poznasz zwyczajowe nazwy gazów, których głównym składnikiem jest;

opiszesz własności fizyczne i chemiczne metanu;

poznasz przykłady właściwego zastosowania metanu w odniesieniu do jego właściwości;

scharakteryzujesz zagrożenia związane z uwalnianiem metanu do atmosfery;

poznasz przykłady prostych działań (w swoim otoczeniu), mających na celu ograniczenie niekontrolowanego wydzielania się metanu do atmosfery.

Zastanów się, skąd pochodzi gaz ziemny wykorzystywany w domach jako źródło energii? Jak on powstaje? Jakie ma właściwości fizykochemiczne? Co łączy gaz ziemny, gaz błotny, gaz kopalniany oraz biogaz? Wspólnym składnikiem tych gazów jest najprostszy z węglowodorów – metan. Metan to bezbarwny, bezwonny i palny gaz. Wchodzi w skład gazów występujących w kopalniach węgla, siarki i soli kamiennej, dlatego zdarza się, że jest przyczyną wybuchów i pożarów podczas wydobywania tych surowców. Powstaje także w wyniku beztlenowego rozkładu substancji organicznych w przyrodzie. Proces ten zachodzi często na bagnach lub mokradłach, a gazowa mieszanina, której głownym składnikiem jest metan, nazywa się gazem błotnym. Warto zastanowić się, na jak długo wystarczy metanu? Czy kolejne pokolenia będą miały go pod dostatkiem? Twierdzi się, że przyszłością energetyczną dla ludzkości może być lód metanowy.

Wysłuchaj informacji, które pomogą Ci poszerzyć wiedzę z tego tematu.

Jakie korzyści pozwala osiągać metan, a jakie generuje zagrożenia?

Rozdział 1 
Wybuchowe jeziora na Mazurach

Materiał przedstawia rozmowę dwóch uczniów na temat źródeł występowania metanu. Tekst został opracowany na podstawie informacji ze strony internetowej www.polskaniezwykla.pl

— Cześć, dawno się nie widzieliśmy. Jak się masz po wakacjach? Gdzie byliście?
— Ostanie wakacje spędziliśmy na Mazurach. Wyobraź sobie, że w Polsce tuż przy drodze prowadzącej z Błąkał do Stańczyków znajdują się dwa niewielkie jeziora o dziwnych nazwach Dobellus Duży i Dobellus Mały.
— Czy to nie są te tzw. Jeziora Przewrócone lub też Wybuchowe?
— Dokładnie te. Wiesz, skąd wzięły się ich nazwy?
— Ponoć na początku XX wieku doszło tam do potężnej eksplozji, w której woda zmieszana z błotem wystrzeliła w górę. Okazało się, że wybuchł metanMetan / CH4metan nagromadzony pod warstwą osadu na dnie jeziora. Podczas burzy nastąpił spadek ciśnienia atmosferycznego. Spowodował on uwolnienie metanu, a uderzający piorun zapalił ten łatwopalny gaz.
— To jest kolejny przykład niekontrolowanego spalania metanu. Eksplozje zdarzają się też w kopalniach węgla kamiennego i soli, a także w gospodarstwach domowych, z powodu nieszczelnych instalacji gazowych.
— A potrafisz wymienić główne źródła występowania metanu?
— Gaz ziemnyGaz ziemnyGaz ziemny oraz gaz błotnyGaz błotnygaz błotny.
— Metan występuje jeszcze w postaci hydratów na dnie oceanów oraz w wiecznej zmarzlinie. Są to tak zwane klatraty metanu. Jest także powszechnym związkiem chemicznym w atmosferze niektórych planet Układu Słonecznego. Na jednym z księżyców Saturna – Tytanie – metan tworzy rzeki i jeziora, a z chmur metanowych pada metanowy deszcz.
— Skoro metanu jest dużo, to z jednej strony wydaje się, że tego źródła energii będzie pod dostatkiem dla kolejnych pokoleń, a z drugiej – to niepokojące, ponieważ jest to gaz cieplarniany.

Rozdział 2 
Czy każdy z nas może mieć wpływ na stężenie metanu w powietrzu?

Materiał przedstawia wywiad dziennikarza z ekspertem z zakresu ochrony środowiska. Opracowanie na podstawie publikacji znajdującej się na stronie internetowej Europejskiej Agencji Środowiska oraz danych Głównego Urzędu Statystycznego i Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska.

— 5 czerwca obchodzimy ustanowiony przez ONZ Światowy Dzień Środowiska. To okazja do przypomnienia zasad rozwoju cywilizacji w zgodzie z rozwojem ekologicznym otaczającego świata.
— Zdecydowanie tak. Jednym z najbardziej aktualnych problemów jest ilość wytwarzanych odpadów i śmieci.
— Człowiek wytwarza ogromne ilości różnego rodzaju odpadów, w tym odpadów komunalnych. Zakładając, że odpady komunalne będą powstawać zawsze, jakie działania możemy podjąć, aby zmniejszyć ich ilość?
— Odpady były i będą. Ważne jest, aby dążyć nie tylko do ich ograniczenia, lecz również właściwie nimi gospodarować, czyli poddawać recyklingowi. Niektóre kraje dają pod tym względem świetny przykład: w Niemczech, Szwecji i Szwajcarii na składowiska trafia mniej niż 2% odpadów komunalnych, podczas gdy w Chorwacji, na Łotwie i Malcie – ok. 90%. W Polsce na składowiskach zdeponowano około połowy ogólnej ilości odpadów komunalnych.
— Twierdzi się, że niewłaściwa gospodarka odpadami przyczynia się również w dużym stopniu do zmian klimatu i zanieczyszczenia powietrza. Czy to prawda?
— Tak. Ze składowisk odpadów uwalnia się metan – gaz cieplarniany znacznie przyczyniający się do pogłębiania zmian klimatycznych. MetanMetan / CH4Metan powstaje w związku z obecnością na składowiskach mikroorganizmów i odpadów biodegradowalnych – takich, jak żywność czy papier. W wielu krajach odpady żywnościowe i ogrodnicze zbiera się oddzielnie, ponieważ mogą stanowić źródło energii i zostać wykorzystane jako nawóz. Metodą przetwarzania odpadów komunalnych jest fermentacja beztlenowa, która polega na poddawaniu odpadów biodegradowalnych (np. traw, liści, odpadów kuchennych) biologicznemu procesowi rozkładu, podobnemu do tego, który zachodzi na składowiskach, ale tym razem w warunkach kontrolowanych. W procesie fermentacji powstaje biogaz oraz pozostałości, które mogą zostać wykorzystane jako nawóz (np. kompost).
— Czyli każdy obywatel UE powinien mieć świadomość konieczności ograniczania ilości odpadów i tego, że gospodarka obiegowa, w której nic się nie marnuje, powinna być celem każdego kraju?
— Tak, ale sama świadomość nie wystarczy. Powinna się ona przekładać na właściwe postępowanie. Recykling w sposób znaczący przyczynia się do zmniejszenia ilości metanu pochodzącego ze składowisk odpadów, a tym samym do redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Rozdział 3 
Metan – więcej korzyści czy więcej zagrożeń dla człowieka i środowiska?

Materiał przedstawia rozmowę dwóch uczniów na temat emisji metanu do atmosfery. Opracowanie na podstawie informacji zamieszczonych na stronie internetowej www.national‑geographic.pl

— Pamiętasz, że mamy na chemię wspólnie przygotować informacje na temat emisji metanuMetan / CH4metanu do atmosfery?
— Tak, pamiętam. Zapoznałem się z ostatnim raportem Głównego Urzędu Statystycznego na temat ochrony środowiska. Dowiedziałem się, że w Polsce na wielkość emisji metanu decydujący wpływ ma sektor energii, w tym w głównej mierze jego emisja z paliw stałych (w szczególności węgla kamiennego) oraz emisja pochodząca z ropy naftowej i gazu ziemnegoGaz ziemnygazu ziemnego. Ważnym źródłem uwalniania metanu do atmosfery jest rolnictwo, w większości poprzez procesy fermentacji oraz składowanie odpadów.
— Ja w artykule National Geographic przeczytałem, że w ostatnich dekadach obszary podbiegunowe ocieplają się znacznie szybciej niż reszta globu. Topnienie wiecznej zmarzliny sprawia, że istniejące jeziora się powiększają, powstaje też wiele nowych, które w osadach dennych zawierają metan.
— Też czytałem, że na Alasce, Grenlandii czy Syberii wystarczy w lód stuknąć obcasem, by z sykiem zaczął wydobywać się z niego metan. Na niektórych jeziorach wydzielanie metanu jest miejscami tak silne, że tworzą się „ogniska”. Z jednego takiego otworu może się wydobywać 10–30 decymetrów sześciennych metanu dziennie.
— Znaczna ilość metanu powstaje również podczas rozkładu mikrobiologicznego lub termicznego większych cząsteczek organicznych. Mikroorganizmy produkują metan, przetwarzając roślinną materię organiczną w warunkach dużej wilgotności i niedostatku tlenu. W efekcie można obserwować wydobywający się metan na terenach bagiennych, polach ryżowych, wysypiskach śmieci.
— To w sumie nie powinniśmy się martwić, że metanu kiedyś zabraknie.
— Już w 2005 roku były takie obawy, ale naukowcy ogłosili alternatywne rozwiązanie – wykorzystanie gazu łupkowegoGaz łupkowygazu łupkowego. Dodatkowo branża energetyczna przymierza się do wykorzystania złóż klatratów metanu, leżących na ogromnych obszarach dna morskiego i uwięzionych w podbiegunowej wiecznej zmarzlinie.

W przypadku braku możliwości rozwiązania zadania z klawiatury lub trudności z odczytem przez czytnik ekranu skorzystaj z innej wersji zadania.