Metaani

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Metaani
Methane-2D.svg
Methane-3D-space-filling.svg
Tunnisteet
CAS-numero 74-82-8
IUPAC-nimi Metyylihydridi
SMILES C
Ominaisuudet
Kemiallinen kaava CH4
Moolimassa 16,0 g/mol
Tiheys 0,000717 g/cm³
Sulamispiste −182,5 °C (90,7 K)
Kiehumispiste −161,6 °C (111,55 K)
Liukoisuus 3,5 mg/100 ml (17 °C)

Metaani (CH4) on yksinkertaisin hiilivety ja alkaani. Se on hajuton, ilmaa kevyempi kaasu. Metaani on hiilidioksidin ohella yksi merkittävimmistä kasvihuonekaasuista.

Metaania syntyy eloperäisen aineksen mädäntyessä hapettomissa oloissa esimerkiksi eläinten ruoansulatuskanavissa, soissa, kaatopaikoilla ja riisipelloilla. Lisäksi metaania vapautuu fossiilisten polttoaineiden hankinnan ja jalostuksen yhteydessä. Metaania kerätään talteen polttoaineeksi biokaasuna. Eri esiintymispaikoissaan siitä käytetään esimerkiksi myös nimityksiä suokaasu ja kaivoskaasu. Kivihiilikaivoksissa tapahtuvat kaasuräjähdykset ovat metaanikaasun aiheuttamia, sillä sitä on myös kivihiilen huokosissa. Myös Marsin maaperästä vapautuu metaania. Jäätynyttä metaania esiintyy myös Pluton uloimmassa kerroksessa.

Maakaasu on pääosin metaania. Metaanin palamisreaktio tuottaa runsaasti lämpöenergiaa:

\rm CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2 H_2 O \qquad -\Delta H_c^{\circ}=889\ kJ/mol

Polttoainekäytön lisäksi metaania käytetään useiden yhdisteiden synteesin lähtöaineena. Siitä valmistetaan muun muassa kloorattuja metaaneja, metanolia, eteeniä, vetysyanidia, vetysulfidia ja synteesikaasua.[1]

Metaani kasvihuonekaasuna[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Metaani on ihmisen maailmanlaajuisesti tuottamista ilmastoa lämmittävistä kasvihuonekaasuista toiseksi tärkein heti hiilidioksidin jälkeen, ja sen osuus globaaleista kasvihuonepäästöistä on arviolta 14 prosenttia[2]. Suomessa metaani on kasvihuonevaikutukseltaan kolmanneksi yleisin kasvihuonekaasu 6 prosentin osuudellaan[3].

Metaanin pitoisuus ilmakehässä on yli kaksinkertaistunut esiteollisen ajan jälkeen. Metaanin elinikä ilmakehässä on vain noin kymmenen vuotta, mutta sen ilmakehää lämmittävä vaikutus on 25 kertaa suurempi kuin hiilidioksidilla[4]. Metaanilla on myös otsonia heikentävä vaikutus, joka on kuitenkin paljon pienempi kuin klooria ja bromia sisältävillä kaasuilla[5].

Erään arvion mukana puolet maailman metaanipäästöistä syntyy maanviljelyksestä, jonka ylivoimaisesti suurin päästölähde on karjatalous. Fossiilisten polttoaineiden hankinta ja käyttö aiheuttavat 26 % maailman metaanipäästöistä ja kaatopaikat sekä jäteveden puhdistuksen yhteydessä vapautuu 20 prosenttia[6]. Biomassan polton metaanipäästöt muodostavat noin 11 prosenttia ihmisen toiminnan aiheuttamista metaanipäästöistä[7].

Suomessa metaanin päästöistä on puolet peräisin kaatopaikoilta ja jätevedenpuhdistuksesta, kakkossijalla päästölähteenä on karjatalous.[8] Metaania syntyy myös puun pienpolton yhteydessä, etenkin saunojen puukiukaissa.[9]

Metaanipäästöjen arvellaan tulevaisuudessa syntyvän enenevissä määrin kaatopaikoille kasaantuvasta jätteestä.[10] Suomen kaatopaikkojen metaanipäästöt ovat kuitenkin laskeneet voimakkaasti viimeisen kymmenen vuoden aikana.[11]

Karjatalouden metaanipäästöt syntyvät nurmirehua syövien märehtijöiden ruoansulatuksessa sekä lannan varastoinnissa ja käsittelyssä. Metaanin muodostumista pyritään vähentämällä kohottamalla rehun hyötysuhdetta ja sen kautta vähentämällä sen kulutusta. Yli viisi prosenttia rehun energiasta muuttuu metaaniksi, ja sen talteenotto on vaikeaa sisätiloissakin. Kehitteillä on rehu, jonka ansiosta metaanin muodostuminen vähenisi.[8]

Siperian turvesoiden ikiroudan sulamisesta voi aiheutua jopa 70 000 miljoonan tonnin metaanipäästöt, jotka edelleen kiihdyttäisivät ilmastonmuutosta.[12] Kaksi kolmasosaa metaanipäästöistä on ihmisen aiheuttamaa.

Ilmakehän metaanipitoisuus nousi poikkeuksellisen paljon vuonna 2007. Syytä ei tiedetä. Pohjoisessa epäillään Siperian soiden vapauttavan metaania ikiroudan sulaessa ilmaston lämmettyä.[13]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Alén, Raimo: Kokoelma orgaanisia yhdisteitä: Ominaisuudet ja käyttökohteet, s. 18. Helsinki: Consalen Consulting, 2009. ISBN 978-952-92-5627-3.
  2. Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities. http://www.globalmethane.org/documents/analysis_fs_en.pdf
  3. Greenhouse gas emissions in Finland 1990–2003. National inventory report to the UNFCCC. 27 May 2005. http://www.stat.fi/tup/khkinv/nir_2005_unfccc.pdf
  4. IPCC:n neljännen arviointiraportin toinen luku. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. Taulukko 2,14. Intergovernmental Panel on Climate Change 2007.
  5. Twenty Questions And Answers About The Ozone Layer, UNEP/D.W. Fahey 2002, s. 12
  6. Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities. http://www.globalmethane.org/documents/analysis_fs_en.pdf
  7. Puun polton pienhiukkaspäästöt. Kuopion yliopiston ympäristötieteiden laitoksen monistesarja 2/2005. http://www.uku.fi/fine/src/raportit/PIPOLoppuraportti2005.pdf
  8. a b Kristiina Yli-Kovero: Nautojen metaanipäästöjä halutaan vähentää uudenlaisella rehulla. Helsingin Sanomat, 7.11.2009, s. B9. Artikkelin verkkoversio.
  9. Tsupari ym.: Dityppioksidin (N2O) ja metaanin (CH4) päästökertoimia Suomen voimalaitoksille, lämpökeskuksille ja pienpoltolle VTT. Viitattu 7.11.2008.
  10. Johanna Mannila: Metaani – se toinen kasvihuonekaasu 21.11.2006. Helsingin Sanomat. Viitattu 4.7.2007.
  11. Tilastokeskuksen kasvihuonekaasutilasto http://www.tilastokeskus.fi/til/khki/2006/khki_2006_2008-04-18_tau_003_fi.html
  12. Ian Sample: Warming Hits 'Tipping Point' 11.8.2005. The Guardian. Viitattu 12.6.2007.
  13. Ilmakehän metaanipitoisuus kohosi yllättäen viime vuonna, Tutkijat eivät ymmärrä metaanin kiertokulkua luonnossa riittävästi, Helsingin Sanomat 31.10.2008 A4

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Metaani.