Metaani

Metaani
Tunnisteet
IUPAC-nimi	Metyylihydridi
CAS-numero	74-82-8
PubChem CID	297
SMILES	C
Ominaisuudet
Molekyylikaava	CH4
Moolimassa	16,0 g/mol
Sulamispiste	−182,5 °C (90,7 K)
Kiehumispiste	−161,6 °C (111,55 K)
Tiheys	0,7168 g/dm3 (0 °C)[1]
Liukoisuus veteen	3,5 mg/100 ml (17 °C)
[2]
Infobox OK

Metaani (CH₄) on yksinkertaisin hiilivety ja alkaani. Se on hajuton, ilmaa kevyempi kaasu. Metaani on hiilidioksidin ohella yksi merkittävimmistä kasvihuonekaasuista. Metaanin osuus kaikista kasvihuonekaasujen yhdistetyistä lämmitysvaikutuksista on noin 20 %. ^[3]

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:

${\displaystyle {\rm {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O\qquad -\Delta H_{c}^{\circ }=889\ kJ/mol}}}$

Polttoainekäytön lisäksi metaania käytetään useiden yhdisteiden synteesin lähtöaineena. Siitä valmistetaan muun muassa kloorattuja metaaneja, metanolia, eteeniä, vetysyanidia, vetysulfidia ja synteesikaasua.^[4]

Metaani kasvihuonekaasuna

Metaanin elinikä ilmakehässä on vain noin kymmenen vuotta^[5], joten se lämmittää ilmakehää muita kasvihuonekaasuja huomattavasti lyhyemmän aikaa. Laskelmissa metaanin ilmastoa lämmittävä vaikutus riippuu siksi muita kasvihuonekaasuja enemmän siitä, kuinka pitkää ajanjaksoa tarkastellaan päästöjen muodostumisen jälkeen. Yleisimmin käytetyllä sadan vuoden tarkasteluvälillä saadaan tulokseksi, että metaani lämmittää ilmakehää 25 kertaa enemmän kuin hiilidioksidi.^[6] Metaanilla on myös ilmakehän viilentymistä aiheuttava otsonia heikentävä vaikutus, joka on kuitenkin paljon pienempi kuin klooria ja bromia sisältävillä kaasuilla^[7][8].

Metaanin pitoisuus ilmakehässä on yli kaksinkertaistunut esiteollisen ajan jälkeen. Metaanin osuus globaaleista kasvihuonepäästöistä on sadan vuoden seuranta-ajalla noin 14 prosenttia ^[9]. Suomessa muiden kasvihuonekaasujen tuotanto on kuitenkin niin runsasta, että metaanin osuus ilmaston lämpenemisestä on vain 6 prosenttia^[10].

Suomessa metaanin päästöistä on puolet peräisin kaatopaikoilta ja jätevedenpuhdistuksesta, kakkossijalla päästölähteenä on karjatalous.^[11]

Fossiilisten polttoaineiden hankinta ja käyttö aiheuttavat 26 % maailman metaanipäästöistä ja kaatopaikkojen sekä jäteveden puhdistuksen yhteydessä vapautuu 20 prosenttia^[9]. Biomassan polton metaanipäästöt muodostavat noin 11 prosenttia ihmisen toiminnan aiheuttamista metaanipäästöistä^[12].

Metaanipäästöjen arvellaan tulevaisuudessa syntyvän enenevissä määrin kaatopaikoille kasaantuvasta jätteestä.^[13] Suomen kaatopaikkojen metaanipäästöt laskivat kuitenkin voimakkaasti vuosina 1995–2006.^[14]

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.^[11]

Siperian turvesoiden ikiroudan sulamisesta voi aiheutua jopa 70 000 miljoonan tonnin metaanipäästöt, jotka edelleen kiihdyttäisivät ilmastonmuutosta.^[15] 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.^[16]

Katso myös

• Metaaniklatraatti
• Maakaasu
• Biokaasu

Lähteet

Aiheesta muualla

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Metaani.

• Metaanin kansainvälinen kemikaalikortti
• Human Metabolome Database: Methane (englanniksi)
• KEGG: Methane (englanniksi)
• ChemBlink: Methane (englanniksi)