Тема: Предельные углеводороды
Урок: Роль метана в парниковом эффекте
1. Что такое парниковый эффект
Парниковый эффект – это процесс, в ходе которого парниковые газы поглощают инфракрасное излучение Земли и нагревают атмосферу. Рис. 1.
Рис. 1. Содержание парниковых газов в атмосфере Земли
Без парникового эффекта средняя температура поверхности Земли была бы около -19ºС, при том что сейчас она составляет +14ºС.
Парниковый эффект напрямую связан с природными объектами и явлениями, однако в последние столетия деятельность человека также стала вносить существенный вклад в этот процесс. Рассмотрим, каким образом один из парниковых газов метан СН4 влияет на парниковый эффект.
В атмосферу Земли метан поступает из различных источников. Все эти источники можно разделить на два вида: антропогенные и природные.
2. Антропогенные источники метана
К антропогенным источникам метана относятся (Рис. 2):
Добыча угля. В год из угольных шахт выделяется 46 миллионов тонн метана, заключенного в угольные пласты.
Сжигание биомассы. В результате сжигания различных природных материалов, в том числе вследствие рукотворных пожаров, в атмосферу выделяется 50 миллионов тонн метана в год.
Нефтегазовая промышленность. За год в процессе добычи, транспортировки и переработки природного газа и нефти в атмосферу уходит 60 миллионов тонн метана.
Рисовые поля. Количество метана, ежегодно поднимающегося со дна затопленных рисовников, оценивается 60 (шестьюдесятью) миллионами тонн.
Свалки. Ежегодно в результате гниения свалок в атмосферу попадает 61 миллион тонн метана.
Жвачные животные. Коровы, овцы и другие жвачные животные, которых разводит человек, выделяют в атмосферу 81 миллион тонн метана за год.
Всего в результате деятельности человека в атмосферу ежегодно попадает примерно 358 миллионов тонн метана.
Рис. 2. Антропогенные источники метана
3. Природные источники метана
К природным же источникам метана относятся (Рис. 3):
Природные пожары. Их вклад в увеличение парникового эффекта – 2 миллиона тонн метана в год.
Океан. В результате жизнедеятельности его обитателей за год в атмосферу попадает 4 миллиона тонн метана.
Метан гидраты – химические (клатратные) соединения метана и воды. В природе они встречаются в виде льда с заключенным в него метаном, их можно обнаружить в вечной мерзлоте и на дне океанов. Из-за потепления океанических вод лёд тает и выделяет в атмосферу метан. Мощность этого источника составляет 5 миллионов тонн газа за год.
Лавовые и грязевые вулканы в процессе извержения ежегодно выбрасывают в атмосферу 14 миллионов тонн метана.
Термиты. В процессе переваривания съеденной целлюлозы эти насекомые выделяют в атмосферу метан в количестве 20 миллионов тонн в год.
Болота. Они ежегодно выделяют в атмосферу 100 миллионов тонн метана.
Таким образом, из природных источников в атмосферу ежегодно попадает примерно 145 миллионов тонн метана.
Рис. 3. Природные источники метана
Болота являются основным природным источником метана в атмосфере. Метан является третьим по значению парниковым газом и роль его в атмосфере Земли велика.
4. Механизм возникновения парникового эффекта
Роль метана в экологических процессах исключительно велика. Несмотря на то, что в атмосфере метан содержится в количестве около двух миллионных долей, он является третьим по вкладу в парниковый эффект газом. Поэтому в настоящее время важной задачей для многих регионов земного шара, и в том числе для России, является учет существующих источников метана.
Следует отметить, что в последние годы прогноз глобального потепления, связанный с парниковым эффектом, сменяется прогнозом наступления очередного малого ледникового периода. По-видимому, влияние Солнца на глобальные изменения земного климата превосходит все эффекты, возникающие на самой Земле.
Подведение итога урока
На данном уроке была рассмотрена тема «Роль метана в парниковом эффекте». Вы узнали, что такое парниковый эффект, как он возникает. Существуют ли планеты без парникового эффекта, как связан указанный эффект с природными явлениями. Рассмотрели газ метан и узнали об антропогенных и природных источниках метана, познакомились с механизмом возникновения парникового эффекта.
Список литературы
1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.
2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2008. – 463 с.
3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2010. – 462 с.
4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 278 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Interneturok.ru (Источник).
2. Органическая химия (Источник).
3. Химик (Источник).
Домашнее задание
1. №№ 10, 11 (с. 22) Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание.– М.: Просвещение, 2012.
2. Какие химические и физические явления лежат в основе парникового эффекта?
3. Перечислите антропогенные и природные источники поступления метана в атмосферу.
