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2014年3月 6日 (木曜日)

農業がもたらす環境汚染~地下水~4

4.メタンガス

メタン(Methan)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。常温、常圧で無色、無臭の気体。ヒトに対する毒性はない。

メタンガスとは、可燃性ガスの一つ。
有機物の腐敗や発酵などにより発生する。
用途としては燃料として利用され、都市ガスなどにも含まれている。
バイオマス分野でも研究が進められており、バイオガスとして既に実用化もされている。

このほか、海底や地上の永久凍土にはメタンハイドレートという形でメタンが大量に貯蔵されていることが分かっており、現在その分野でも研究・実用化がすすめられている。

メタンはメタン産生菌の活動などにより放出されるため自然界に広く存在し、特に沼地などに多く存在する。
和名の沼気はこれが語源。


一方でメタンガスは強力な温室効果ガスとしても知られており、同量の二酸化炭素の20~30倍もの温室効果があるとされる。

二酸化炭素は現在温暖化の原因として悪名高いが、現状の上昇グラフや温暖化への寄与率を考えると二酸化炭素以外の温室効果ガス(メタンを含む亜酸化窒素、オゾン、フロンなど)が50年後には二酸化炭素の温室効果を上回ると考えられている。

原始地球においてはメタン菌によるメタンによって地球大気が暖められ、生命の進化を促したと考えられる。
またニッケルが減少した事によりメタン菌の繁殖が抑えられメタンの放出が減り藍藻類が登場して大気中の酸素が増え始めたという説もある。

メタンは17世紀以前は一定の量を維持していたが、人口増加や産業革命に伴い増加の一途をたどっている。特にここ50年間で発生量は2倍になっており、これは水田や家畜などの寄与率が大きいと考えられる。

牛などの消化器管にメタン菌がいるため、草食動物のげっぷには大量のメタンが含まれており、
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その糞からもメタンが発生するため、牛が増えると大量のメタンガスが発生し、温室効果を助長するとして、大量の牛肉を使用、そして廃棄しているハンバーガー販売企業がバッシングされたこともあった。

人口の10倍以上の家畜を抱える酪農国のニュージーランドでは、羊や牛のげっぷを抑制するという温暖化対策を進めようとしたが、農民の反対を受けている。

汚泥の除去など有効利用が行なわれる一方、水田や家畜からのメタン発生の抑制を行なう研究が進行中である。
例えば、水田では稲藁をそのまま投入するより、一度発酵させ堆肥として用いたほうがメタン発生を抑制できるとの研究結果もある。
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人為的なメタンガスは燃料として使用し、残った発酵された堆肥を使用するのが現段階ではベストだらう。


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