвать более быстрое увеличение концентрации метана, чем оно компенсируется стоками. С 2007 года концентрация метана в атмосфере Земли увеличивалась на 6,8–10 частей на миллиард (ppb) в год. К 2020 году содержание метана в атмосфере достигло 1873,5 частей на миллиард, что примерно в два-три раза выше, чем доиндустриальные уровни, которые колебались на уровне 600-700 частей на миллиард.

Повышенная концентрация метана в атмосфере способствует парниковому эффекту, в результате чего парниковые газы (особенно углекислый газ, метан и водяной пар) поглощают инфракрасное излучение (чистую тепловую энергию) и переизлучают его обратно на поверхность Земли, потенциально задерживая тепло и производя существенные изменения климата.Повышенное содержание метана в атмосфере также косвенно увеличивает парниковый эффект. Например, при окислении метана гидроксильные радикалы (OH -) удаляют метан, вступая с ним в реакцию с образованием диоксида углерода и водяного пара, а по мере увеличения концентрации атмосферного метана концентрация гидроксильных радикалов уменьшается, что эффективно продлевает срок службы метана в атмосфере. .

The Editors of Encyclopaedia Britannica Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​редактором Джоном П. Рафферти.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • глобальное потепление: метан

    Метан (CH 4 ) - второй по значимости парниковый газ. CH 4 более мощный, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на одну молекулу, больше.Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

  • парниковый газ: метан

    Метан (CH 4 ) - второй по значимости парниковый газ.CH 4 более мощный, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на одну молекулу, больше. Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

  • Климат: Климат и жизнь

    … пар, двуокись углерода, окись углерода, метан, озон, двуокись азота, азотная кислота, аммиак и ионы аммония, закись азота, двуокись серы, сероводород, сульфид карбонила, диметилсульфид и сложный набор неметановых углеводородов.Из них…

.

Метановые гидраты и глобальное потепление «RealClimate

На Земле существует огромное количество метана (CH 4 ), замороженного в виде льда, называемого гидратом метана. Гидраты могут образовываться практически с любым газом и состоят из «клетки» молекул воды, окружающей газ. (Термин «клатрат» в более общем смысле описывает твердые вещества, состоящие из газов, захваченных в любой клетке, а гидрат - это конкретный термин, обозначающий, когда клетка состоит из молекул воды). На Марсе есть гидраты CO 2 , тогда как на Земле большая часть гидратов заполнена метаном.Большинство из них находится в отложениях океана, но некоторые связаны с вечномерзлыми грунтами.

Гидраты метана интуитивно кажутся самыми опасными вещами. Гидрат метана плавится, если становится слишком горячим, и плавает в воде. Метан - мощный парниковый газ, и он разлагается до CO 2 , еще одного парникового газа, который накапливается в атмосфере так же, как ископаемое топливо CO 2 . И их очень много, возможно, больше, чем традиционные месторождения ископаемого топлива.Возможно, изменение климата может повлиять на эти отложения. Итак, что мы знаем о потенциале гидратов метана для фильмов-катастроф?

Гидраты океана . Большая часть гидрата метана находится в отложениях океана. Большинство из них можно назвать отложениями стратиграфического типа. Органический углерод планктона похоронен на протяжении миллионов лет. На сотнях метров ниже морского дна бактерии производят метан из мертвого планктона. Если метан произведен достаточно быстро, часть его замерзнет и превратится в гидраты метана.Отложения этого типа содержат тысячи гигатонн углерода в виде метана [Buffett and Archer, 2004; Милков, 2004]. Для сравнения, наиболее распространенным типом традиционного ископаемого топлива является уголь, на который обычно приписывают около 5000 Гт углерода [Rogner, 1997].

Иногда метан перемещается по земле и где-то собирается, образуя так называемые отложения структурных гидратов. Например, Мексиканский залив - это в основном негерметичное нефтяное месторождение [MacDonald et al., 2005]. Одним из следствий такого движения и скопления газа является то, что концентрация гидрата может быть выше, вплоть до того, что они называют массивными отложениями, кусками почти чистого гидрата.Второй вывод заключается в том, что гидрат можно найти гораздо ближе к морскому дну и даже на морском дне.

Гидрат тает, если становится слишком тепло. Океан достаточно холодный на глубине, скажем, 500 метров (200 метров в Арктике). Ниже морского дна температура увеличивается с глубиной в соответствии с геотермальным температурным градиентом. На некоторой глубине он становится слишком теплым для гидрата, поэтому гидрат тает, если он оказывается погребенным глубже этой глубины. Под зоной устойчивости гидрата часто находится слой пузырьков.Пузырьки отражают сейсмические звуковые волны и четко видны при сейсмических исследованиях по всему миру [Buffett, 2000]. Холмы и долины пузырькового слоя следуют за холмами и долинами морского дна, поэтому этот слой называется отражателем, имитирующим дно (BSR).

Теперь давайте нагреем воду в верхней части осадка. В конечном итоге новый температурный профиль будет иметь почти такой же наклон, как и раньше, геотерму. Зона устойчивости гидратов будет истончаться с увеличением температуры столба осадка.Важно отметить, что он становится тоньше снизу, а не сверху. Гидрат в основании первоначальной зоны стабильности плавится.

Если зона стабильности все еще существует, она будет более мелкой в ​​толще осадка, чем недавно выпущенные пузырьки метана, и поэтому она может действовать как холодная ловушка, препятствуя утечке выпущенного газообразного метана. Однако сейсмические исследования часто показывают «зоны выветривания», где BSR отсутствует, и вся слоистая структура колонки наносов над отсутствующей BSR сглаживается.Считается, что это области, где газ прорвался через структуру донных отложений и ушел в океан [Wood et al., 2002]. Одна из теорий заключается в том, что восходящая миграция жидкости уносит с собой тепло, предотвращая замерзание метана при его прохождении через номинальную зону стабильности. На поверхности отложений мирового океана есть отверстия, называемые покмарками [Hill et al., 2004], которые интерпретируются так, как эти газовые взрывы выглядят с поверхности.

А есть возможность оползней.Когда гидрат тает и образует пузырьки, объем увеличивается. Идея состоит в том, что пузыри могут отрывать зерна друг от друга, дестабилизируя столб осадка. Самый крупный из известных подводных оползней произошел у побережья Норвегии и называется Сторегга [Bryn et al., 2005; Mienert et al., 2005]. Горка выкапывала в среднем 250 метров верхнего слоя наносов на полосе шириной в сотни километров, протянувшейся на полпути от Норвегии до Гренландии. Примерно каждые 100 тыс. Лет на норвежской окраине наблюдались сопоставимые слайды, синхронные с ледниковыми циклами [Solheim et al., 2005]. Последний произошел через 2-3 тыс. Лет после того, как зона устойчивости истончилась из-за повышения температуры воды [Mienert et al., 2005], около 8150 лет назад. Слайд начался на глубине нескольких сотен метров, недалеко от континентального склона, где Минерт вычисляет максимальное изменение HSZ. В настоящее время зона оползня Сторегга содержит залежи клатрата метана, о чем свидетельствует сейсмический баллистический разрез, соответствующий основанию HSZ на высоте 200-300 метров, и осыпи, указывающие на вытеснение газа из отложений.

Тем не менее, есть еще одна, по-видимому, правдоподобная гипотеза для Сторегги, которая вообще не касается гидратов. Это быстрое накопление ледниковых отложений, сбрасываемых Фенноскандинавским ледниковым покровом [Bryn et al., 2005]. Быстрая загрузка осадка улавливает поровую воду в осадочном столбе быстрее, чем она может быть удалена из-за увеличения количества наносов. В какой-то момент колонка отложений плавает в собственной поровой воде. Этот механизм способен объяснить, почему на норвежской континентальной окраине из всех мест в мире должны быть оползни, синхронные с изменением климата.

Оползень Сторегга вызвал цунами на территории современной Соединенного Королевства, но, похоже, не имел никаких климатических связей. Это не была катастрофическая потеря метана. Объем перемещенных наносов составил около 2500 км 3 . Если предположить, что 1% гидрата от объема поровой воды было выделено в среднем из объема слайда, вы получите выделение метана около 0,8 Гт C. Даже если весь гидрат попадет в атмосферу, он окажет меньшее воздействие на климат, чем извержение вулкана (здесь я рассчитал влияние метана на радиационный баланс).На самом деле, по правде говоря, оползень Сторегга произошел ужасающе близко по времени к климатическому событию 8,2 км, но, похоже, нет никакой связи. Событие 8,2k было столетним интервалом охлаждения, вероятнее всего, в ответ на выброс пресной воды из ледникового озера Аггасиз в Северную Атлантику и совпало с падением метана на ~ 75 ppbv, а не с подъемом.

Метан может покидать осадок в трех возможных формах: растворенный, пузырьковый и гидратный. Растворенный метан химически нестабилен в кислородной водной толще океана, но его срок службы составляет десятилетия (короче в средах с высоким потоком) [Valentine et al., 2001], поэтому, если метан выбрасывается на достаточно мелкую глубину в океан, у него есть хорошие шансы уйти в атмосферу. Пузырьки метана обычно могут подняться только на несколько сотен метров, прежде чем растворятся. Гидрат плавает в воде, как обычный лед в воде, перенося метан в атмосферу гораздо эффективнее, чем пузыри [Brewer et al., 2002].

Для большей части океана таяние гидратов - медленный процесс. Требуются десятилетия или столетия, чтобы нагреть воду на глубине 1000 метров в океане, и еще столетия, чтобы рассеять это тепло в отложения, где находится основание зоны стабильности.Северный Ледовитый океан может быть особым случаем из-за более мелкой зоны стабильности из-за более холодной толщи воды и потому, что ожидается более интенсивное потепление в высоких широтах.

Вечная мерзлота . Возможно, вы в последнее время много читали о вечной мерзлоте в газетах. Под вечной мерзлотой понимаются почвы, которые остаются мерзлыми круглый год (фактически, техническое определение - это грунт, который был заморожен в течение последних двух лет). Иногда у поверхности отложений есть зона, которая летом тает.В литературе по вечной мерзлоте эта зона называется активной зоной, и было замечено, что она со временем увеличивается [Сазонова и др., 2004]. Таяние поверхностных почв - одна из причин, по которым ожидается, что высокоширотная Арктика станет частью поверхности суши, которая наиболее резко реагирует на изменение климата [Bala et al., 2005]. Другая причина заключается в том, что изменения температуры более резкие в высоких широтах, чем в среднем в мире, особенно в высоких северных широтах. Например, было множество анекдотических сообщений о влиянии таяния вечной мерзлоты на арктический ландшафт, наклонные здания и «пьяные леса» около Фэрбенкса [Pearce, 2005; Stockstad, 2004].Большая часть нефтепровода на Аляске проложена в вечномерзлых грунтах.

Гидраты иногда связаны с отложениями вечной мерзлоты, но не слишком близко к поверхности почвы из-за необходимости высокого давления. Другой фактор, который определяет, найдете ли вы гидрат, - это проницаемость почвы. Иногда замерзающие текущие грунтовые воды создают в почве герметичный слой льда, который может повысить давление в поровом пространстве внизу. Гидрат в одном ядре вечной мерзлоты [Dallimore and Collett, 1995] был зарегистрирован под слоями замороженного льда.Сообщается, что озера внезапно осушают, поскольку некоторый подповерхностный слой замороженного льда, по-видимому, нарушен.

Дедушка подповерхностных слоев замороженного льда - это очень большая структура в Сибири, называемая ледовым комплексом [Hubberten and Romanovskii, 2001]. Наиболее важным средством эрозии ледяного комплекса является латеральная эрозия талая-эрозии, называемая термокарстовой эрозией [Гаврилов и др., 2003]. Слой льда подвергается воздействию нагретых вод океана. Когда лед тает, земля обрушивается, обнажая все больше льда.Северное побережье Сибири подвергается эрозии на протяжении тысячелетий, но темпы ее роста ускоряются. Целые острова исчезли в историческое время [Романкевич, 1984]. Концентрация растворенного метана на сибирском шельфе в 25 раз превышала атмосферное насыщение, что свидетельствует о выходе метана в результате береговой эрозии в атмосферу [Шахова и др., 2005]. Общие количества гидрата метана в вечномерзлых почвах очень плохо известны, их оценки варьируются от 7,5 до 400 Гт C (оценки составлены [Gornitz and Fung, 1994]).

Будущее . Самый пикантный сценарий фильма-катастрофы - выброс метана в количестве, достаточном для значительного изменения концентрации в атмосфере, во временном масштабе, который быстрее времени жизни метана. Это приведет к скачку концентрации метана. В масштабе большого выброса метана количество метана, которое потребуется, чтобы равняться радиационному воздействию удвоенного CO2, было бы примерно в десять раз больше текущей концентрации метана.Это был бы фильм-катастрофа. Или разница между наихудшим сценарием МГЭИК и наилучшим мыслимым «альтернативным сценарием» к 2050 году составляет всего около 1 Вт / м2 среднего дисбаланса энергии излучения. Радиационное воздействие такого порядка со стороны метана, вероятно, сделало бы невозможным оставаться ниже «опасного» уровня на 2 градуса выше доиндустриального. Я подсчитал, что потребуется около 6 ppm метана, чтобы получить 1 Вт / м2 по сравнению с сегодняшним днем. Концентрация метана в 6 частей на миллион в реальном мире была бы катастрофой.

В настоящее время в атмосфере содержится около 3,5 Гт углерода в виде метана. Мгновенное высвобождение 10 Гт C заставит нас подняться выше 6 ppm. Это, вероятно, на порядок больше, чем любая из предполагаемых катастроф. Оползни выделяют гигатонну, а взрывы оспы - значительно меньше. Гидраты вечной мерзлоты тают, но никто не думает, что они взорвутся сразу.

Существует событие, зарегистрированное в отложениях 55 миллионов лет назад, названное палеоценовым эоценовым термическим максимумом, во время которого (предположительно) несколько тысяч Гтонн C метана было выброшено в атмосферу и океан, что привело к потеплению на 5 ° C океана средней глубины.Трудно ограничить, насколько быстро все происходит так давно, но лучше всего предположить, что метан был выпущен, возможно, в течение тысячи лет, то есть не катастрофически [Zachos et al., 2001; Шмидт и Шинделл, 2003].

Другая возможность для нашего будущего - это увеличение из года в год хронических выбросов метана в атмосферу. Постоянный выброс метана - это то, что обеспечивает и определяет концентрацию метана в атмосфере.Удвойте источник, и вы более или менее удвоите концентрацию. (Фактически, немного больше, потому что время жизни метана увеличивается.) Метан окисляется до CO 2 , еще одного парникового газа, который накапливается в течение сотен тысяч лет, как и ископаемое топливо CO 2 . Модели хронического выброса метана часто показывают, что накапливающийся CO 2 вносит такой же вклад в потепление, как и временная концентрация метана.

Антропогенные источники метана, такие как рисовые поля, промышленность ископаемого топлива и животноводство, уже более чем вдвое увеличили концентрацию метана в атмосфере по сравнению с доиндустриальными уровнями.В настоящее время уровни метана кажутся стабильными, но причины этого относительно недавнего явления еще не ясны. Количество метана гидрата вечной мерзлоты не очень хорошо известно, но не потребуется слишком много метана, скажем, 60 Гтонн углерода, выделенного за 100 лет, чтобы снова удвоить атмосферный метан. Торфяные залежи могут быть источником метана, сравнимым с тающим гидратом вечной мерзлоты. Когда торф, который был заморожен в течение тысяч лет, оттаивает, он все еще содержит жизнеспособные популяции метанотрофных бактерий [Ривкина и др., 2004], которые начинают преобразовывать торф в CO 2 и CH 4 . Нетрудно представить себе 60 Гт C за 100 лет от торфа. Также могут иметь значение изменения в производстве метана на существующих водно-болотных угодьях и болотах из-за изменений количества осадков и температуры. Прогнозируется также, что гидраты океана будут таять, но очень медленно [Harvey and Huang, 1995]. Местами для наблюдения, казалось бы, были Арктика и Мексиканский залив.

Итак, в конце концов, не очевидный сюжет фильма-катастрофы, а потенциальная положительная обратная связь, которая может оказаться разницей между успехом и неудачей в предотвращении «опасного» антропогенного изменения климата.Достаточно страшно.

Я представил более подробный обзор гидратов и изменения климата для экспертной оценки и публикации, доступ к которому можно получить здесь.

Бала, Г., К. Калдейра, А. Мирин, М. Викетт и К. Делира, Многолетние изменения глобального климата и углеродного цикла: результаты комбинированной модели климата и углеродного цикла, Journal of Climate, 18, 4531 -4544, 2005.
Брюэр, П.Г., К. Полл, штат Восток. Пельцер, У. Усслер, Г. Редер и Г. Фридрих, Измерения судьбы газовых гидратов во время прохождения через толщу воды океана, Письма о геофизических исследованиях, 29 (22), 2002.
Bryn, P., K. Berg, C.F. Форсберг, А. Сольхейм и Т.Дж. Kvalstad, Explaining the Storegga Slide, Морская и нефтяная геология, 22 (1-2), 11-19, 2005.

Баффет Б. и Д. Э. Арчер, Глобальная инвентаризация клатрата метана: Чувствительность к изменениям в условиях окружающей среды, Earth and Planetary Science Letters, 227, 185-199, 2004.
Баффет, Б.А., Клатрат гидраты, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 28, 477-507 , 2000.
Даллимор, С.Р. и Т.С. Коллетт, Газовые гидраты внутримерзлых пород из глубокого керна в дельте Маккензи, Северо-Западные территории, Канада, Геология, 23 (6), 527-530, 1995.
Гаврилов А.В., Х.Н. Романовский, В. Романовский, Х. Хуббертен, В. Тумской, Реконструкция остатков ледяного комплекса на восточно-Сибирском арктическом шельфе, вечная мерзлота и перигляциальные процессы, 14 (2), 187-198, 2003.
Горниц В., Фунг И. Потенциальное распространение гидрата метана в Мировом океане. , Global Biogeochemical Cycles, 8, 335-347, 1994.
Харви, LDD, и З. Хуанг, Оценка потенциального воздействия дестабилизации клатрата метана на будущее глобальное потепление, J.Geophysical Res., 100, 2905-2926, 1995.
Hill, J.C., N.W. Дрисколл, Дж. Вайссель, Я. Гофф, Крупномасштабные вытянутые выбросы газа вдоль окраины Атлантического океана в США, Журнал геофизических исследований - Твердая Земля, 109 (B9), 2004.
Hubberten, H.W., and N.N. Романовский, Эволюция вечной мерзлоты на суше и на шельфе в районе моря Лаптевых в течение последнего плейстоцен-голоценового ледниково-эвстатического цикла, в книге `` Реакция вечной мерзлоты на экономическое развитие, экологическую безопасность и природные ресурсы '' под редакцией Р.Паепа и В. Мельников, стр. 43-60, Klewer, Amsterdam, 2001.
MacDonald, I.R., L.C. Бендер, М. Вардаро, Б. Бернард и Дж. М. Брукс, Температурные и визуальные временные ряды на месторождении газовых гидратов на дне моря на склоне Мексиканского залива, Earth and Planetary Science Letters, 233 (1-2), 45-59, 2005.
Mienert, J., M. Vanneste, S. Bunz, K. Andreassen, H. Haflidason, и HP Сейруп, Потепление океана и стабильность газовых гидратов на срединно-норвежской окраине на Слайде Сторегга, Морская и нефтяная геология, 22 (1-2), 233-244, 2005.
Милков, А.В., Глобальные оценки газа, связанного с гидратами, в морских отложениях: сколько действительно существует ?, Earth-Science Reviews, 66 (3-4), 183-197, 2004.
Пирс, Ф., Предупреждение о климате по мере таяния Сибири, New Scientist, 11 августа 2005 г.
Ривкина, Э., К. Лауринавичюс, Дж. МакГрат, Дж. Тидже, В. Щербакова и Д. Гиличинский, Микробная жизнь в вечной мерзлоте, в Space Life Sciences: Поиски признаков жизни и влияние космических полетов на нервную систему, стр. 1215-1221, 2004.
Rogner, H.-H., Оценка мировых ресурсов углеводородов, Annu. Rev. Energy Environ., 22, 217-262, 1997.
Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане, Springer, New York, 1984.
Сазонова Т.С., В.Е. Романовский, Дж.Э. Уолш, Д.О. Сергеев, Динамика вечной мерзлоты в XX и XXI веках вдоль разреза Восточной Сибири, Журнал геофизических исследований - Атмосфера, 109 (D1), 2004.
Шахова Н., Семилетов И., Пантелеев Г. Распределение метана на шельфы сибирской Арктики: последствия для морского цикла метана, Geophysical Research Letters, 32 (9), 2005.
Solheim, A., K. Berg, C.F. Форсберг и П. Брин, Комплекс Storegga Slide: повторяющиеся крупномасштабные сползания с аналогичными причинами и развитием, Морская и нефтяная геология, 22 (1-2), 97-107, 2005.
Schmidt, G.A., and D.T. Shindell. Состав атмосферы, радиационное воздействие и изменение климата как следствие массового выброса метана из газовых гидратов. Палеоокеанография 18, вып. 1, 1004, 2003.
Stockstad, E., Размораживание углеродного морозильника Севера, Science, 304, 1618-1620, 2004.
Valentine, D.L., D.C. Blanton, W.S. Рибург и М. Кастнер, Окисление метана в водной толще, прилегающее к области активной диссоциации гидратов, Бассейн реки Угорь, Geochimica Et Cosmochimica Acta, 65 (16), 2633-2640, 2001.
Wood, W.T., J.F. Gettrust, N.R. Чепмен, Г.Д. Спенс и Р.Д. Хайндман, Пониженная стабильность гидратов метана в морских отложениях из-за шероховатости межфазной границы, Nature, 420 (6916), 656-660, 2002.
Zachos, JC, M. Pagani, L. Sloan, Э. Томас и К. Биллапс, Тенденции, ритмы и аберрации в глобальном климате с 65 млн лет до настоящего времени, Science, 292, 686-693, 2001.

.

Инженеры ищут способы превратить метан в полезные химические вещества - ScienceDaily

Немногим более десяти лет назад Соединенные Штаты импортировали большую часть своего природного газа. Сегодня страна использует собственные запасы природного газа и производит достаточно, чтобы удовлетворить большую часть своих текущих потребностей в отоплении и производстве электроэнергии, и начинает экспортировать природный газ в другие страны.

Ожидается, что эта тенденция сохранится по мере разработки новых методов добычи природного газа из огромных неизвлеченных запасов, содержащихся в сланцах.Природный газ можно использовать для выработки электроэнергии, и он горит чище, чем уголь.

«При сокращении запасов нефти добыча природного газа будет увеличиваться, чтобы удовлетворить мировые потребности в энергии», - сказал Мэтью Нейрок, профессор химической инженерии Школы инженерии и прикладных наук Университета Вирджинии. «Но нефть, помимо того, что она используется для производства топлива, также используется для производства этилена, пропилена и других строительных блоков, используемых в производстве широкого спектра других химических веществ.Нам необходимо разработать инновационные процессы, с помощью которых можно легко производить эти химические промежуточные продукты из природного газа ». Проблема в том, что в настоящее время не существует рентабельных способов сделать это. Метан, основной компонент природного газа, довольно инертен и требует высоких температур. чтобы активировать его прочные химические связи; поэтому практическое и успешное преобразование метана в полезные химические промежуточные продукты до сих пор ускользало от химиков и инженеров.

Neurock работает с коллегами из Северо-Западного университета над изобретением новых способов и каталитических материалов для активации метана для производства этилена.На этой неделе сотрудники опубликовали статью в онлайн-выпуске журнала Nature Chemistry , в которой подробно описывается использование серы в качестве возможного «мягкого» окислителя для каталитического превращения метана в этилен, ключевой «промежуточный продукт» для производства химикатов, полимеров, топлива и т. Д. , в конечном итоге, такие продукты, как пленки, поверхностно-активные вещества, моющие средства, антифриз, текстиль и другие.

«Мы показываем с помощью теории - используя квантово-механические расчеты - и лабораторных экспериментов, - что сера может использоваться вместе с новыми сульфидными катализаторами для превращения метана в этилен, важный промежуточный продукт в производстве широкого спектра материалов», - сказал Нейрок.

Химики и инженеры пытались разработать катализаторы и каталитические процессы, которые используют кислород для производства этилена, метанола и других промежуточных продуктов, но безуспешно, поскольку кислород слишком реакционноспособен и имеет тенденцию чрезмерно окислять метан до обычного углекислого газа.

Neurock сказал, что сера или другие «более мягкие» окислители, которые имеют более слабое сродство к водороду, могут быть ответом, поскольку они могут помочь ограничить чрезмерную реакцию метана на сероуглерод. В процессе работы команды метан реагирует с серой на сульфидных катализаторах, используемых в нефтяных процессах.Сера используется для удаления водорода из метана с образованием углеводородных фрагментов, которые впоследствии вместе реагируют на катализаторе с образованием этилена.

Теоретические и экспериментальные результаты показывают, что конверсия метана и селективность по производству этилена контролируются тем, насколько прочно сера связывается с катализатором. Используя эти концепции, команда исследовала различные катализаторы на основе сульфидов металлов, чтобы в конечном итоге настроить прочность связи металл-сера, чтобы контролировать превращение метана в этилен.Химические компании считают метан особенно привлекательным сырьем из-за больших запасов природного газа в США и других частях мира.

В 2007 году компания Dow опубликовала «Метановый вызов», посвященный революционным химическим процессам, способствующим превращению метана в этилен и другие полезные химические вещества. Компания получила около 100 предложений от университетов, институтов и компаний со всего мира. В 2008 году компания предоставила крупные исследовательские гранты Кардиффскому и Северо-Западному университетам для продвижения квеста.Нейрок является членом команды Северо-Западного университета. Он использует теоретические методы и высокопроизводительные вычисления, чтобы понять процессы, контролирующие катализ, и направить экспериментальные исследования в Северо-Западном университете.

«Обилие природного газа, наряду с разработкой новых методов его извлечения из скрытых запасов, открывает уникальные возможности для разработки каталитических процессов, которые могут преобразовывать метан в химические вещества», - сказал Нейрок. «Наше открытие - использование серы для катализирования превращения метана в этилен - показывает первоначальные надежды на разработку новых каталитических процессов, которые потенциально могут в полной мере использовать эти запасы.Однако исследования действительно только зарождаются ».

Соавторами

Neurock по статье Nature Chemistry являются Цинцзюнь Чжу, Стейси Вегенер, Чао Се и Тобин Маркс из Северо-Западного университета и США. коллега Обиома Уче.

.

Смотрите также