Природный газ

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии – в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20°C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Сверхглубокой скважиной недалеко от города Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров. В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах).

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения.

В 2011 году, согласно данным ЦДУ ТЭК РФ, добыча газа в России составила 670,5 млрд м³.

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к некоторому незначительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. В связи с этим в 1997 году некоторыми странами был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта.

УГОЛЬ

Уголь – вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода.

В среднем, сжигание одного килограмма этого вида топлива приводит к выделению 2,93 кг CO2 и позволяет получить 6,67 кВт·ч энергии или, при КПД 30 % – 2,0 кВт·ч электричества. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети. Использование угля увеличивается в периоды высоких цен на нефть и другие энергоносители.

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при всем большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

ЖЕЛЕЗО

Простое вещество железо – ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

В земной коре железо распространено достаточно широко – на его долю приходится около 4,1 % массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). В мантии и земной коре железо сосредоточено главным образом в силикатах, при этом его содержание значительно в основных и ультраосновных породах, и мало — в кислых и средних породах.

По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире.

Промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу много железа, что приводит к снижению прозрачности атмосферы, появлению на 50 % больше туманов, на 10 % больше осадков, к сокращению солнечной радиации на 30 %.

МЕДЬ

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Существует ряд сплавов меди: латуни – с цинком, бронзы – с оловом и другими элементами, мельхиор – с никелем, баббиты – со свинцом и другие.

Медь можно обнаружить в растворе по зелёно-голубой окраске пламени.

Из-за низкого удельного сопротивления медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже.

Другое полезное качество меди – высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.

На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну.

Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг/л (средняя величина за период из 14 суток), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен.

Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью.

Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн. т, a в 2004 году – около 14 млн. т. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн. т, из них 687 млн. т подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.

Влияние на экологию

При открытом способе добычи после её прекращения карьер становится источником токсичных веществ. Самое токсичное озеро в мире – Беркли Пит – образовалось в кратере медного рудника.

НИКЕЛЬ

Никель – это пластичный ковкий переходный металл серебристо-белого цвета, при обычных температурах на воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида. Химически малоактивен. Название своё этот элемент получил от имени злого духа гор немецкой мифологии, который подбрасывал искателям меди минерал мышьяково-никелевый блеск, похожий на медную руду при выплавлении руд никеля выделялись мышьяковые газы, из-за чего ему и приписали дурную славу.

Основные месторождения никелевых руд находятся в Канаде, России (Мурманская область, Норильский район, Урал), Кубе, ЮАР, Новой Каледонии и на Украине.

Применяется при изготовлении брекет-систем (никелид титана), протезирования, производстве монет, производства обмотки струн музыкальных инструментов.

Никель – основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В Евросоюзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.

Карбонил никеля [Ni(CO)4] — очень ядовит. Предельно допустимая концентрация его паров в воздухе производственных помещений 0,0005 мг/м³.

СВИНЕЦ

Свинец – ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета.

Месторождения свинца известны в России, Армении, Германии, Мексике.

Свинец широко используют для защиты от гамма-излучения, как элемент с большим атомным номером, достаточно распространённый в природе, не радиоактивный.

Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ.

Цены на свинец в слитках в 2006 году составили в среднем 1,3—1,5 долл/кг.

Свинец и его соединения токсичны. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение. Выброс свинца в Мировой океан 430—650 тысяч т/год.