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甲烷2020/4/28 15:01:23 |
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说到甲烷，很多人应该想到的是粪便排出的气体，但实际上，甲烷并不仅仅是存在于粪便池中，别的地方也会有甲烷，只是没有很严重罢了。近日，有科学家在北极检测到了大量的甲烷爆发，那么北极甲烷大爆发会有什么后果呢?北极甲烷大爆发影响是什么?一起来了解。
北极甲烷大爆发会有什么后果 北极甲烷大爆发影响是什么
北极甲烷大爆发，是指整个北极地区的永久冻结带正在快速融化，到处是由冰水化成的湖泊，甲烷冒着泡从湖水中汩汩涌出。
甲烷会导致全球变暖：
通常，对生态环境感兴趣的人们对于冰原消失后果的讨论总是集中在依靠海冰捕猎的北极熊所面临的困境。然而，更大的问题还不在此。变暖的北极将改变整个地球，一些潜在的后果简直可以说是灾难。
比如，洋流变化会干扰亚洲季风，而将近20亿人依靠这些季风提供的雨水来种植粮食。更可怕的是，从融化的永久冻土带释放出的甲烷有可能产生反馈，导致全球气候失控——假如更多的甲烷被释放出来，那么，无论我们再怎样大幅消减温室气体排放，地球都会变得更热。最近的研究表明，从融化冻土带释放出的甲烷量要远远大于人们过去的设想。在过去10年保持静止不变之后，大气甲烷水平已开始再次升高，来源可能就是北极永久冻土带。
在北半球，有1/4的陆地地表包含永久冻土，即永久冻结的土壤、水和岩石。在一些地方，永久冻土是在最后一个冰河时代形成的，那时海平面很低，这些永久冻结带延伸在海洋之下，深藏于海床下。大面积永久冻结带开始消融，结果是快速侵蚀的土壤、扭曲的高速公路和管道、坍塌的建筑物，以及“醉倒的”森林。
然而，真正让人担心的是，包含于永久冻结带中的有机碳，它们以很久以前死去的动植物形式存在。比如，奇异的猛犸象已经被冰冻了数万年。当永久冻结带融化之际，其中的大部分碳都可能会释放到大气中。
没有人确切地知道永久冻结带中锁定了多少碳，但其数量似乎远比我们想象的要多。2008年，由佛罗里达大学爱德华索尔领导的一项国际合作研究表明，永久冻结带的碳含量是先前估计的两倍，约为16000亿吨——该数目大约是全世界土壤中碳总量的1/3，是大气中碳含量的两倍。
北极甲烷释放，意味着什么?
其实甲烷释放，不仅会造成海平面上升，还会深刻地影响着我们的生活。
我们知道，我们的雨季、旱季主要是由洋流变化形成的，绝大多数地区的农业就是依靠这种现象来种植农作物的。假如北极的甲烷被大量释放出来，那么温室效应将可能造成全球气候失控，人类将面临粮食短缺的危险。
再者，永久冻土层之中可能包含着病毒。我们知道冰川之下可能有生物的遗体，比如：科学家曾经从永久冻土层中挖掘到了4.2万年前的小马驹，以及10万年前的猛犸象。除此之外，科学家们还从一些生物的遗骸之中提取到了病毒。
西班牙大流感虽然在人类世界中消失了将近100多年，但科学家却从永久冻土层中的人类遗骸身上提取到了这种病毒。
如果全球变暖，永久冻土层以及冰川融化，那么这些病毒将可能随着冰雪融水汇聚到当地的生态系统中，有可能威胁到生物乃至人类的健康。
甲烷是一种化学物质，在我们入日常生活中，排便后产生的沼气就有甲烷的存在，而这一物质也被我们广泛利用，其中沼气可以转换用来烧火煮饭用。那么，到底甲烷是什么呢?甲烷是有机物吗?下面我们一起来了解。
甲烷是什么 甲烷是有机物吗
甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。
甲烷是一种可燃性气体，而且可以人工制造，所以，在石油用完之后，甲烷将会成为重要的能源。
它主要的来源有：1、有机废物的分解。2、天然源头(如沼泽)：23%。3、从化石燃料中提取：20%。4、动物(如牛)的消化过程：17%。5、稻田之中的细菌：12%。6、生物物质缺氧加热或燃烧。
甲烷的化学式为CH4，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是一无色无味气体。一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。从理论上说，甲烷的键线式可以表示为一个点“”，但实际并没有看到过有这种用法，可能原因是“”号同时可以表示电子。所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。
关于甲烷的安全使用：
1、健康危害
甲烷浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷，可致冻伤。
2、环境影响
甲烷也是一种温室气体。大气中已经具有相当多的二氧化碳，以至於许多波段的辐射早已被吸收了，因此大部分新增的二氧化碳只能在原有吸收波段的边缘发挥其吸收效应。相反地，一些数量较少的温室气体(包括甲烷在内)，所吸收的是那些尚未被有效拦截的波段，所以每多一个分子都会提供新的吸收能力。
甲烷会导致温室效应:
2018年4月2日，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员，利用俄克拉何马州南大平原观测站十年来获得的对地球大气的综合观测数据，首次直接证明了甲烷导致地球表面温室效应不断增加。
研究人员称，21世纪初，大气中甲烷的浓度停滞不前，温室效应也遵循同样的模式;但从2007年开始，甲烷浓度开始上升的同时，其导致的温室效应也水涨船高。
一般天然气是指自然界中所有的气体，但从狭义上来讲，天然气特指存在于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。甲烷作为一种气体，广义来说当然是天然气，但从狭义上，甲烷是天然气吗?到底甲烷是不是天然气的主要成分?下面我们一起来了解。
甲烷是天然气吗 甲烷是不是天然气的主要成分
甲烷是天然气的主要成分，但不能绝对的说是甲烷就是天然气。
两者区别：
1、物质不同
甲烷(系统名为“碳烷”，但只在介绍系统命名法时会出现，一般用习惯名“甲烷”)在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。
也是含碳量最小(含氢量最大)的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。
天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。
2、组成不同
甲烷，化学式CH?，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过sp?杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是一无色无味气体。
天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。
3、理化性质不同
通常情况下，甲烷比较稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱也不反应。但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应。
天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体。
在两极极寒之地，我们永远不知道暗藏着哪些危机，据最新检测，北极出现了甲烷大爆发的现象。那么具体北极甲烷爆发在什么地方?到底北极为什么会甲烷大爆发?据悉，这和冰雪融化有一定关系，下面我们来看看科学家们是怎么解释的吧。
北极甲烷在什么地方 北极甲烷在哪个位置
整个北极圈内都可能会释放甲烷。
根据《自然》杂志科学报告指出，科学研究人员们通过在格陵兰岛冰芯研究之中，得出了这个结论，他们从冰芯之中发现了微小而古代气泡，表明我们已经严重高估了甲烷的自然循环，同时大大低估了对我们人类地球的影响。
2006年时，《自然》杂志曾发表过一篇论文，论文中指出随着全球变暖，西伯利亚永久冻土层开始融化，永久冻土层中的甲烷释放量将会加倍增加。
时隔10多年后，就连作者本人也没有想到，她预测的现象已经在发生了，随着北极越来越多的冰层以及永久冻土层融化，甲烷释放点也变得越来越多。
原来她认为甲烷释放只会造成资源浪费，造成环境破坏。但现在有证据表明，甲烷也可能导致全球变暖。
这种剧烈变暖并不仅限于北冰洋地区，还延伸到周围的雪原、冰原和永久冻土带，深入到西伯利亚、阿拉斯加、加拿大、格陵兰和斯堪的纳维亚半岛的大部分地区。2007年，北美洲北部地区的温度比1951年至1980年间平均气温上升了大约2℃，西伯利亚的部分地区升温超过3℃。
数百米深的永久冻土带将面临着融化的风险——北极地区不仅仅是一块易碎的反射镜，也是一个巨大的碳和甲烷的存储库，这些温室气体被固定在冻土之中或被埋藏在海床之下的冰结构中。
美专家表示：如今人类对于全球变暖的情况必须重视起来，不然除了海平面上升会造成沿海地区被淹没以外，不断上升的温度也将使整个地球的生态圈受到极大的影响，从而威胁到人类的生存。
北极甲烷对洋流的影响
对于北极冰融，还有一个值得关注的问题，这就是：越来越多的淡水涌入北冰洋。海冰范围和厚度的缩减已经增加了大量淡水，与此同时，河流入海的水量比半个世纪之前增加了10% 。
部分原因是由于空气变暖导致降水增加——温暖的空气可以容纳更多水分;另一部分原因是由于永久冻土带和冰雪融化的结果。然而，还有更多的淡水来自融化的格陵兰冰原。随着北极的进一步变暖，这些淡水溪流将会增多。
这些额外的淡水将使驱动热盐环流或叫做海洋输送流的泵力减弱。其中最著名的洋流是北大西洋湾流。这些传输是在所有大洋中进行的，它开始于大西洋的最北部，在格陵兰，通常密度高的水会冲入洋底，这里的水之所以变得致密，部分原因是因为温度低，还有一部分原因是因为形成海冰增加了盐度。随着大量额外淡水的涌入，当海水变得相对温暖、而且不再那么咸时，人们就会担心驱动热盐环流的泵力减缓，这有可能造成欧洲北部气温下降(极端情况即电影《后天》里面所描述的情形)。
即使洋流输送放慢也会产生巨大的变化。气候模型表明，海洋输送的变化会改变全世界的降雨模式。这些模型是以对过去海洋传送关闭期间气候如何改变的研究为背景的。
英国雷丁大学气候系统研究沃尔克研究所的董步文(音)说，最严重的后果，是大概会中断并可能完全毁掉亚洲季风，导致南亚的严重干旱。他说：“这可能会给这些国家造成巨大的社会和经济影响。”
所谓的有机物是指由碳元素、氢元素组成的，一定是含碳的化合物，但并不是所有含碳的化合物都属于有机物，还要从它是否含有其他物质来区分。从所含物质上来讲，甲烷是一种含碳的化合物，那么到底甲烷是有机物吗?甲烷是有机物还是无机物?下面我们一起来了解。
甲烷是有机物吗 甲烷是有机物还是无机物
甲烷是最简单的有机物。
甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。也是含碳量最小(含氢量最大)的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。
沼气，顾名思义是沼泽湿地里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。
从科学定义角度看，沼气是各种有机物质，在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源。
天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。
有机物和无机物的区别：
“有机物”和“无机物”的区别是：定义不同、构成元素不同、性质不同、种类不同
一、定义不同
1、有机物是含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、等氧化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
2、无机化合物通常指不含碳元素的化合物，但少数含碳元素的化合物，如二氧化碳、碳酸、一氧化碳、碳酸盐等不具有有机物的性质，因此这类物质也属于无机物。
二、构成元素不同
1、有机物组成元素少 ，如C、H、O、N 、P、 S、 X(卤素：F、Cl、Br、I )等。
2、无机物主要有水及一些无机离子，如钠离子、钾离子、钙离子，镁离子、氯离子、硫酸根离子等。
三、性质不同
1、有机化合物除少数以外，一般都能燃烧。和无机物相比，它们的热稳定性比较差，电解质受热容易分解。有机物的熔点较低，一般不超过400℃。有机物大多不溶于水。有机物之间的反应缓慢，往往需要加入催化剂等方法。而且有机物的反应比较复杂。
2、无机物多数易溶于水，化学反应简单，难融化，耐热。
四、种类不同
1、有机化合物种类繁多、数目庞大(已知有3000多万种、且还在以每年数百万种的速度增加)。
2、自然界绝大多数的无机物可以归入氧化物、酸、碱和盐4大类。
我们所理解的甲烷是生活排便后所产生的沼气中所含的物质，因为这种物质存在于像液体一样的沼气中，所以很多人无法分辨甲烷是气体还是液体，那么到底甲烷是气体吗?按照其物理性来看，甲烷是一种常温下为无色无气味气体，具体情况我们一起来了解。
甲烷是气体吗 甲烷是气体还是液体
甲烷常温下是无色无味气体。但是在特定条件下，甲烷也会发生某些反应，例如变成甲烷水合物。
甲烷可以形成笼状的水合物，甲烷被包裹在“笼”里。也就是我们常说的可燃冰。它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构)。它可用mCH4nH2O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数(即水分子数)。
可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带，比较难以寻找和勘探。新研制的灵敏度极高的仪器，可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量，由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。
甲烷含量超过99%的天然气水合物又称为甲烷水合物。
关于甲烷的储存：
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
工程控制：生产过程密闭，全面通风。
其它有害作用：该物质对环境可能有危害，对鱼类和水体要给予特别注意。还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。
甲烷的分布：
甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、煤矿坑道气及可燃冰的主要成分之一。
413kJ/mol、109°28′，甲烷分子是正四面体空间构型，上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况，并不能真实表示各原子的空间相对位置。
甲烷的产生：据德国核物理研究所的科学家经过试验发现，植物和落叶都产生甲烷，而生成量随着温度和日照的增强而增加。另外，植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。他们经过估算认为，植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。
