Thermodynamic study on the formation, decomposition and oxidation of methane in the soil atmosphere
Other Title(s)
دراسة تكوين و انحلال و أكسدة الميثان في هواء التربة بالاستعانة بأسس الديناميكا الحرارية
Author
Al Shaykh, Abd al-Malak Bin Abd al-Rahman Ishaq
Source
Saudi Journal of Biological Sciences
Issue
Vol. 13, Issue 2 (31 Dec. 2006), pp.115-122, 8 p.
Publisher
Publication Date
2006-12-31
Country of Publication
Saudi Arabia
No. of Pages
8
Main Subjects
Topics
Abstract AR
بالاستعانة بأسس الديناميكا الحرارية Thermodynamics تم حساب التغيرات في طاقة جيبس الحرة لعدد 12 تفاعل تصف تكوين و انحلال غاز الميثان تحت ظروف بيئية افتراضية تماثل تلك المتواجدة بالتربة.
أوضحت النتائج المحسوبة أن وجود غازات مثل ثاني أكسيد الكربون و الهيدروجين و الأكسجين بتركيزات معينة (كما في الترب المغمورة) و وجود مركبات أكسدة مثل أيونات النترات و الحديد الثلاثي و الكبريتات (كما في الأسمدة الكيماوية التي تضاف للتربة) لها دور أساي في (أ) تكوين الميثان (الضار بالبيئة) من الأحماض العضوية البسيطة التي تنتج من تحلل المواد العضوية أو الناتجة من إفرازات الجذور مثل حمض الأستيك و حمض الفورميك، (ب) انحلال الميثان إلى غازات هيدروكربونية أقل إضرارا بالبيئة مثل الإثيان و البروبان و الإستيلين، (جـ) أكسدة الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون الأقل من الميثان في الإحتفاظ بالحرارة و المشاركة فيما يعرف بظاهرة البيت الزجاجي (Greenhouse).
أظهرت الدراسة أنه تحت ظروف مماثلة من ثاني أكسيد الكربون يكون الميثان الناتج من حمض الأستيك أكبر من الناتج من حمض الفورميك.
كما تشجع التركيزات المنخفضة من الأكسجين على إنتاج الميثان من كحول الميثانول.
بينما تساعد التركيزات العالية من الهيدروجين على تحول ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان.
أوضحت النتائج إمكانية تحلل الميثان (تحت الظروف المفترضة) إلى غازات هيدروكاربونية أخرى- و أن هذا التحلل يزداد عند التركيزات المنخفضة من الهيدروجين.
كما أن تحلله إلى البروبان و الإثيلين أسهل من تحلله إلى الإيثان و الإستيلين.
أظهرت الدراسة أن الميثان غير ثابت و يتحول إلى ثاني أكسيد الكربون في وجود تركيزات منخفضة جدا من الأكسجين (10-27باسكال) و كذلك في وجود تركيزات منخفضة جدا من أيونات النترات و الحديد الثلاثي (10-9مولر).
بينما يمكن أن يتكون في وجود تركيزات مرتفعة نسبيا من أيونات الكبريتات (10-6مولر).
و قد أظهرت النتائج المحسوبة توافقا كبيرا مع النتائج العملية التي قام بها آخرون خاصة في حالات تكوين الميثان.
و توصي الدراسة بمزيد من الاهتمام بالعمليات الزراعية التي تزيد من تحلل و أكسدة الميثان بغرض تقليل المنطلق منه إلى الهواء الجوي.
Abstract EN
Through the use of thermodynamic relationships, the Gibbs free energy change of 12 reactions describing methane (CH4) formation, decomposition and oxidation was calculated for various sets of environmental conditions comparable to those of soil. The calculations showed that the possibility of CH4 formation out of formic acid and acetic acid was enhanced by a low CO2 fugacity.
At similar CO2 fugacities, the CH4 stability area when produced out of acetic acid was greater than out of formic acid, indicating that much more conditions are in favour for formation of that gas out of acetic acid than out of formic acid.
Low O2 fugacity enhances CH4 formation out of methanol.
While, high H2 fugacity enhances CH4 formation out of CO2.
Simple decomposition of the environmentally active CH4 to lesser active ones (C2H6, C3H8, C2H4 and C2H2) was enhanced by a low H2 fugacity.
At similar H2 fugacity, the stability area of C2H6 and C2H2 was larger than that of C3H8 and C2H4.
Hence, more easier formation of C3H8 and C2H4 out of CH4 can be expected.
Methane is unstable and can easily be oxidized to CO2 in the presence of even very small amounts of O2 (10-27 Pa ), NO3 - or Fe3+ (10-9M).
In contrast, some CH4 can be formed in the presence of SO4 2- at relatively higher activity (10-6M).
American Psychological Association (APA)
Al Shaykh, Abd al-Malak Bin Abd al-Rahman Ishaq. 2006. Thermodynamic study on the formation, decomposition and oxidation of methane in the soil atmosphere. Saudi Journal of Biological Sciences،Vol. 13, no. 2, pp.115-122.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-239959
Modern Language Association (MLA)
Al Shaykh, Abd al-Malak Bin Abd al-Rahman Ishaq. Thermodynamic study on the formation, decomposition and oxidation of methane in the soil atmosphere. Saudi Journal of Biological Sciences Vol. 13, no. 2 (Dec. 2006), pp.115-122.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-239959
American Medical Association (AMA)
Al Shaykh, Abd al-Malak Bin Abd al-Rahman Ishaq. Thermodynamic study on the formation, decomposition and oxidation of methane in the soil atmosphere. Saudi Journal of Biological Sciences. 2006. Vol. 13, no. 2, pp.115-122.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-239959
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 121
Record ID
BIM-239959
