আধারের নীচ থেকে নির্গত গ্যাস হল একটি অপ্রীতিকর গন্ধযুক্ত মার্শ গ্যাস (আরেকটি সাধারণ নাম মিথেন)। বৈজ্ঞানিকভাবে, এটি ফরমিন বা মিথাইল হাইড্রোজেন। এর বেশিরভাগই মিথেন (CH4) নিয়ে গঠিত। এতে নাইট্রোজেন, আর্গন, হাইড্রোজেন, ফসফাইন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড থাকতে পারে।
মূল বৈশিষ্ট্য
স্ট্যান্ডার্ড কম্পোজিশন, সোয়াম্প গ্যাসের রাসায়নিক সূত্র - এই সব স্পষ্টভাবে প্রমাণ করে যে এটি সহজতম কার্বন যৌগের সাথে সম্পর্কিত। অন্যান্য উপাদান এই উপাদান চারপাশে গোষ্ঠীভুক্ত করা হয়. কার্বন ডাই অক্সাইড বা নাইট্রোজেনের মিশ্রণ হিসাবে মার্শ গ্যাস প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায়। এটি জৈব পদার্থের পচনের ফলে হয়। একটি নিয়ম হিসাবে, এগুলি এমন উদ্ভিদ যা জলের নীচে থাকে এবং বাতাসের অ্যাক্সেস থেকে বঞ্চিত হয়৷
কয়লা খনি আরেকটি জায়গা যেখানে দাহ্য জলা গ্যাস গঠিত হয়। এটি জৈব অবশিষ্টাংশের পচনের পরে শিলাগুলির মধ্যে জমা হয়। অসংখ্য শূন্যতা এতে অবদান রাখে। দুর্ঘটনাজনিত গর্ত দেখা দিলে এই ধরনের গ্যাসগুলি পালিয়ে যায়।
শিক্ষার স্থান
এর বরং দ্ব্যর্থহীন নাম সত্ত্বেও, মার্শ গ্যাস (বা বরং, মিথেন) নির্গত হয়তেলক্ষেত্রের কাছে মাটি ফাটল। অ্যালেগেনি নদীর তীরে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, সেইসাথে কাস্পিয়ান অঞ্চলের রাশিয়াতেও এই জাতীয় প্রথম ঘটনাগুলি রেকর্ড করা হয়েছিল। বাকুতে, এই কারণে, প্রাচীনকাল থেকেই রহস্যময় বাকুর আগুন সম্পর্কে একটি কিংবদন্তি রয়েছে। প্রাকৃতিক ঘটনাটি কার্বন ডাই অক্সাইড, নাইট্রোজেন এবং তেলের বাষ্প, জলা গ্যাসের সাথে মিশ্রিত হতে দেখা গেছে।
শিল্প এবং খনির প্রযুক্তির বিকাশের সাথে, লোকেরা কীভাবে নির্গত মিথেনকে ব্যবহার করতে হয় তা শিখেছে। প্রথম এই জাতীয় উদ্ভিদ পেনসিলভেনিয়ায় আবির্ভূত হয়েছিল। সোয়াম্প গ্যাসের বৈশিষ্ট্য এই যে এটি ক্রমাগত গঠিত হয়, এটি যে কোনও জলাভূমি বা পুকুরে পাওয়া যেতে পারে। প্রায়শই, এটি কেবল একটি লাঠি দিয়ে পলি স্পর্শ করা যথেষ্ট। এর পরে, গ্যাসের বুদবুদগুলি জলের পৃষ্ঠে ভাসতে থাকে৷
সোয়াম্প গ্যাস বেস
ব্যাকটেরিয়া প্রাকৃতিক গ্যাসের (মিথেন) প্রধান উপাদান গঠনে সাহায্য করে। তাদের কারণে, উদ্ভিদ ফাইবারের গাঁজন শুরু হয়, মিথেনের চেহারাতে অবদান রাখে। বিশুদ্ধতম মিথেন অ্যাপসেরন এবং কের্চ উপদ্বীপের কাদা আগ্নেয়গিরির বৈশিষ্ট্য বলে মনে করা হয়।
উপরন্তু, এটি লবণের আমানত, স্প্রিংস এবং ফিউমারোল - আগ্নেয়গিরির পাদদেশে অবস্থিত গর্ত এবং ফাটলগুলিতে ঘটে। মানুষের অন্ত্রে মিথেন থাকে। এতে কিছু প্রাণীর শ্বাস-প্রশ্বাসের পণ্য রয়েছে। এই পদার্থের প্রথম লিখিত প্রমাণগুলির মধ্যে একটি প্রাচীন লেখক প্লিনির লেখা বিবেচনা করা যেতে পারে, যিনি বায়বীয় দাহ্য যৌগের উল্লেখ করেছিলেন।
বিস্ফোরকতা
সকল সোয়াম্প গ্যাসের মধ্যে সবচেয়ে বেশিএর ধ্বংসাত্মক বৈশিষ্ট্যের জন্য পরিচিত। বাতাসের সাথে মিশ্রণে প্রজ্বলিত হলে এটি একটি বিস্ফোরণ ঘটায়। এর কারণ মিথেনের বৈশিষ্ট্য। মার্শ গ্যাস এবং অনুরূপ যৌগগুলির বিস্ফোরণ দীর্ঘ সময়ের জন্য আতঙ্কিত লোকদের যারা ব্যাখ্যা করেছিল যে কুসংস্কারের সাথে কী ঘটছে। বৈজ্ঞানিক গবেষণার পরই এই অসঙ্গতির কারণ স্পষ্ট হয়ে উঠেছে।
মার্শ গ্যাস, মিথেন এবং অন্যান্য বিস্ফোরক যৌগগুলি মানুষকে ডেভি ল্যাম্প উদ্ভাবন করতে প্ররোচিত করেছিল। এটি জলাভূমি এবং কয়লা খনিতে উভয়ই ব্যবহার করা শুরু হয়েছিল। এই বাতিতে, একটি বিশেষ গ্রিড ব্যবহার করে দহন পণ্যগুলি সরানো হয়েছিল, যার কারণে একটি দাহ্য গ্যাস মিশ্রণের ইগনিশনের সম্ভাবনা বাদ দেওয়া হয়েছিল৷
আবিষ্কারের ইতিহাস
ইতালীয় বিজ্ঞানী আলেসান্দ্রো ভোল্টা সোয়াম্প গ্যাস (মিথেন) গবেষণায় দুর্দান্ত অবদান রেখেছিলেন। 1776 সালে, তিনি প্রমাণ করেছিলেন যে এই পদার্থটি হাইড্রোজেনের থেকে আলাদা, কারণ এটি পোড়াতে দ্বিগুণ অক্সিজেন প্রয়োজন। উপরন্তু, ভোল্টাই নির্ধারণ করেছিলেন যে সোয়াম্প গ্যাস কার্বনিক অ্যাসিডের উৎস।
একজন ইতালীয় সুইজারল্যান্ড এবং ইতালির সীমান্তে ম্যাগিওর হ্রদের কাছে মিথেন আবিষ্কার করেছেন। বিজ্ঞানীর অনুপ্রেরণা ছিল আমেরিকান বিজ্ঞানী এবং রাজনীতিবিদ বেঞ্জামিন ফ্র্যাঙ্কলিনের "দাহ্য বায়ু" এর ঘটনা সম্পর্কে একটি নিবন্ধ। জলাভূমি থেকে নির্গত গ্যাস সংগ্রহ করে ভোল্টাই প্রথম মিথেন পান।
গবেষণা অব্যাহত
প্রাকৃতিক ঘটনার অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ গবেষক হলেন ফরাসি রসায়নবিদ ক্লদ বার্থোলেট এবং ব্রিটিশ রসায়নবিদ উইলিয়াম হেনরি। তাদের মধ্যে শেষ, 1805 সালে, সোয়াম্প গ্যাসের গঠন নির্ধারণ করে এবং এটি ইথিলিন থেকে আলাদা করে (তাইতেল গ্যাস বলা হয়)।
বিস্ফোরকের রহস্য লুকিয়ে ছিল এর মূল উপাদান - মিথেনে। এটিকে হালকা হাইড্রোকার্বন গ্যাস হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে (ভারী হাইড্রোকার্বন গ্যাস ইথিলিনের বিপরীতে)। সময়ের সাথে সাথে, আরেকটি শব্দ প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল - মিথাইল হাইড্রোজেন। জন ডাল্টন এবং জেনস জ্যাকব বারজেলিয়াস হেনরির গবেষণা চালিয়ে গেছেন।
1813 সালে, ইংরেজ রসায়নবিদ এবং ভূতত্ত্ববিদ হামফ্রে ডেভি ফায়ারড্যাম্প বিশ্লেষণ করেন এবং এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে এই পদার্থটি মিথেন, কার্বনিক অ্যানহাইড্রাইড এবং নাইট্রোজেনের মিশ্রণ। সুতরাং এটি প্রমাণিত হয়েছে যে খনিতে নির্গত দাহ্য মিশ্রণটি জলাভূমির অনুরূপ মিশ্রণের অনুরূপ।
পরিবেশগত প্রভাব
সোয়াম্প গ্যাসের বৈশিষ্ট্য, মিথেন কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া থেকে উদ্ভূত হয়। প্রথমত, এটি জৈব পদার্থের শুষ্ক পাতন (উদাহরণস্বরূপ, পিট বা কাঠ)। রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ মিথেন পানির সাথে জিংক মিথাইলের পচনের মাধ্যমে পাওয়া যায় (জিংক অক্সাইড উৎপন্ন হয়)। আজ, এই পদার্থটি গ্রিনহাউস প্রভাব গঠনে অংশগ্রহণের কারণে অনেক পরিবেশবিদদের দৃষ্টি আকর্ষণ করে। এটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে মিথেন জমা হওয়ার কারণে। সোয়াম্প গ্যাস স্পেকট্রামের ইনফ্রারেড অঞ্চলে তাপীয় বিকিরণ শোষণ করে। এই প্যারামিটারে, এটি বিশুদ্ধ কার্বন ডাই অক্সাইডের পরে দ্বিতীয়। ইকোলজিস্টরা গ্রিনহাউস প্রভাব বৃদ্ধিতে মিথেনের অবদান প্রায় 30% অনুমান করেন।
আমাদের গ্রহের বায়ুমণ্ডলে এর প্রভাবের অধ্যয়নের অংশ হিসাবে আজ মার্শ গ্যাসের বৈশিষ্ট্য, গঠন, রাসায়নিক সূত্র অধ্যয়ন করা হচ্ছে। প্রকৃতির দ্বারা উত্পাদিত প্রাকৃতিক পরিমাণে, এটা ছিল নাগ্রিনহাউস প্রভাবের কারণ হিসাবে বিপজ্জনক। যাইহোক, সমস্যা হল যে বিপুল পরিমাণ মিথেন মানুষের নিজের দোষ দিয়ে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে। সোয়াম্প গ্যাসের একটি অ্যানালগ বিভিন্ন উদ্যোগে উত্পাদিত হয়। এটি তথাকথিত অ্যাবায়োজেনিক মিথেন। জলাভূমিতে যেটি ঘটে তাকে বায়োজেনিক বলে মনে করা হয় - অর্থাৎ, জৈব পদার্থের রূপান্তরের ফলে।
মিথানোজেনেসিস
মিথেনের জৈবসংশ্লেষণ (এবং তাই জলা গ্যাসের সংঘটন) কে মিথেনোজেনেসিসও বলা হয়। আর্চিয়াল ব্যাকটেরিয়া এই প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত। তারা বায়বীয়, অর্থাৎ, তারা অক্সিজেন ছাড়াই জীবনের জন্য শক্তি পেতে পারে। আর্কিয়াতে ঝিল্লি অর্গানেল এবং নিউক্লিয়াস নেই।
ব্যাকটেরিয়া কার্বন অ্যালকোহল এবং এক-কার্বন যৌগের সাথে এক-কার্বন যৌগ হ্রাস করে মিথেন তৈরি করে। আরেকটি উপায় হল অ্যাসিটেটের অসমতা। ব্যাকটেরিয়া দ্বারা উত্পাদিত শক্তি ATP সিন্থেস এনজাইম দ্বারা রূপান্তরিত হয়। মিথেনোজেনেসিসে বিভিন্ন ধরনের অণু জড়িত: কোএনজাইম, মিথেনোফুরান, টেট্রাহাইড্রোমেথানোপটেরিন ইত্যাদি।
মিথানোজেন
বিজ্ঞান 17টি বংশ এবং 50 প্রজাতির আর্কিয়া জানে যা জলা গ্যাসের ভিত্তি তৈরি করতে সক্ষম। তারা আদিম বহুকোষী উপনিবেশ গঠন করে। এই ধরনের আর্কিয়ার সবচেয়ে অধ্যয়ন করা জিনোম হল মেথানোসারসিনা অ্যাসিটিভোরান্স। তারা কার্বন মনোক্সাইডকে অ্যাসিটেট এবং মিথেনে রূপান্তর করে এনজাইম অ্যাসিটেট কিনেস এবং ফসফোট্রান্স্যাসিটাইলেজ ব্যবহার করে। এমন একটি তত্ত্বও রয়েছে যে প্রাচীনকালে এই প্রত্নতাত্ত্বিকগুলি থিওথারে রূপান্তরিত হতে পারে, তবে শর্ত থাকেআয়রন সালফাইড ঘনত্ব।
জঙ্গলে আগুন লাগার কারণ
পর্যাপ্ত নির্গমন এবং ঘনত্ব সহ, সোয়াম্প গ্যাস, প্রজ্বলিত, একটি বড় প্রাকৃতিক পিট এবং বনের আগুনের কারণ হতে পারে। আজ, এই ধরনের ঘটনা মোকাবিলা একটি সম্পূর্ণ জটিলতা আছে. বিশেষ পরিষেবাগুলি সবচেয়ে জলাবদ্ধ এলাকায় গ্যাস পর্যবেক্ষণ করে। তারা একটি সম্ভাব্য বিপজ্জনক গ্যাসের উপাদানগুলির অনুপাত প্রতিরোধ এবং পরিমাণগত নিয়ন্ত্রণের জন্য দায়ী৷
উদাহরণস্বরূপ, মস্কো অঞ্চলের অন্যতম জলাভূমি হল পূর্ব শাতুর্স্কি জেলা। এর জলাশয়ে প্রচুর মাছ (ক্রুসিয়ান, পার্চেস, গবিস, কার্পস, পাইকস, কার্প), নিউটস, ব্যাঙ, সাপ, মাস্করাট, পাখি (হেরন, বিটার, ওয়াডার, হাঁস) রয়েছে। এই সমস্ত প্রাণীর হাড়ে ফসফরাস থাকে। এটি ব্যাকটেরিয়া দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়, যার পরে অন্যান্য অনেক পদার্থ প্রদর্শিত হয়। এগুলি হল ডিফসফাইন এবং ফসফাইন। তারা স্বতঃস্ফূর্ত দহনের চেইন প্রতিক্রিয়ার প্রধান সূচনাকারী। এইভাবে শুরু হওয়া আগুন একটি গুরুতর পরিবেশগত সমস্যা। জলাভূমিতে আগুন থেকে, কেবল বন নয়, পিট বগগুলিও জ্বলছে। আগুন তাদের গভীরে ছড়িয়ে পড়তে পারে। এই ধরনের পিটল্যান্ড বছরের পর বছর জ্বলতে পারে।
বিশ্বের সমস্ত জলাভূমির প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ রাশিয়ায় কেন্দ্রীভূত। তারা দেশের ইউরোপীয় অংশ, পশ্চিম সাইবেরিয়া এবং কামচাটকার কেন্দ্রে পাওয়া যায়। রাশিয়ায় জলাভূমির মোট এলাকা প্রায় 340 মিলিয়ন হেক্টর, যার মধ্যে 210টি বন আচ্ছাদিত। গ্রীষ্মকালে সবচেয়ে বেশি গ্যাস উৎপাদিত হয়। এই সময়কালে, এক হেক্টর এলাকা থেকে প্রতিদিন প্রায় আড়াই কিলোগ্রাম মিথেন নির্গত হতে পারে।
অক্সিজেন এবং ক্লোরিন এর সাথে মিথস্ক্রিয়া
প্রাকৃতিক মার্শ গ্যাস, যার রাসায়নিক সূত্র হল CH4, সবেমাত্র জ্বলজ্বলে ফ্যাকাশে শিখায় জ্বলে। এটির সাথে সবচেয়ে শক্তিশালী বিস্ফোরণ ঘটে যখন 7-8 ভলিউম বায়ু এবং 2 ভলিউম অক্সিজেন ধারণকারী মিশ্রণে প্রজ্বলিত হয়। গ্যাসটি পানিতে সামান্য দ্রবণীয় (অ্যালকোহল থেকে ভিন্ন)। এটি শুধুমাত্র হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে।
ক্লোরিনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময়, জলা গ্যাস মিথাইল ক্লোরাইড CH3Cl গঠন করে। এই পদার্থটি পরীক্ষাগারে পাওয়া যায়। এটি করার জন্য, হাইড্রোক্লোরিক গ্যাস মিথাইল অ্যালকোহল এবং গলিত জিঙ্ক ক্লোরাইডের ফুটন্ত দ্রবণে প্রেরণ করা হয়। ফলাফলটি একটি বর্ণহীন গ্যাস যা একটি মিষ্টি স্বাদের সাথে একটি মনোরম ইথারিয়াল গন্ধ দ্বারা চিহ্নিত। প্রবল চাপে বা ঠান্ডা হলে, এটি ঘন হয়ে তরলে পরিণত হয়।
হ্যালোজেন ব্যবহার এবং প্রতিক্রিয়া
মিথেন (মার্শ গ্যাস), যে সূত্র এবং ব্যবহার একটি জ্বালানী হিসাবে স্কুলের পাঠ্যক্রমে অধ্যয়ন করা হয়, হ্যালোজেনের সাথে সক্রিয়ভাবে যোগাযোগ করে। এই পদার্থগুলির সাথে প্রতিস্থাপনের প্রতিক্রিয়ার ফলে, নিম্নলিখিত যৌগগুলি গঠিত হয়: ব্রোমাইড, ক্লোরাইড, ফ্লোরাইড এবং মিথিলিন ফ্লোরাইড। তাদের মধ্যে শেষটি প্রথম রাশিয়ান রসায়নবিদ আলেকজান্ডার বাটলেরভ পেয়েছিলেন। মিথিলিন আয়োডাইড একটি অত্যন্ত প্রতিসরণকারী হলুদাভ তরল। এর স্ফুটনাঙ্ক 180 °C।
হ্যালোজেন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপিত সোয়াম্প গ্যাসের নাম কী? এটি কার্বন টেট্রাক্লোরাইড। এটি 1839 সালে ফরাসি রসায়নবিদ হেনরি রেগনাল্ট আবিষ্কার করেছিলেন। এটি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত মশলাদার গন্ধ সহ একটি তরল। এটি একটি অবেদনিক প্রভাব আছে। আরেকটি অনুরূপ পদার্থকার্বন টেট্রাব্রোমাইড। এটি সামুদ্রিক উদ্ভিদের ছাই থেকে আহরণ করা হয়।
স্বাস্থ্যের ঝুঁকি
সোয়াম্প মিথেন নিজেই শারীরবৃত্তীয়ভাবে ক্ষতিকর। এটি অ-বিষাক্ত প্যারাফিনিক হাইড্রোকার্বনের অন্তর্গত। পদার্থের এই গ্রুপটি রাসায়নিক জড়তা এবং রক্তের প্লাজমাতে দুর্বল দ্রবণীয়তা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। সোয়াম্প গ্যাসের উচ্চ ঘনত্বের বায়ু শুধুমাত্র একজন ব্যক্তিকে হত্যা করতে পারে যদি তার অক্সিজেনের অভাব থাকে।
মিথেনের পরিমাণ ৩০% হলে শ্বাসরোধের প্রাথমিক লক্ষণ (অ্যাসফিক্সিয়া) দেখা যায়। এই ক্ষেত্রে, শ্বাসের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, নাড়ি দ্রুত হয়, পেশী আন্দোলনের সমন্বয় বিরক্ত হয়। কিন্তু এই ধরনের মামলা হওয়ার সম্ভাবনা খুবই কম। আসল বিষয়টি হ'ল মিথেন বাতাসের চেয়ে হালকা, যা এটিকে অতিরিক্ত অনুপাতে জমা হতে বাধা দেয়।
একই সময়ে, গবেষকরা মানব মানসিকতার উপর সোয়াম্প গ্যাসের প্রভাবকে ডাইথাইল ইথারের প্রভাবের সাথে সমান করেন। একটি অনুরূপ প্রভাব একটি মাদকদ্রব্যের সমান হতে পারে। যারা দীর্ঘদিন ধরে মিথেনের উচ্চ ঘনত্বের খনিতে কাজ করেছেন তাদের মধ্যে স্বায়ত্তশাসিত স্নায়ুতন্ত্রের পরিবর্তনগুলি (হাইপোটেনশন, পজিটিভ অকুলোকার্ডিয়াল রিফ্লেক্স, ইত্যাদি) সনাক্ত করা যেতে পারে।
