Gesi inayotolewa kutoka chini ya hifadhi ni gesi ya matope yenye harufu mbaya (jina lingine la jumla ni methane). Kisayansi, ni formene, au methyl hidrojeni. Nyingi zake zina methane (CH4). Inaweza pia kuwa na nitrojeni, argon, hidrojeni, fosfini na dioksidi kaboni.
Sifa Muhimu
Muundo wa kawaida, fomula ya kemikali ya gesi ya kinamasi - yote haya yanaonyesha wazi kuwa ni ya viambato rahisi zaidi vya kaboni. Vipengee vingine vimepangwa kuzunguka kipengele hiki. Gesi ya Marsh hupatikana katika asili katika hali ya bure kama mchanganyiko na dioksidi kaboni au nitrojeni. Hutokana na mtengano wa vitu vya kikaboni. Kama sheria, hii ni mimea ambayo iko chini ya maji na imenyimwa ufikiaji wa hewa.
Migodi ya makaa ya mawe ni mahali pengine ambapo gesi ya kinamasi inayoweza kuwaka huundwa. Inakusanya kati ya miamba baada ya kuharibika kwa mabaki ya kikaboni. Utupu mwingi huchangia hii. Gesi kama hizo hutoka shimo la bahati mbaya linapotokea.
Sehemu za elimu
Licha ya jina lake dhahiri, gesi ya matope (au tuseme, methane) pia hutolewa kutokaardhi hupasuka karibu na mashamba ya mafuta. Kesi kama hizo za kwanza zilirekodiwa huko Merika ya Amerika kwenye ukingo wa Mto Allegheny, na vile vile nchini Urusi katika mkoa wa Caspian. Katika Baku, kwa sababu hii, kumekuwa na hadithi kuhusu moto wa ajabu wa Baku tangu nyakati za kale. Hali hiyo asilia ilichanganyika na kaboni dioksidi, nitrojeni na mivuke ya mafuta, gesi ya kinamasi.
Kwa maendeleo ya viwanda na teknolojia ya madini, watu wamejifunza jinsi ya kutumia methane iliyotolewa. Mmea wa kwanza kama huo ulionekana huko Pennsylvania. Gesi ya kinamasi ina sifa ya ukweli kwamba inaundwa kwa kuendelea, inaweza kupatikana katika bwawa lolote au bwawa. Mara nyingi, inatosha tu kugusa silt kwa fimbo. Baada ya hapo, viputo vya gesi huelea kwenye uso wa maji.
Besi ya gesi ya bwawa
Bakteria husaidia kutengeneza kijenzi kikuu cha gesi asilia (methane). Kwa sababu yao, fermentation ya nyuzi za mimea huanza, na kuchangia kuonekana kwa methane. Methane safi zaidi inaaminika kuwa tabia ya volkano za udongo za Apsheron na Kerch Peninsulas.
Aidha, hutokea kwenye mabaki ya chumvi, chemchemi na fumaroles - mashimo na nyufa zilizo chini ya volkeno. Methane iko kwenye utumbo wa mwanadamu. Ina bidhaa za kuvuta pumzi za wanyama wengine. Moja ya ushahidi wa kwanza ulioandikwa wa dutu hii unaweza kuchukuliwa kuwa maandishi ya mwandishi wa kale Pliny, ambaye alitaja misombo ya gesi inayoweza kuwaka.
Mlipuko
Nyingi ya gesi zote za kinamasiinayojulikana kwa mali zake za uharibifu. Inapowashwa katika mchanganyiko na hewa, husababisha mlipuko. Sababu ya hii ni mali ya methane. Mlipuko wa gesi ya matope na misombo kama hiyo kwa muda mrefu ilitisha watu ambao walielezea kile kinachotokea na ushirikina. Sababu za upungufu huo zilionekana wazi tu baada ya utafiti wa kisayansi wa jambo hili.
Gesi ya Marsh, methane na viambata vingine vya vilipuzi vilisababisha watu kuvumbua taa ya Davy. Ilianza kutumika katika mabwawa na katika migodi ya makaa ya mawe. Katika taa hii, bidhaa za mwako ziliondolewa kwa kutumia gridi maalum, shukrani ambayo uwezekano wa kuwaka kwa mchanganyiko wa gesi inayoweza kuwaka haukujumuishwa.
Historia ya uvumbuzi
Mwanasayansi wa Kiitaliano Allesandro Volta alitoa mchango mkubwa katika utafiti wa gesi ya kinamasi (methane). Mnamo 1776, alithibitisha kuwa dutu hii ni tofauti na hidrojeni, kwani inahitaji oksijeni mara mbili ili kuchoma. Zaidi ya hayo, ni Volta aliyebaini kuwa gesi ya kinamasi ni chanzo cha asidi ya kaboniki.
Mitaliano mmoja aligundua methane kwenye mpaka wa Uswizi na Italia karibu na Ziwa Maggiore. Msukumo kwa mwanasayansi ilikuwa makala ya mwanasayansi wa Marekani na mwanasiasa Benjamin Franklin kuhusu jambo la "hewa inayowaka". Volta ilikuwa ya kwanza kupata methane kwa kukusanya gesi inayotolewa na kinamasi.
Utafiti unaendelea
Watafiti wengine muhimu wa jambo asilia walikuwa mwanakemia Mfaransa Claude Berthollet na mwanakemia wa Uingereza William Henry. Wa mwisho wao, mnamo 1805, aliamua muundo wa gesi ya kinamasi na kuitofautisha na ethilini (kwa hivyo.inayoitwa gesi ya mafuta).
Siri ya kilipuzi ilifichwa katika sehemu yake kuu - methane. Imefafanuliwa kama gesi nyepesi ya hidrokaboni (kinyume na ethilini nzito ya gesi hidrokaboni). Baada ya muda, neno lingine lilianzishwa - hidrojeni ya methyl. Utafiti wa Henry uliendelea na John D alton na Jens Jakob Berzelius.
Mnamo mwaka wa 1813, mwanakemia na mwanajiolojia wa Kiingereza Humphrey Davy alichambua unyevu wa moto na kuhitimisha kuwa dutu hii ilikuwa mchanganyiko wa methane, anhidridi kaboniki na nitrojeni. Kwa hivyo ilithibitishwa kuwa mchanganyiko unaoweza kuwaka unaotolewa kwenye migodi unafanana na mchanganyiko sawa katika vinamasi.
athari ya ikolojia
Tabia ya gesi ya kinamasi, methane hutokana na athari fulani za kemikali. Kwanza kabisa, hii ni kunereka kavu ya suala la kikaboni (kwa mfano, peat au kuni). Methane safi ya kemikali hupatikana kwa kuoza kwa methyl ya zinki na maji (oksidi ya zinki huzalishwa). Leo, dutu hii huvutia tahadhari ya wanamazingira wengi kwa sababu ya ushiriki wake katika malezi ya athari ya chafu. Hii ni kutokana na mrundikano wa methane katika angahewa ya Dunia. Gesi ya kinamasi inachukua mionzi ya joto katika eneo la infrared la wigo. Katika parameter hii, ni ya pili tu kwa dioksidi kaboni safi. Wanaikolojia wanakadiria mchango wa methane katika uimarishaji wa athari ya chafu kwa takriban 30%.
Sifa, muundo, fomula ya kemikali ya gesi yenye vilima vinachunguzwa leo kama sehemu ya uchunguzi wa ushawishi wake kwenye angahewa ya sayari yetu. Kwa kiasi cha asili kilichozalishwa na asili yenyewe, haikuwa hivyohatari kama sababu ya athari ya chafu. Walakini, shida ni kwamba kiasi kikubwa cha methane huingia kwenye anga kupitia kosa la watu wenyewe. Analog ya gesi ya kinamasi hutolewa katika biashara mbalimbali. Hii ndio inayoitwa abiogenic methane. Ile inayotokea kwenye vinamasi inachukuliwa kuwa ya viumbe hai - yaani, inayotokana na mabadiliko ya viumbe hai.
Methanogenesis
Usanisi wa methane (na hivyo kutokea kwa gesi ya kinamasi) pia huitwa methanogenesis. Bakteria ya Archaeal inashiriki katika mchakato huu. Wao ni aerobic, yaani, wanaweza kupata nishati kwa maisha bila oksijeni. Archaea haina membrane organelles na kiini.
Bakteria huzalisha methane kwa kupunguza misombo ya kaboni moja na alkoholi za kaboni na misombo ya kaboni moja. Njia nyingine ni kugawanyika kwa acetate. Nishati inayozalishwa na bakteria inabadilishwa na enzymes ya ATP synthase. Aina mbalimbali za molekuli huhusika katika methanojenesisi: koenzymes, methanofurani, tetrahydromethanopterini, n.k.
Methanojeni
Sayansi inajua genera 17 na aina 50 za archaea zenye uwezo wa kuzalisha msingi wa gesi ya kinamasi. Wanaunda koloni za zamani za seli nyingi. Jenomu iliyosomwa zaidi ya archaea kama hiyo ni Methanosarcina acetivorans. Wanabadilisha monoksidi kaboni kuwa acetati na methane kwa kutumia vimeng'enya vya acetate kinase na phosphotransacetylase. Pia kuna nadharia kwamba hizi archaea katika nyakati za zamani zinaweza kubadilika kuwa thioether, mradi tu kulikuwa na hali ya juu.ukolezi wa salfaidi ya chuma.
Chanzo cha moto misitu
Kwa utoaji na mkusanyiko wa kutosha, gesi ya kinamasi, iliyowashwa, inaweza kusababisha peat kubwa ya asili na moto wa msitu. Leo, kuna tata nzima ya kupambana na matukio kama haya. Huduma maalum hufanya ufuatiliaji wa gesi katika maeneo yenye maji mengi. Wanawajibika kwa uzuiaji na udhibiti wa kiasi wa uwiano wa vipengele vya gesi inayoweza kuwa hatari.
Kwa mfano, mojawapo ya maeneo yenye kinamasi zaidi katika mkoa wa Moscow ni wilaya ya Shatursky ya mashariki. Katika hifadhi zake kuna samaki wengi (crucians, perches, gobies, carps, pikes, carp), newts, vyura, nyoka, muskrats, ndege (herons, bitterns, waders, bata). Mifupa ya wanyama hawa wote ina fosforasi. Inasindika na bakteria, baada ya hapo vitu vingine kadhaa vinaonekana. Hizi ni diphosphine na phosphine. Wao ndio waanzilishi wakuu wa mmenyuko wa mnyororo wa mwako wa hiari. Moto ulioanzishwa kwa njia hii ni shida kubwa ya mazingira. Kutoka kwa moto katika mabwawa, sio misitu tu, bali pia bogi za peat zinawaka. Moto unaweza kuenea ndani yao. Nyanda kama hizo zinaweza kuungua kwa miaka mingi.
Takriban theluthi mbili ya vinamasi vyote duniani vimejikita nchini Urusi. Wanapatikana katikati ya sehemu ya Uropa ya nchi, Siberia ya Magharibi na Kamchatka. Jumla ya eneo la mabwawa nchini Urusi ni karibu hekta milioni 340, 210 kati yao zimefunikwa na misitu. Gesi nyingi huzalishwa katika majira ya joto. Katika kipindi kama hicho, takriban kilo mbili na nusu za methane zinaweza kutolewa kwa siku kwenye eneo la hekta moja.
Mwingiliano wa oksijeni na klorini
Gesi asilia ya moshi, ambayo fomula yake ya kemikali ni CH4, huwaka kwa miali ya moto inayopauka sana. Mlipuko mkali zaidi nayo hutokea unapowashwa katika mchanganyiko wenye kiasi cha 7-8 cha hewa na kiasi 2 cha oksijeni. Gesi ni mumunyifu kidogo katika maji (tofauti na pombe). Humenyuka pamoja na halojeni pekee.
Inapoingiliana na klorini, gesi ya kinamasi hutengeneza kloridi ya methyl CH3Cl. Dutu hii hupatikana katika maabara. Kwa kufanya hivyo, gesi hidrokloriki hupitishwa kwenye suluhisho la kuchemsha la pombe ya methyl na kloridi ya zinki iliyoyeyuka. Matokeo yake ni gesi isiyo na rangi inayojulikana na harufu ya kupendeza ya ethereal na ladha ya tamu. Chini ya shinikizo kali au kupoezwa, huganda na kuwa kioevu.
Matumizi na athari na halojeni
Methane (gesi ya chemchemi), fomula na matumizi yake ambayo kama mafuta husomwa katika mtaala wa shule, huingiliana kikamilifu na halojeni. Kama matokeo ya athari za uingizwaji na dutu hizi, misombo ifuatayo huundwa: bromidi, kloridi, fluoride na methylene fluoride. Ya mwisho kati yao ilipatikana kwanza na duka la dawa la Urusi Alexander Butlerov. Iodidi ya methylene ni kioevu chenye rangi ya manjano inayoakisi sana. Kiwango chake cha kuchemsha ni 180 °C.
Jina la gesi ya kinamasi, na nafasi yake kuchukuliwa na halojeni ni nini? Hii ni tetrakloridi kaboni. Iligunduliwa na mwanakemia wa Ufaransa Henri Regnault mnamo 1839. Ni kioevu chenye harufu nzuri ya viungo. Ina athari ya anesthetic. Dutu nyingine inayofananatetrabromide kaboni. Hutolewa kutoka kwenye majivu ya mimea ya baharini.
Hatari ya kiafya
Swamp methane yenyewe haina madhara kisaikolojia. Ni mali ya hidrokaboni ya parafini isiyo na sumu. Kundi hili la vitu lina sifa ya inertness ya kemikali na umumunyifu duni katika plasma ya damu. Hewa yenye mkusanyiko wa juu wa gesi ya kinamasi inaweza tu kumuua mtu ikiwa anakosa oksijeni.
Dalili za mwanzo za kukosa hewa (kukosa hewa) huonekana wakati maudhui ya methane yanatoka 30%. Katika kesi hii, kiasi cha kupumua huongezeka, mapigo yanaharakisha, uratibu wa harakati za misuli unafadhaika. Lakini uwezekano wa kesi kama hizo ni mdogo sana. Ukweli ni kwamba methane ni nyepesi kuliko hewa, ambayo huizuia kukusanyika kwa wingi kupita kiasi.
Wakati huohuo, watafiti wanasawazisha athari ya gesi ya kinamasi kwenye akili ya binadamu na athari ya diethyl etha. Athari sawa inaweza kuwa sawa na narcotic. Katika watu ambao wamefanya kazi kwenye migodi yenye viwango vya juu vya methane kwa muda mrefu, mabadiliko katika mfumo wa neva wa kujiendesha (hypotension, oculocardial reflex chanya, n.k.) yanaweza kufuatiliwa.
