​甲烷：一种强大的温室气体

甲烷：一种强大的温室气体

甲烷是天然气的主要成分，但它的化学和物理特性也使它成为一种强大的温室气体，是全球气候变化的令人担忧的因素。

甲烷

甲烷分子CH4是由一个中心碳原子和四个氢原子组成的。甲烷是一种无色气体，通常有两种形成方式：

·生物甲烷是由微生物在缺氧条件下分解某些类型的糖产生的。这种生物产生的甲烷可以在产生后立即释放到大气中，也可以在潮湿的沉积物中积累，稍后再释放出来。

·当有机物质被深埋在地质层下数百万年，然后在压力和高温下分解时，就形成了产热甲烷。这种甲烷是天然气的主要成分，占天然气的70%到90%。丙烷是天然气中常见的副产品。

生物甲烷和热甲烷可能有不同的来源，但它们具有相同的特性，使它们都是有效的温室气体。

甲烷是温室气体

甲烷与二氧化碳和其他分子一起，对温室效应起着重要作用。太阳反射的能量以波长较长的红外辐射的形式激发了甲烷分子，而不是传播到太空中。这使得大气变暖，以至于甲烷对温室气体变暖的贡献达到了20%，其重要性仅次于二氧化碳。

由于其分子内的化学键，甲烷吸收热量的效率比二氧化碳高得多（高达二氧化碳的86倍），使其成为一种非常有效的温室气体。幸运的是，甲烷在被氧化变成水和二氧化碳之前只能在大气中存在10到12年。二氧化碳可以存在几个世纪。

上升趋势

根据美国环境保护署（EPA）的数据，自工业革命以来，大气中甲烷的含量翻了一番，从1750年的722 ppb增长到2015年的1834 ppb。然而，世界上许多发达国家的排放量现在似乎已经趋于平稳。

化石燃料再次受到指责

在美国，甲烷排放主要来自化石燃料工业。甲烷不像二氧化碳那样在燃烧化石燃料时释放出来，而是在化石燃料的开采、加工和分配过程中释放出来的。甲烷从天然气井口、加工厂、有故障的管道阀门，甚至从输送天然气到家庭和企业的分销网络中泄漏出来。一旦到达那里，甲烷就会继续从煤气表和加热器、炉灶等燃气电器中泄漏出来。

一些事故发生在处理天然气的过程中，导致大量天然气的释放。2015年，加利福尼亚州的一个储存设施释放了大量甲烷。波特牧场的泄漏持续了几个月，向大气中排放了近10万吨甲烷。

农业：比化石燃料更糟糕？

美国第二大甲烷排放源是农业。在全球范围内进行评估时，农业活动实际上排名第一。还记得那些在缺氧条件下产生生物甲烷的微生物吗？食草牲畜的内脏里充满了它们。牛、绵羊、山羊，甚至骆驼的胃里都有产甲烷细菌来帮助消化植物物质，这意味着它们会集体排出大量的甲烷气体。这不是一个小问题，因为据估计，美国22%的甲烷排放量来自牲畜。

甲烷的另一个农业来源是稻米生产。稻田中也含有产生甲烷的微生物，而潮湿的稻田释放的甲烷约占全球甲烷排放量的1.5%。随着人口的增长，种植粮食的需求也随之增加，加上气候变化导致气温上升，预计稻田的甲烷排放量将继续增加。调整水稻种植方式可以帮助缓解这一问题：例如，在季节中期暂时取水会产生很大的影响，但对许多农民来说，当地的灌溉网络无法适应这种变化。

从废物到温室气体

在垃圾填埋场深处分解的有机物会产生甲烷，通常会排出并释放到大气中。根据美国环保署的数据，垃圾填埋场是美国第三大甲烷排放源，这是一个非常重要的问题。幸运的是，越来越多的设施收集这些气体，并将其输送到一个使用锅炉利用这些废气发电的工厂。

甲烷来自寒冷

随着北极地区迅速变暖，即使没有人类的直接活动，甲烷也会释放出来。北极苔原及其众多的湿地和湖泊，包含了大量泥炭样的死植被，这些植被被锁在冰和永久冻土中。随着这些泥炭层的融化，微生物活动加快，甲烷被释放出来。在一个麻烦的反馈循环中，大气中的甲烷越多，温度就越高，更多的甲烷从融化的永久冻土中释放出来。

让不确定性雪上加霜的是，另一个令人担忧的现象有可能迅速进一步破坏我们的气候。在北极土壤和海洋深处，大量的甲烷被困在由水构成的冰状网中。生成的结构称为笼形物或甲烷水合物。洋流变化、水下滑坡、地震和温度升高会使大量包合物沉积物失去稳定。大型甲烷包合物沉积物的突然崩塌，无论出于何种原因，都会将大量甲烷释放到大气中，并导致快速变暖。

减少我们的甲烷排放

作为消费者，减少甲烷排放最有效的方法是减少化石燃料的能源需求。其他努力包括选择低红肉的饮食，以减少对产生甲烷的牛的需求，以及堆肥，以减少送往垃圾填埋场产生甲烷的有机废物的数量。