水徒然

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環境中のメタン、一酸化炭素はどのようにしてつくられるか調べました。

2011-10-21 | 日記

'11-10-21投稿、強調
 気象庁のデータより、大気中にはメタン(CH3)、一酸化炭素(CO)はオゾン(O3)濃度と連動して存在しているようです。これらは環境中に存在している微生物、放射能、紫外線などの影響を受けて複雑に反応して生成されていると思われます。
 既報までにて、メタンはさまざまな環境から自然の発生、および人為的に発生していることが知られています。(巻末関連投稿を参照)

既報でも記載しましたが、妄想?杞憂かもしれませんことを
予め断っておきます。


(環境中のガスの生成消滅に及ぼす要因)
 特に、人為的な影響として、さまざま考えられますが、
1)北極圏でのオゾン層の崩壊については「高層大気研究プロジェクトである高周波活性オーロラ調査プログラム
HAARP( High Frequency Active Auroral Research Program、高周波活性オーロラ調査プログラム)」から、電離層に発振される(VHF:1m~10m)は電離層のかく乱させて、酸素(O2)、オゾン(O3)などの酸化還元反応に影響すると想われます。
2) また、個人的には、地球温暖化に伴って発生しやすくなったメタン核実験、核爆発、原発などから発生した放射性の塩素、臭素、ヨウ素などハロゲンからの崩壊放射による影響があるのではと推察しています。一般的には半導体産業、空調産業などから発生するオゾン層破壊物質が規制されていますが・・・。
参考投稿:
南極になぜオゾンホールができ易いか?に係る要因考察
3)大気圏(約100km)より上の宇宙空間の超新星爆発(隕石)、流れ星(彗星)、オーロラ(プラズマによる発光)など文字通りの杞憂な空間からの放射線の異変による影響も考えられます。

まえがきが長くなりましたが、 一般的にはメタンは発酵によって、一酸化炭素は酸素濃度が低い場合の不完全燃焼によって発生することが知られていますが、環境中での生成消滅機構について個人的には不詳なので、既報に引き続いて基礎的に調べてみました。

ウィキペディアによれば、
メタンは
「メタン (methane) は最も単純な構造の炭化水素で、1個の炭素原子に4個の水素原子が結合した分子である。化学式は CH4。和名は沼気(しょうき)。
分子は炭素が中心に位置する正四面体構造をとる。・・・
 常温、常圧で無色、無臭の気体。人に対する毒性はない。融点は −183 ℃、沸点は −162 ℃。空気に対する比重は 0.555。(分子量は約16)
光などの刺激によって励起されハロゲン元素と反応し、水素原子がハロゲン原子に置換される。この反応は激しい発熱反応である。例えば塩素との混合気体を常温中で直射日光に曝すだけで発火する。
 メタンは天然ガスから得られるほか、一酸化炭素と水素を反応させることで工業的に大量に生産されているあるが、実験室で発生させる方法がいくつか知られている。・・・
製法
・炭化アルミニウムに室温で水を反応させて加水分解する。
 Al4C3 + 12H2O→3CH4 + 4Al(OH)3
・酢酸塩を強塩基の存在下に強熱して脱炭酸させる。 
 CH3COONa + NaOH→ CH4 + Na2CO3
・メタン菌による嫌気発酵
いわゆるバイオガスの製法。強い嫌気度を要求する。なお、自然界で発生するメタンの殆どはメタン菌により合成されている。
4H2 + HCO3- + H+ → CH4 + 3H2O
CH3COO- + H2O→ CH4 + HCO3-
用途
大きな用途の1つは燃料用のガスとしてであり都市ガスなどに使用されている。もう一つはC1化学プロセスに使用する原料としてである。また、メタンは高温の水蒸気との反応で一酸化炭素と水素の混合気(合成ガス)を生じ、この混合気そのもの、あるいは単離した一酸化炭素や水素を各種化学プロセスの原料として使用する。・・・」
詳しく見る

⇒環境中のメタン(CH4)、オゾン(O3)、一酸化炭素(CO)が連動していることについて、宇宙空間に存在している紫外線、高周波プラズマを含む放射線、水素(H2)による酸化還元反応、および微生物による嫌気性発酵環境中の塵埃による触媒作用の影響が想定されます。
 オゾン層破壊に係るメカニズムについて個人的には無知につき、水が係る現象として既報で調査した極域成層圏雲(PSCs)と呼ばれる低気圧性の渦「極渦(きょくうず)」との関連について引き続いて調べる予定です。

関連投稿:(メタン発生に係る記載)
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水田土壌に生息する微生物によるメタン生成
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