غاز المكب
'''غاز المكب''' ([[اللغة الإنجليزية|بالإنجليزية]]: Landfill gas)، هو مزيج معقد من الغازات المختلفة التي أنشئت بواسطة عمل [[ميكروب|الكائنات الحية الدقيقة]] داخل [[دفن النفايات|المكب]]. يبلغ محتوى غاز المكب حوالي أربعين إلى ستين في المائة من [[ميثان|الميثان]]، مع كون الباقي في معظمه من [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]]. تشتمل الكميات النزرة من المركبات العضوية المتطايرة الأخرى (المركبات العضوية المتطايرة) على الباقي (<1٪). تشتمل هذه الغازات النزرة على مجموعة كبيرة من الأنواع، وبصورة رئيسية [[هيدروكربون|الهيدروكربونات]] البسيطة.<ref name="Ullmann">Hans-Jürgen Ehrig, Hans-Joachim Schneider and Volkmar Gossow "Waste, 7. Deposition" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2011, Wiley-VCH, Weinheim. {{دوي|10.1002/14356007.o28_o07}}</ref>

غازات المكب لها تأثير على [[تغير المناخ]]. المكونات الرئيسية هي [[ثنائي أكسيد الكربون]] و[[ميثان|الميثان]]، وكلاهما من [[غازات دفيئة|غازات الدفيئة]]. الميثان الموجود في الغلاف الجوي هو أحد [[غازات دفيئة|غازات الدفيئة]] الأكثر فاعلية، حيث يكون لكل جزيء خمسة وعشرين مرة تأثير جزيء ثاني أكسيد الكربون. تعتبر مدافن النفايات هي ثالث أكبر مصدر للميثان في الولايات المتحدة.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases#methane
| عنوان = Methane Emissions
| ناشر = Environmental Protection Agency
| تاريخ الوصول = 13 June 2016
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160807215739/https://www3.epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases/ch4.html | تاريخ أرشيف = 7 أغسطس 2016 }}</ref>

== إنتاج ==
غازات المكب هي نتيجة لثلاث عمليات:<ref name="Ullmann" />

* تبخر المركبات العضوية المتطايرة (مثل المذيبات)
* [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]] بين مكونات النفايات
* [[ميكروب|العمل الجرثومي]]، ولا سيما [[توليد الميثان|الميثان]].

يعتمد الأولان بشدة على طبيعة النفايات. بينما العملية المهيمنة في معظم مدافن النفايات هي العملية الثالثة حيث تقوم [[كائن لاهوائي|البكتيريا اللاهوائية]] بتفكيك النفايات العضوية لإنتاج الغاز الحيوي، الذي يتكون من الميثان وثاني أكسيد الكربون مع آثار المركبات الأخرى.<ref name="EIA Landfill Gas">{{استشهاد ويب
| مسار = https://www.eia.gov/Energyexplained/biomass/landfill-gas-and-biogas.php
| عنوان = Landfill Gas and Biogas
| ناشر = U.S. Energy Information Administration
| تاريخ الوصول = 2015-11-22
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190204000554/https://www.eia.gov/energyexplained/?page=biomass_biogas | تاريخ أرشيف = 4 فبراير 2019 }}</ref> بالرغم من عدم تجانس النفايات، فإن تطور الغازات يتبع [[حركية تفاعل|النمط الحركي]] المحدد جيدًا. تشكيل الميثان وثاني أكسيد الكربون يبدأ نحو ستة أشهر بعد إيداع المواد في المكب. يصل تطور الغاز إلى 20 عامًا بحد أقصى، ثم يتراجع على مدار عقود.<ref name="Ullmann" />

== مراقبة ==
نظرًا لأن الغازات التي تنتجها مدافن النفايات ذات قيمة وأحيانًا خطرة، فقد تم تطوير تقنيات المراقبة. يمكن استخدام كاشفات التأين باللهب لقياس مستويات الميثان وكذلك المستويات الكلية للمركبات العضوية المتطايرة. ويتم الرصد السطحي والمراقبة تحت السطحية وكذلك مراقبة الهواء المحيط. في الولايات المتحدة، بموجب قانون الهواء النظيف لعام 1990، من المطلوب أن تقوم العديد من المدافن الضخمة بتثبيت أنظمة جمع الغاز والتحكم فيه، مما يعني أنه على الأقل يجب على المنشآت جمع [[مشعلة الغاز|الغاز وإشعاله]].

== استعمال ==
[[ملف:Landfill_gas_collection_system.JPG|تصغير|نظام جمع غاز المكب]]
يشير تقرير [[وكالة حماية البيئة الأمريكية|وكالة حماية البيئة]] بالولايات المتحدة (EPA) إلى أنه اعتبارا من عام 2016، تتراوح عدد نفايات [[نفايات محلية صلبة|النفايات البلدية الصلبة]] التشغيلية بين 1900 و 2000. في دراسة على المستوى العام أجرتها مؤسسة البحوث والتعليم البيئي في عام 2013، تم حساب 1540 فقط من مقالب النفايات الصلبة التشغيلية في جميع أنحاء الولايات المتحدة. تنتج النفايات المتحللة في هذه المدافن غاز مدافن النفايات، وهو مزيج من حوالي نصف غاز الميثان ونصف أكسيد الكربون. تعد مدافن النفايات ثالث أكبر مصدر لانبعاثات الميثان في الولايات المتحدة، حيث تمثل مدافن النفايات الصلبة البلدية 95 في المائة من هذا الكسر.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = https://www.epa.gov/lmop/basic-information-about-landfill-gas
| عنوان = Basic Information about Landfill Gas - US EPA
| تاريخ = 
| موقع = US EPA
| الأخير = EPA,OAR,OAP,CCD
| الأول = US
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190823223258/https://www.epa.gov/lmop/basic-information-about-landfill-gas | تاريخ أرشيف = 23 أغسطس 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار  = https://www.epa.gov/sites/production/files/2017-02/documents/2017_complete_report.pdf| عنوان =| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191013123220/https://www.epa.gov/sites/production/files/2017-02/documents/2017_complete_report.pdf | تاريخ أرشيف = 13 أكتوبر 2019 }}</ref>

يمكن جمع الغازات المنتجة داخل المكب واستخدامها بطرق مختلفة. يمكن استخدام غاز المكب مباشرة في الموقع بواسطة غلاية أو أي نوع من أنظمة الاحتراق، مما يوفر الحرارة. يمكن أيضًا توليد الكهرباء في الموقع من خلال استخدام التوربينات الدقيقة أو التوربينات البخارية أو خلايا الوقود.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = https://www.scsengineers.com/scs-white-papers/the-importance-of-landfill-gas-capture-and-utilization-in-the-u-s/
| عنوان = The Importance of Landfill Gas Capture and Utilization in the U.S
| ناشر = SUR
| تاريخ الوصول = 27 September 2013
| الأخير = Sullivan
| الأول = Patrick
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20131002020937/http://www.scsengineers.com/Papers/Sullivan_Importance_of_LFG_Capture_and_Utilization_in_the_US.pdf | تاريخ أرشيف = 2 أكتوبر 2013 }}</ref> يمكن أيضًا إصدار غاز المكب خارج الموقع وإرساله إلى خطوط أنابيب الغاز الطبيعي. يتطلب هذا النهج معالجة الغاز في جودة خط الأنابيب.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.energy.ca.gov/biomass/landfill_gas.html
| عنوان = Landfill Gas Power Plants
| ناشر = California Energy Commission
| تاريخ الوصول = 27 September 2013
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190602021615/https://www.energy.ca.gov/biomass/landfill_gas.html | تاريخ أرشيف = 2 يونيو 2019 }}</ref> تؤثر كفاءة جمع الغاز في مدافن النفايات بشكل مباشر على كمية الطاقة التي يمكن استعادتها - مدافن النفايات المغلقة (تلك التي لم تعد تقبل النفايات) تجمع الغاز بشكل أكثر كفاءة من مدافن النفايات المفتوحة (تلك التي لا تزال تقبل النفايات).<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Estimates of solid waste disposal rates and reduction targets for landfill gas emissions|صحيفة=Nature Climate Change|تاريخ=2015-09-21|issn=1758-6798|المجلد=advance online publication|العدد=2|صفحات=162–165|DOI=10.1038/nclimate2804|لغة=en|الأول=Jon T.|الأخير=Powell|الأول2=Timothy G.|الأخير2=Townsend|الأول3=Julie B.|الأخير3=Zimmerman}}</ref>

== الأكسدة الميكروبية ==
عندما يتخلل غاز الميثان من خلال غطاء التربة، وهو جزء من [[ميثان|الميثان]] يتأكسد في الغاز بالميكروبات إلى [[ثنائي أكسيد الكربون]].<ref>Scheutz, C., Kjeldsen, P., Bogner, J.E., De Visscher, A., Gebert, J., Hilger, H.A. & Spokas, K. (2009) Microbial methane oxidation processes and technologies for mitigation of landfill gas emissions. Waste Manage. Res. 27:409-455.</ref>

== السلامة ==
يمكن أن تؤدي انبعاثات غاز المكب إلى مشاكل [[بيئة طبيعية|بيئية]] [[نظافة|وصحية]] [[أمن|وأمنية]] في المكب.<ref>Brosseau, J. (1994) Trace gas compound emissions from municipal landfill sanitary sites; Atmospheric-Environment 28 (2), 285-293</ref><ref>Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999) Landfilling of waste: Biogas</ref> وقعت عدة حوادث، منها في لوسكو، إنجلترا في عام 1986،<ref>Williams and Aitkenhead (1991) Lessons from Loscoe: The uncontrolled migration of landfill gas; The Quarterly Journal of Engineering Geology 24 (2), 191-207</ref> حيث تراكمت غازات طمر النفايات المهاجرة ودمرت عقارًا جزئيًا. وقع حادث تسبب في وفاة شخصين نتيجة انفجار في منزل مجاور لمدفن سكلنجستيد في الدنمارك في عام 1991.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www2.mst.dk/common/Udgivramme/Frame.asp?pg=http://www2.mst.dk/Udgiv/publikationer/2001/87-7944-831-3/html/kap30.htm
| عنوان = Danish EPA
| تاريخ = 
| موقع = mst.dk
| الأخير = 
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160808171402/http://www2.mst.dk/common/Udgivramme/Frame.asp?pg=http://www2.mst.dk/Udgiv/publikationer/2001/87-7944-831-3/html/kap30.htm | تاريخ أرشيف = 8 أغسطس 2016 }}</ref> نظرًا للمخاطر التي يمثلها غاز طمر النفايات، هناك حاجة واضحة لمراقبة الغاز الناتج عن مدافن النفايات. بالإضافة إلى خطر الحريق والانفجار، يمكن أن تؤدي هجرة الغاز في باطن الأرض إلى ملامسة غاز المدفن [[مياه جوفية|بالمياه الجوفية]]. وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه الجوفية بالمركبات العضوية الموجودة في جميع غازات المكب تقريبًا.<ref>Kerfoot, H.B., Chapter 3.5 In Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999)Landfilling of waste: Biogas</ref>

على الرغم من تطورها عادة فقط بكميات ضئيلة، إلا أن مدافن النفايات تطلق بعض [[هيدروكربون عطري|المواد العطرية]] والكلوروكربونية.

يمكن أن تحدث [[انتقال الغاز في مكب النفايات|هجرة غاز المكب]]، بسبب اختلاف الضغط وانتشاره. هذا يمكن أن يخلق خطر الانفجار إذا وصل الغاز إلى تركيزات عالية بما فيه الكفاية في المباني المجاورة.

== انظر أيضاً ==
* [[هضم لاهوائي|الهضم اللاهوائي]]
* [[تحلل حيوي|التحلل البيولوجي]]
* [[غاز حيوي|الغاز الحيوي]]
* [[غاز المداخن]]
* [[كلفة الكهرباء بحسب مصدر الطاقة المولدة منه|التكلفة النسبية للكهرباء الناتجة عن مصادر مختلفة]]

== المراجع ==
{{مراجع|30em}}

== روابط خارجية ==

* GA Mansoori، N Enayati، LB Agyarko (2016)، [http://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/9699 Energy: Sources، Utilization، Legislation، Sustainability، Illinois as Illinois State Model] ، World Sci. حانة. شركة، {{ردمك|978-981-4704-00-7}}
* {{استشهاد ويب
| مسار = http://www.energyjustice.net/lfg/
| عنوان = Primer on Landfill Gas as "Green Energy"
| ناشر = Energy Justice Network
| تاريخ الوصول = 2010-04-25
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190515124652/http://www.energyjustice.net:80/lfg|تاريخ أرشيف=2019-05-15}}
* {{استشهاد بخبر
| عنوان = Landfill Projects on the rise
| ناشر = USA Today
| مسار = https://www.usatoday.com/money/industries/energy/2010-02-24-landfill-energy_N.htm
| تاريخ الوصول = 2010-04-25
| الأول = Wendy
| الأخير = Koch
| تاريخ = 2010-02-25
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20120717151544/http://www.usatoday.com/money/industries/energy/2010-02-24-landfill-energy_N.htm|تاريخ أرشيف=2012-07-17}}
* {{استشهاد ويب
| مسار = http://www.thinkgreen.com/landfill-gas-to-energy
| عنوان = Landfill Gas to Energy
| ناشر = Waste Management
| تاريخ الوصول = 2010-04-26
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20130812041031/http://www.thinkgreen.com/landfill-gas-to-energy|تاريخ أرشيف=2013-08-12}}
* {{استشهاد ويب
| مسار = http://www.gassep.com/lfg.htm
| عنوان = Landfill Gas
| ناشر = Gas Separation Technology LLC
| تاريخ الوصول = 2010-04-26
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20170506142646/http://www.gassep.com:80/lfg.htm|تاريخ أرشيف=2017-05-06}}
* {{استشهاد ويب
| مسار = http://www.atsdr.cdc.gov/hac/landfill/html/ch5.html
| عنوان = Landfill Gas Control Measures
| ناشر = Agency for Toxic Substances & Disease Registry
| تاريخ الوصول = 2010-04-26
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190614220848/https://www.atsdr.cdc.gov/HAC/landfill/html/ch5.html|تاريخ أرشيف=2019-06-14}}
{{وقود غازي|state=collapsed}}
{{شريط بوابات|الكيمياء الحيوية|تقانة|تقانة حيوية|طاقة متجددة|طبيعة|علم الأحياء|علم البيئة}}
{{روابط شقيقة|commons=Landfill gas}}
{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:دفن النفايات]]
[[تصنيف:غازات صناعية]]
[[تصنيف:هضم لاهوائي]]
غاز المكب (بالإنجليزية: Landfill gas)، هو مزيج معقد من الغازات المختلفة التي أنشئت بواسطة عمل الكائنات الحية الدقيقة داخل المكب. يبلغ محتوى غاز المكب حوالي أربعين إلى ستين في المائة من الميثان، مع كون الباقي في معظمه من ثاني أكسيد الكربون. تشتمل الكميات النزرة من المركبات العضوية المتطايرة الأخرى (المركبات العضوية المتطايرة) على الباقي (<1٪). تشتمل هذه الغازات النزرة على مجموعة كبيرة من الأنواع، وبصورة رئيسية الهيدروكربونات البسيطة.Hans-Jürgen Ehrig, Hans-Joachim Schneider and Volkmar Gossow "Waste, 7. Deposition" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2011, Wiley-VCH, Weinheim. 

غازات المكب لها تأثير على تغير المناخ. المكونات الرئيسية هي ثنائي أكسيد الكربون والميثان، وكلاهما من غازات الدفيئة. الميثان الموجود في الغلاف الجوي هو أحد غازات الدفيئة الأكثر فاعلية، حيث يكون لكل جزيء خمسة وعشرين مرة تأثير جزيء ثاني أكسيد الكربون. تعتبر مدافن النفايات هي ثالث أكبر مصدر للميثان في الولايات المتحدة.

 إنتاج 
غازات المكب هي نتيجة لثلاث عمليات:

 تبخر المركبات العضوية المتطايرة (مثل المذيبات)
 التفاعلات الكيميائية بين مكونات النفايات
 العمل الجرثومي، ولا سيما الميثان.

يعتمد الأولان بشدة على طبيعة النفايات. بينما العملية المهيمنة في معظم مدافن النفايات هي العملية الثالثة حيث تقوم البكتيريا اللاهوائية بتفكيك النفايات العضوية لإنتاج الغاز الحيوي، الذي يتكون من الميثان وثاني أكسيد الكربون مع آثار المركبات الأخرى. بالرغم من عدم تجانس النفايات، فإن تطور الغازات يتبع النمط الحركي المحدد جيدًا. تشكيل الميثان وثاني أكسيد الكربون يبدأ نحو ستة أشهر بعد إيداع المواد في المكب. يصل تطور الغاز إلى 20 عامًا بحد أقصى، ثم يتراجع على مدار عقود.

 مراقبة 
نظرًا لأن الغازات التي تنتجها مدافن النفايات ذات قيمة وأحيانًا خطرة، فقد تم تطوير تقنيات المراقبة. يمكن استخدام كاشفات التأين باللهب لقياس مستويات الميثان وكذلك المستويات الكلية للمركبات العضوية المتطايرة. ويتم الرصد السطحي والمراقبة تحت السطحية وكذلك مراقبة الهواء المحيط. في الولايات المتحدة، بموجب قانون الهواء النظيف لعام 1990، من المطلوب أن تقوم العديد من المدافن الضخمة بتثبيت أنظمة جمع الغاز والتحكم فيه، مما يعني أنه على الأقل يجب على المنشآت جمع الغاز وإشعاله.

 استعمال 
تصغير|نظام جمع غاز المكب
يشير تقرير وكالة حماية البيئة بالولايات المتحدة (EPA) إلى أنه اعتبارا من عام 2016، تتراوح عدد نفايات النفايات البلدية الصلبة التشغيلية بين 1900 و 2000. في دراسة على المستوى العام أجرتها مؤسسة البحوث والتعليم البيئي في عام 2013، تم حساب 1540 فقط من مقالب النفايات الصلبة التشغيلية في جميع أنحاء الولايات المتحدة. تنتج النفايات المتحللة في هذه المدافن غاز مدافن النفايات، وهو مزيج من حوالي نصف غاز الميثان ونصف أكسيد الكربون. تعد مدافن النفايات ثالث أكبر مصدر لانبعاثات الميثان في الولايات المتحدة، حيث تمثل مدافن النفايات الصلبة البلدية 95 في المائة من هذا الكسر.

يمكن جمع الغازات المنتجة داخل المكب واستخدامها بطرق مختلفة. يمكن استخدام غاز المكب مباشرة في الموقع بواسطة غلاية أو أي نوع من أنظمة الاحتراق، مما يوفر الحرارة. يمكن أيضًا توليد الكهرباء في الموقع من خلال استخدام التوربينات الدقيقة أو التوربينات البخارية أو خلايا الوقود. يمكن أيضًا إصدار غاز المكب خارج الموقع وإرساله إلى خطوط أنابيب الغاز الطبيعي. يتطلب هذا النهج معالجة الغاز في جودة خط الأنابيب. تؤثر كفاءة جمع الغاز في مدافن النفايات بشكل مباشر على كمية الطاقة التي يمكن استعادتها - مدافن النفايات المغلقة (تلك التي لم تعد تقبل النفايات) تجمع الغاز بشكل أكثر كفاءة من مدافن النفايات المفتوحة (تلك التي لا تزال تقبل النفايات).

 الأكسدة الميكروبية 
عندما يتخلل غاز الميثان من خلال غطاء التربة، وهو جزء من الميثان يتأكسد في الغاز بالميكروبات إلى ثنائي أكسيد الكربون.Scheutz, C., Kjeldsen, P., Bogner, J.E., De Visscher, A., Gebert, J., Hilger, H.A. & Spokas, K. (2009) Microbial methane oxidation processes and technologies for mitigation of landfill gas emissions. Waste Manage. Res. 27:409-455.

 السلامة 
يمكن أن تؤدي انبعاثات غاز المكب إلى مشاكل بيئية وصحية وأمنية في المكب.Brosseau, J. (1994) Trace gas compound emissions from municipal landfill sanitary sites; Atmospheric-Environment 28 (2), 285-293Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999) Landfilling of waste: Biogas وقعت عدة حوادث، منها في لوسكو، إنجلترا في عام 1986،Williams and Aitkenhead (1991) Lessons from Loscoe: The uncontrolled migration of landfill gas; The Quarterly Journal of Engineering Geology 24 (2), 191-207 حيث تراكمت غازات طمر النفايات المهاجرة ودمرت عقارًا جزئيًا. وقع حادث تسبب في وفاة شخصين نتيجة انفجار في منزل مجاور لمدفن سكلنجستيد في الدنمارك في عام 1991. نظرًا للمخاطر التي يمثلها غاز طمر النفايات، هناك حاجة واضحة لمراقبة الغاز الناتج عن مدافن النفايات. بالإضافة إلى خطر الحريق والانفجار، يمكن أن تؤدي هجرة الغاز في باطن الأرض إلى ملامسة غاز المدفن بالمياه الجوفية. وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى تلوث المياه الجوفية بالمركبات العضوية الموجودة في جميع غازات المكب تقريبًا.Kerfoot, H.B., Chapter 3.5 In Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999)Landfilling of waste: Biogas

على الرغم من تطورها عادة فقط بكميات ضئيلة، إلا أن مدافن النفايات تطلق بعض المواد العطرية والكلوروكربونية.

يمكن أن تحدث هجرة غاز المكب، بسبب اختلاف الضغط وانتشاره. هذا يمكن أن يخلق خطر الانفجار إذا وصل الغاز إلى تركيزات عالية بما فيه الكفاية في المباني المجاورة.

 انظر أيضاً 
 الهضم اللاهوائي
 التحلل البيولوجي
 الغاز الحيوي
 غاز المداخن
 التكلفة النسبية للكهرباء الناتجة عن مصادر مختلفة

 المراجع 

 روابط خارجية 

 GA Mansoori، N Enayati، LB Agyarko (2016)، Energy: Sources، Utilization، Legislation، Sustainability، Illinois as Illinois State Model ، World Sci. حانة. شركة، 
 
 
 
 
 

تصنيف:دفن النفايات
تصنيف:غازات صناعية
تصنيف:هضم لاهوائي