Methans Auswirkungen auf die Atmosphäre: Quellen, Effekte und Klimawandel

Methan, ein Gas, hat ein Kohlenstoffmolekül und vier Wasserstoffmoleküle. Es hat keinen wahrnehmbaren Geruch und ist leichter als Luft. Anaerobe Bakterien, eine der ältesten Lebensformen der Erde, produzieren Methan, indem sie organisches Material aufspalten und verdauen; sie stoßen Gas (Methan) als Abfallprodukt aus. Wir haben heute Verwendungen für Methan, da wir es als Erdgas und als Energiequelle nutzen. Methan hat eine direkte Wirkung auf die Atmosphäre, wenn es sich mit anderen Substanzen und Chemikalien verbindet. Es kann ein Problem sein, wenn seine Konzentration tolerierbare Grenzwerte überschreitet.

Globale Erwärmung

• Obwohl Methan nicht in den Mengen in der Atmosphäre vorkommt wie CO2, hat es die 21-fache Stärke von CO2 als Treibhausgas. Methan ist in der Atmosphäre schneller gestiegen als CO2. Methan kann etwa sieben Jahre in der Atmosphäre verbleiben. Es fängt Wärme in einem Treibhauseffekt ein, indem es Wärme durch Infrarotstrahlung reflektiert, die zurück zur Erde reist. Methan kann die globale Erwärmung beschleunigen, was zu stärkeren Hurrikanen und Überschwemmungen führt.

Quellen und Konzentrationen

• Die Produktion von Methan in Konzentrationen, die gefährlich für die Atmosphäre werden, stammt aus Kohlebergbau und -verbrennung, schwerer Industrie mit der Verbrennung von Erdöl und Erdgas sowie aus der Tierhaltung. Sekundäre Quellen umfassen Mistdeponien, Abwasserbehandlungsanlagen, Schlammteiche, Sümpfe, Meeresböden, Mülldeponien und schlammverstopfte Flüsse und Bäche.

Atmosphärische Gesundheit – Niedrige Werte

• Wenn Methan eine Toxizität von mehr als 5 Prozent oder 50.000 Teilen pro Million erreicht, beginnt es, den Sauerstoffgehalt in der unteren und oberen Atmosphäre zu verdrängen. Es kann zu Sauerstoffmangel führen, was zu Erstickung führt. Es müssen 18 Prozent Sauerstoff in der Atmosphäre verfügbar sein, um eine ordnungsgemäße menschliche Atmung und Gesundheit zu gewährleisten. Sauerstoffwerte zwischen 12 und 16 Prozent führen zu schnellerer Atmung und erhöhter Pulsfrequenz. Einige Anzeichen von muskulärer Verlust der Kontrolle können vorhanden sein.

Atmosphärische Gesundheit – Höhere Werte

• Wenn der Sauerstoffgehalt 10 bis 14 Prozent erreicht, treten Anzeichen von erschwerter und gestörter Atmung auf, zusammen mit erhöhter Müdigkeit bei normaler Anstrengung. Ein Sauerstoffgehalt von 6 bis 10 Prozent löst Erbrechen und Übelkeit, Bewusstlosigkeit oder Kollaps und eine Unfähigkeit, sich frei zu bewegen, aufgrund von mangelnder Muskelkontrolle aus. Sauerstoffwerte unter 6 Prozent können Krämpfe, nach Luft schnappen und zu vollständigem Atemversagen und Tod führen.

Explosionsgefahr von Methan

• Methan kann, wenn es in einem begrenzten Bereich vorkommt, explosive Bedingungen verursachen. Wenn die Menge an Methan in der Luft zwischen 5 und 15 Prozent liegt, kann jeder Funke eine Zündung verursachen. Sehr hohe Konzentrationen von Methan können es brennbar machen, leicht zu entzünden, wenn die richtigen Bedingungen vorliegen. Die Luft in Kohleminen und auf Mülldeponien muss aus genau diesem Grund ständig überwacht werden.