ग्रीनहाउस गैस के रूप में मीथेन

मीथेन प्राकृतिक गैस का एक प्रमुख घटक है, लेकिन इसकी रासायनिक और भौतिक विशेषताएं इसे वैश्विक रूप से एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस और चिंताजनक बनाती हैं जलवायु परिवर्तन.

एक मीथेन अणु, सीएच₄, एक केंद्रीय कार्बन परमाणु से बना है जो चारों हाइड्रोजन्स से घिरा हुआ है। मीथेन एक बेरंग गैस है जो आमतौर पर दो तरीकों में से एक में बनती है:

• बायोजेनिक मीथेन सूक्ष्मजीवों द्वारा कुछ प्रकार की शर्करा को उन स्थितियों में तोड़कर उत्पन्न किया जाता है जहां ऑक्सीजन अनुपस्थित है। यह जैविक रूप से उत्पादित मीथेन उत्पादन होने पर तुरंत वायुमंडल में जारी किया जा सकता है, या इसे केवल बाद में छोड़े जाने के लिए गीले तलछट में जमा किया जा सकता है।
• थर्मोजेनिक मीथेन का गठन तब किया गया था जब जैविक पदार्थ को भूगर्भीय परतों के नीचे और लाखों वर्षों से गहराई से दफन किया गया था, और फिर दबाव और उच्च तापमान से टूट गया था। इस प्रकार की मीथेन प्राकृतिक गैस का प्राथमिक घटक है, जिससे इसका 70 से 90% हिस्सा बनता है। प्रोपेन प्राकृतिक गैस में पाया जाने वाला एक सामान्य उपोत्पाद है।

बायोजेनिक और थर्मोजेनिक मीथेन में अलग-अलग मूल हो सकते हैं लेकिन उनके समान गुण होते हैं, जिससे वे दोनों प्रभावी ग्रीनहाउस गैस बनते हैं।

मीथेन, के साथ कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य अणु, में महत्वपूर्ण योगदान देता है ग्रीनहाउस प्रभाव. अंतरिक्ष में बाहर जाने के बजाय लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य अवरक्त विकिरण के रूप में मीथेन अणुओं को उत्सर्जित करने से सूर्य से ऊर्जा परावर्तित होती है। यह वायुमंडल को गर्म करता है, पर्याप्त कि मीथेन ग्रीनहाउस गैसों के कारण वार्मिंग में लगभग 20% योगदान देता है, कार्बन डाइऑक्साइड के महत्व में दूसरा।

कि वजह से रासायनिक बन्ध अपने अणु मीथेन के भीतर कार्बन डाइऑक्साइड (जितना अधिक 86 गुना अधिक) की तुलना में गर्मी को अवशोषित करने में बहुत अधिक कुशल है, यह एक बहुत ही शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस बनाता है। सौभाग्य से, मीथेन वायुमंडल में लगभग 10 से 12 साल पहले ही ऑक्सीकरण हो जाता है और पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में बदल जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड सदियों तक रहता है।

के अनुसार पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA)वायुमंडल में मीथेन की मात्रा गुणा किया है औद्योगिक क्रांति के बाद से, 1750 में अनुमानित 722 भागों प्रति बिलियन (पीपीपी) से बढ़कर 2015 में 1834 पीपीबी हो गया। दुनिया के कई विकसित हिस्सों से उत्सर्जन अब बंद हो गए हैं।

संयुक्त राज्य में, मीथेन उत्सर्जन मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन उद्योग से आता है। जब हम जीवाश्म ईंधन जलाते हैं, तो मिथेन नहीं निकलता है, जैसा कि कार्बन डाइऑक्साइड करता है, बल्कि जीवाश्म ईंधन के निष्कर्षण, प्रसंस्करण और वितरण के दौरान। मीथेन प्राकृतिक गैस कुओं से निकलता है, प्रसंस्करण संयंत्रों में, दोषपूर्ण पाइपलाइन वाल्व से बाहर, और यहां तक ​​कि वितरण नेटवर्क में घरों और व्यवसायों के लिए प्राकृतिक गैस लाता है। एक बार वहां, मीथेन गैस मीटर और हीटर और स्टोव जैसे गैस से चलने वाले उपकरणों से रिसाव करना जारी रखता है।

प्राकृतिक गैस की हैंडलिंग के दौरान कुछ दुर्घटनाएँ होती हैं जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में गैस निकलती है। 2015 में कैलिफोर्निया में भंडारण की सुविधा से बहुत अधिक मात्रा में मीथेन जारी किया गया था। पोर्टर रंच रिसाव महीनों तक चला, वातावरण में लगभग 100,000 टन मीथेन का उत्सर्जन हुआ।

संयुक्त राज्य अमेरिका में मीथेन उत्सर्जन का दूसरा सबसे बड़ा स्रोत कृषि है। जब विश्व स्तर पर मूल्यांकन किया जाता है, तो कृषि गतिविधियां वास्तव में पहले स्थान पर होती हैं। उन सूक्ष्मजीवों को याद रखें जो उन स्थितियों में बायोजेनिक मीथेन का उत्पादन करते हैं जहां ऑक्सीजन की कमी है? शाकाहारी पशुधन की भरमार है। गायों, भेड़, बकरियों, यहां तक ​​कि ऊंटों के पास अपने पेट में मेथेनोजेनिक बैक्टीरिया होते हैं, जो पौधे की सामग्री को पचाने में मदद करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे सामूहिक रूप से बहुत बड़ी मात्रा में मीथेन गैस पास करते हैं। और यह कोई मामूली बात नहीं है, क्योंकि संयुक्त राज्य अमेरिका में मीथेन उत्सर्जन का पूरा 22% पशुधन से आने का अनुमान है।

मीथेन का एक अन्य कृषि स्रोत चावल का उत्पादन है। चावल के पेडों में मीथेन बनाने वाले सूक्ष्मजीव भी होते हैं, और दलदली क्षेत्रों में वैश्विक मीथेन उत्सर्जन का 1.5% हिस्सा होता है। जैसे-जैसे मानव आबादी बढ़ती है और इसके साथ भोजन उगाने की आवश्यकता होती है, और जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन के साथ तापमान बढ़ता है, यह उम्मीद की जाती है कि चावल के खेतों से मीथेन उत्सर्जन बढ़ता रहेगा। चावल उगाने वाली प्रथाओं को समायोजित करने से समस्या को कम करने में मदद मिल सकती है: अस्थायी रूप से पानी के मध्य-मौसम के लिए, नीचे ड्राइंग उदाहरण के लिए, एक बड़ा फर्क पड़ता है लेकिन कई किसानों के लिए, स्थानीय सिंचाई नेटवर्क समायोजित नहीं कर सकता है परिवर्तन।

एक लैंडफिल के अंदर गहराई से कार्बनिक पदार्थ विघटित होने से मीथेन का उत्पादन होता है, जिसे आम तौर पर वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है। यह एक महत्वपूर्ण पर्याप्त समस्या है कि EPA के अनुसार, लैंडफिल संयुक्त राज्य में मीथेन उत्सर्जन का तीसरा सबसे बड़ा स्रोत है। सौभाग्य से, सुविधाओं की बढ़ती संख्या गैस पर कब्जा कर लेती है और इसे एक संयंत्र में ले जाती है जो उस अपशिष्ट गैस के साथ बिजली का उत्पादन करने के लिए बॉयलर का उपयोग करती है।

जैसा कि आर्कटिक क्षेत्र जल्दी गर्म होते हैं, मीथेन को प्रत्यक्ष मानव गतिविधि की अनुपस्थिति में भी जारी किया जाता है। आर्कटिक टुंड्रा, इसकी कई आर्द्रभूमि और झीलों के साथ, बड़ी मात्रा में पीट जैसी मृत वनस्पति बर्फ और पर्माफ्रॉस्ट में बंद है। पीट पिघलना की उन परतों के रूप में, सूक्ष्मजीव गतिविधि उठाती है और मीथेन जारी की जाती है। एक परेशानी प्रतिक्रिया पाश में वातावरण में जितनी अधिक मीथेन होती है, उतनी ही गर्म होती है, और अधिक मीथेन विगलन पर्माफ्रॉस्ट से जारी होता है।

अनिश्चितता में जोड़ने के लिए, एक और चिंताजनक घटना हमारे जलवायु को बहुत तेजी से बाधित करने की क्षमता है। आर्कटिक मिट्टी और गहरे महासागरों में मीथेन की बड़ी सांद्रता पानी से बनी बर्फ की तरह जाल में फंस जाती है। परिणामी संरचना को क्लैथ्रेट, या मीथेन हाइड्रेट कहा जाता है। क्लैट्रेट के बड़े जमाव को करंट, अंडरवाटर लैंडस्लाइड, भूकंप और वार्मिंग तापमान को बदलकर अस्थिर किया जा सकता है। बड़ी मीथेन क्लैथ्रेट जमा के अचानक पतन, जो भी कारण के लिए, वातावरण में मीथेन के बहुत सारे रिलीज करेगा और तेजी से वार्मिंग का कारण होगा।

एक उपभोक्ता के रूप में, मीथेन उत्सर्जन को कम करने का सबसे प्रभावी तरीका हमारी जीवाश्म ईंधन ऊर्जा जरूरतों को कम करना है। अतिरिक्त प्रयासों में मीथेन-उत्पादन की मांग को कम करने के लिए लाल मांस में कम आहार चुनना शामिल है मवेशी और खाद जिससे जैविक उत्पादन की मात्रा को कम करने के लिए लैंडफिल में भेजा जाता है जहां यह उत्पादन होता है मीथेन।