Суу сактагычтардын түбүнөн бөлүнүп чыккан газ жагымсыз жыты бар саз газы (башка жалпы аталышы метан). Илимий жактан алганда, бул формен же метил суутек. Анын көбү метандан турат (CH4). Ал ошондой эле азот, аргон, суутек, фосфин жана көмүр кычкыл газын камтышы мүмкүн.
Негизги функциялар
Стандарттык курамы, саз газынын химиялык формуласы - мунун баары анын эң жөнөкөй көмүртек кошулмаларына таандык экендигин ачык көрсөтүп турат. Башка компоненттер бул элементтин айланасында топтолгон. Марш газы жаратылышта эркин абалда көмүр кычкыл газы же азот менен аралашма түрүндө кездешет. Ал органикалык заттардын ажырашынан келип чыгат. Эреже катары, бул суу астында калган жана абага жетпеген өсүмдүктөр.
Көмүр шахталары күйүүчү саз газы пайда болгон дагы бир жер. Ал органикалык калдыктар ыдырагандан кийин тоо тектердин арасында топтолот. Буга көптөгөн боштуктар өбөлгө түзөт. Мындай газдар кокустан тешик пайда болгондо чыгып кетет.
Окуу жайлары
Атына карабай, саз газы (тагыраак айтканда, метан) дагы бөлүнүп чыгат.мунай кендеринин жанында жер жаракалар. Биринчи мындай учурлар Америка Кошмо Штаттарында Аллеггений дарыясынын жээгинде, ошондой эле Каспий аймагындагы Россияда катталган. Бакуда ушул себептен улам байыркы замандардан бери табышмактуу Баку оттору жөнүндө уламыш айтылып келет. Табигый кубулуш көмүр кычкыл газы, азот жана мунай буулары, саз газы менен аралашып чыкты.
Өнөр жайдын жана тоо-кен технологияларынын өнүгүшү менен адамдар бөлүнүп чыккан метанды кантип колдонууну үйрөнүштү. Мындай биринчи өсүмдүк Пенсильванияда пайда болгон. Саз газы үзгүлтүксүз пайда болгондугу менен мүнөздөлөт, аны ар кандай сазда же көлмөдөн табууга болот. Көбүнчө ылайга таяк менен тийүү жетиштүү. Андан кийин газ көбүктөрү суунун бетине калкып чыгат.
Саз газ базасы
Бактериялар жаратылыш газынын (метан) негизги компонентин түзүүгө жардам берет. Алардын айынан метандын пайда болушуна өбөлгө болуп, өсүмдүк буласынын ачытылышы башталат. Эң таза метан Апшерон жана Керч жарым аралдарынын ылай вулкандарына мүнөздүү деп эсептелет.
Мындан тышкары, ал туздуу кендерде, булактарда жана фумаролдордо – вулкандардын этегинде жайгашкан тешиктерде жана жаракаларда кездешет. Метан адамдын ичегисинде болот. Анда кээ бир жаныбарлардын дем чыгаруучу продуктулары бар. Бул заттын алгачкы жазуу жүзүндөгү далилдеринин бири катары газ түрүндөгү күйүүчү кошулмаларды айткан байыркы жазуучу Плинийдин эмгектери боло алат.
Жарылуу
Көбүнчө саз газыанын кыйратуучу касиеттери менен белгилүү. Аба менен аралашып күйгөндө жарылууну пайда кылат. Мунун себеби метандын касиеттери. Саз газынын жана ушуга окшош кошулмалардын жарылуусу көптөн бери үрөй учурган адамдарды ырым-жырым менен түшүндүргөн. Аномалиянын себептери бул кубулушту илимий изилдөөдөн кийин гана айкын болду.
Марш газы, метан жана башка жарылуучу кошулмалар адамдарды Дэви лампасын ойлоп табууга түрткөн. Ал саздарда да, кемур шахталарында да колдонула баштады. Бул лампада күйүү продуктулары атайын тордун жардамы менен алынып салынган, анын аркасында күйүүчү газ аралашмасынын тутануу мүмкүнчүлүгү жокко чыгарылган.
Ачылуулар таржымалы
Италиялык окумуштуу Аллесандро Вольта саз газын (метан) изилдөөгө чоң салым кошкон. 1776-жылы ал бул заттын суутектен айырмаланарын далилдеген, анткени күйүү үчүн кычкылтек эки эсе көп керектелет. Кошумчалай кетсек, Вольта саздын газы көмүр кычкылынын булагы экенин аныктаган.
Италиялык адам Швейцария менен Италиянын чек арасында Маджиор көлүнүн жанындагы метанды тапты. Окумуштуу үчүн шыктануу болгон америкалык окумуштуу жана саясатчы Бенджамин Франклиндин “күйүүчү аба” феномени тууралуу макаласы болгон. Вольта биринчи болуп саздан бөлүнүп чыккан газды чогултуп метан алган.
Изилдөө уланууда
Табигый кубулуштун башка маанилүү изилдөөчүлөрү француз химиги Клод Бертолле жана британ химиги Уильям Генри болгон. Алардын акыркысы 1805-жылы саз газынын курамын аныктап, аны этиленден айырмалаган (ошондуктанмунай газы деп аталат).
Жардыргыч заттын сыры анын негизги компонентинде - метанда жашырылган. Бул жеңил углеводород газы (оор углеводород газы этиленден айырмаланып) катары аныкталган. Убакыттын өтүшү менен, дагы бир термин түзүлгөн - метил суутек. Генринин изилдөөсүн Джон Далтон жана Йенс Якоб Берзелиус улантышкан.
1813-жылы англиялык химиги жана геологу Хамфри Дэви отту анализдеп, бул зат метандын, көмүртек ангидридинин жана азоттун аралашмасы деген жыйынтыкка келген. Ошентип, шахталарда бөлүнүп чыккан күйүүчү аралашма саздардагы окшош аралашмага окшош экени далилденди.
Экологиялык таасир
Саз газына мүнөздүү, метан кээ бир химиялык реакциялардан пайда болот. Биринчиден, бул органикалык заттардын кургак дистилляциясы (мисалы, чым же жыгач). Химиялык таза метан цинк метилди суу менен ажыратуудан алынат (цинк оксиди алынат). Бүгүнкү күндө бул зат парник эффектинин пайда болушуна катышуусу менен көптөгөн экологдордун көңүлүн бурат. Бул жер атмосферасында метандын топтолушу менен шартталган. Саз газы спектрдин инфракызыл аймагындагы жылуулук радиациясын жутуп алат. Бул параметр боюнча ал таза көмүр кычкыл газынан кийинки экинчи орунда турат. Экологдор метандын парниктик эффекттин күчөшүнө кошкон салымын болжол менен 30% деп баалашат.
Саз газынын касиеттери, составы, химиялык формуласы бүгүнкү күндө биздин планетанын атмосферасына анын таасирин изилдөөнүн алкагында изилденип жатат. Табияттын өзү чыгарган табигый өлчөмдөрдө андай болгон эмеспарниктик эффекттин себеби катары кооптуу. Бирок, маселе элдин өздөрүнүн күнөөсү менен атмосферага эбегейсиз чоң өлчөмдөгү метандын кирип жатканында. Саз газынын аналоги ар кандай ишканаларда чыгарылат. Бул абиогендик метан деп аталат. Саздарда пайда болгон биогендик деп эсептелет, башкача айтканда, органикалык заттардын трансформациясынын натыйжасында пайда болот.
Метаногенез
Метандын биосинтези (демек, саз газынын пайда болушу) метаногенез деп да аталат. Бул процесске архей бактериялары катышат. Алар аэробдук, башкача айтканда, кычкылтексиз жашоо үчүн энергия ала алышат. Архейлердин мембраналык органеллдери жана ядросу жок.
Бактериялар бир көмүртектүү кошулмаларды көмүртек спирттери жана бир көмүртектүү кошулмалар менен азайтуу аркылуу метанды пайда кылат. Дагы бир жолу - ацетаттын диспропорциясы. Бактериялар өндүргөн энергия ATP синтаза ферменттери тарабынан өзгөртүлөт. Метаногенезге түрдүү молекулалар катышат: коферменттер, метанофуран, тетрагидрометаноптерин ж.б.
Метаногендер
Илим саз газынын негизин түзүүгө жөндөмдүү археялардын 17 тукумун жана 50 түрүн билет. Алар примитивдүү көп клеткалуу колонияларды түзөт. Мындай археялардын эң көп изилденген геному Methanosarcina acetivorans болуп саналат. Алар ацетаткиназа жана фосфотрацетилаза ферменттеринин жардамы менен көмүртек кычкылын ацетаттар менен метанга айландырышат. Байыркы убакта бул археялар тиоэфирге айланышы мүмкүн деген теория да бар.темир сульфидинин концентрациясы.
Токой өртүнүн себеби
Эмиссиясы жана концентрациясы жетиштүү болгондо, тутанган саз газы чоң табигый чым жана токой өртүнө алып келиши мүмкүн. Бүгүнкү күндө мындай көрүнүштөр менен күрөшүүнүн бүтүндөй комплекси бар. Атайын кызматтар эң саздак жерлерге газ мониторингин жүргүзүшөт. Алар потенциалдуу коркунучтуу газдын компоненттеринин катышын алдын алуу жана сандык көзөмөлдөө үчүн жооптуу.
Мисалы, Москва районундагы эн саздуу райондордун бири - чыгыштагы Шатурский району. Анын суу сактагычтарында көптөгөн балыктар (крест, алабуга, гоби, карп, шортан, сазан), тритон, бака, жылан, ондатра, канаттуулар (батырлар, ителгилер, өрдөктөр) кездешет. Бул жаныбарлардын баарынын сөөктөрүндө фосфор бар. Аны бактериялар иштетет, андан кийин дагы бир нече заттар пайда болот. Булар дифосфин жана фосфин. Алар өзүнөн өзү күйүү чынжыр реакциясынын негизги демилгечилери. Ушундай жол менен башталган өрт олуттуу экологиялык көйгөй болуп саналат. Саздардагы өрттөн токойлор гана эмес, саздар да күйүп жатат. Өрт аларга терең жайылып кетиши мүмкүн. Мындай саздак жерлер жылдар бою күйүп кетиши мүмкүн.
Дүйнөдөгү бардык саздардын үчтөн экисине жакыны Россияда топтолгон. Алар өлкөнүн европалык бөлүгүнүн борборунда, Батыш Сибирде жана Камчаткада кездешет. Россияда саздын жалпы аянты болжол менен 340 миллион гектарды түзөт, анын ичинен 210у токой менен капталган. Газдын көбү жайында өндүрүлөт. Мындай мезгилде бир гектар аянтка күнүнө эки жарым килограммдай метан бөлүнүп чыгышы мүмкүн.
Кычкылтек жана хлор менен өз ара аракеттенүүсү
Химиялык формуласы CH4 болгон табигый саз газы араң күйүп турган кубарган жалын менен күйөт. Аны менен эң күчтүү жарылуу 7-8 көлөм аба жана 2 көлөм кычкылтек камтыган аралашмада тутанганда болот. Газ сууда бир аз эрийт (спирттен айырмаланып). Ал галогендер менен гана реакцияга кирет.
Хлор менен өз ара аракеттенгенде саз газы метилхлоридди түзөт CH3Cl. Бул зат лабораторияда алынат. Бул үчүн туздуу газ метил спиртинин жана эриген цинк хлоридинин кайнап жаткан эритмесине өткөрүлөт. Натыйжада таттуу даамы менен жагымдуу эфирдик жыты менен мүнөздөлгөн түссүз газ. Катуу басымда же муздаганда ал суюктукка айланат.
Галогендерди колдонуу жана реакциялар
Формуласы жана отун катары колдонулушу мектеп программасында изилденген метан (саз газы) галогендер менен активдүү өз ара аракеттенет. Бул заттар менен алмаштыруу реакцияларынын натыйжасында төмөнкү бирикмелер пайда болот: бромид, хлорид, фторид жана метилен фториди. Алардын акыркысын биринчи жолу орус химиги Александр Бутлеров алган. Метилен иодиди өтө сынуу жөндөмдүүлүгү бар саргыч суюктук. Анын кайноо температурасы 180 °C.
Толугу менен галогендер менен алмаштырылган саз газы кандай аталат? Бул төрт хлордуу көмүртек. Аны 1839-жылы француз химиги Анри Регно ачкан. Бул мүнөздүү ачуу жыты бар суюктук. Бул анестезиологиялык таасири бар. Дагы бир окшош заткөмүртек тетрабромиди. Ал деңиз өсүмдүктөрүнүн күлүнөн алынат.
Ден соолукка кооптуу
Саздык метандын өзү физиологиялык жактан зыянсыз. Ал уулуу эмес парафиндик углеводороддорго кирет. Заттардын бул тобу химиялык инерттүүлүгү жана кан плазмасында начар эригичтиги менен мүнөздөлөт. Саздын газынын концентрациясы жогору болгон аба адамды кычкылтек жетишсиз болгондо гана өлтүрүшү мүмкүн.
Муунтуунун алгачкы белгилери (асфиксия) метандын курамы 30%дан ашканда пайда болот. Бул учурда дем алуунун көлөмү көбөйөт, тамырдын кагуусу тездейт, булчуңдардын кыймылынын координациясы бузулат. Бирок мындай учурлардын ыктымалдыгы өтө аз. Чындыгында метан абадан жеңил, бул анын ашыкча пропорцияда топтолушуна жол бербейт.
Ошол эле учурда изилдөөчүлөр саздын газынын адамдын психикасына тийгизген таасирин диэтил эфиринин таасирине теңешти. Окшош таасирди баңгиге теңесе болот. Метандын жогорку концентрациясы бар шахталарда узак убакыт бою иштеген адамдарда вегетативдик нерв системасынын өзгөрүшүн (гипотония, оң окулокардиалдык рефлекс ж.б.) байкоого болот.
