河南甲烷從何而來(lái)?是如何形成的?
瀏覽人數(shù):已有0瀏覽 發(fā)布日期:2020-10-27 09:45:24
河南甲烷化學(xué)式為CH4,是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物。甲烷分子為四面體結(jié)構(gòu),四個(gè)鍵的鍵長(zhǎng)相同鍵角相等。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的甲烷是一種無(wú)色無(wú)味的氣體。甲烷由于其高度可燃性,通常是作為燃料(天然氣及沼氣等的主要成分)為我們?nèi)粘I钏?。并且甲烷也可作為化工原料,廣泛應(yīng)用于氫氣、一氧化碳、乙炔及甲醛等的制造。
甲烷從何而來(lái),甲烷是怎么形成的?
甲烷的產(chǎn)生,除了來(lái)自大自然,如海洋、永凍層和一些濕地外,人類的活動(dòng)是其最大的來(lái)源。導(dǎo)致甲烷排放的主要人類活動(dòng)為畜牧業(yè)和生質(zhì)燃燒(在開墾土地或改變土地用途時(shí)燃燒土地上的草木)。據(jù)專家報(bào)告,全球的牛、羊等反芻動(dòng)物每年至少產(chǎn)生了8千萬(wàn)噸的甲烷,不僅加速了氣候暖化進(jìn)程,而且還導(dǎo)致了飼料中營(yíng)養(yǎng)和能量的損失。值得關(guān)注的是,大自然和家畜所排放的甲烷都是經(jīng)由一類微生物的代謝活動(dòng)所產(chǎn)生,那就是甲烷菌。
甲烷菌是一類嚴(yán)格厭氧的古細(xì)菌,在自然界中分布極為廣泛:海底沉積物、河湖淤泥、沼澤地、水稻田、反芻動(dòng)物瘤胃、以及人和動(dòng)物的腸道,甚至是植物體內(nèi)都有甲烷菌的存在。自然界中的甲烷菌通過(guò)降解有機(jī)廢物產(chǎn)生甲烷,而反芻動(dòng)物瘤胃中甲烷菌的甲烷生產(chǎn)也在相當(dāng)程度上促進(jìn)了纖維飼料的消化分解。事實(shí)上,反芻動(dòng)物瘤胃中產(chǎn)生的甲烷是通過(guò)噯氣從嘴部排放的,并不是像插圖中描繪的那樣(當(dāng)然插圖的重點(diǎn)在于夸張的喜劇效果),而人和動(dòng)物排放的甲烷則確實(shí)是由后腸道的甲烷菌所產(chǎn)生的。順便說(shuō)說(shuō)相關(guān)的一個(gè)奇聞:《新西蘭先驅(qū)報(bào)》曾報(bào)道該國(guó)一名男子在醫(yī)院接受痔瘡移除手術(shù)時(shí)突然放了個(gè)屁,沒(méi)想到其中的甲烷接觸到醫(yī)生手中的透熱療法儀器,立即引發(fā)了一場(chǎng)小型火災(zāi),導(dǎo)致病人被燒傷。。。
甲烷是怎么形成的?說(shuō)到人類對(duì)于甲烷最早的發(fā)現(xiàn),那自非我們勤勞智慧的中華民族莫屬。我國(guó)西周時(shí)期(前1046年-前771年)成書的《易經(jīng)》在談到一些自然界發(fā)生的現(xiàn)象時(shí)就說(shuō):“象曰:澤中有火。’”這里的“澤”就是沼澤。而“火井”則是我國(guó)古代人們給天然氣井的形象命名。不過(guò)由于技術(shù)與認(rèn)識(shí)的局限,古代的中國(guó)人并沒(méi)有將甲烷與天然氣區(qū)分開來(lái)進(jìn)行單獨(dú)的研究。直到18世紀(jì),甲烷才被歐洲的科學(xué)家們進(jìn)行了科學(xué)的研究。1790年英國(guó)醫(yī)生奧斯汀研究發(fā)現(xiàn)甲烷燃燒生成水和二氧化碳,從而確定甲烷是碳和氫的化合物。在隨后的漫長(zhǎng)歲月里,通過(guò)一代代化學(xué)家不懈的努力,人類對(duì)于甲烷的認(rèn)識(shí)逐漸清晰。1874年,范霍夫提出了甲烷的四面體假說(shuō):即甲烷分子中,碳原子位于正四面體的中心,連接氫原子的四個(gè)鍵伸向四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。在此之后,隨著化學(xué)鍵概念以及量子化學(xué)的先后誕生,人類對(duì)于甲烷分子構(gòu)型的理論解釋才日漸完善。
針對(duì)甲烷是怎么形成的,那肯定是大自然的杰作。說(shuō)道甲烷,來(lái)看看人類對(duì)甲烷的認(rèn)識(shí):甲烷不僅僅只是燃料。
前面已經(jīng)提到,甲烷是天然氣的最主要成分,作為一種清潔能源得到了廣泛的普及使用。隨便試想一下:當(dāng)你饑腸轆轆回家后打開燃?xì)庠顓s發(fā)現(xiàn)家里斷氣無(wú)法生火做飯只能挨餓,當(dāng)你有急事外出好不容易攔到一輛的士但是司機(jī)卻告訴你的士就快沒(méi)氣了不能載客……是不是忽然才發(fā)現(xiàn)甲烷原來(lái)在我們的生活中扮演著如此重要的角色?然而,甲烷對(duì)于人類的重要性絕不僅是燃料二字可以囊括的。
也許為許多人所不知的是,甲烷也是一種主要的溫室氣體,并且是使人類造成全球氣候變暖的第二大溫室氣體。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的研究,以單位分子數(shù)而言,甲烷的溫室效應(yīng)要比二氧化碳大上25倍。而最新的計(jì)算方式甚至得出甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳強(qiáng)72倍。在全球氣候持續(xù)變暖的大環(huán)境下,當(dāng)你知道了甲烷的這一屬性后,是否對(duì)這一小小的氣體也陡增了一絲絲復(fù)雜的情感呢?節(jié)能減排綠色環(huán)保人人有責(zé)!
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