Роль чернозёмов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории

Беляева, Надежда Игоревна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль чернозёмов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Роль чернозёмов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории"

На правах рукописи

БЕЛЯЕВА НАДЕЖДА ИГОРЕВНА

РОЛЬ ЧЕРНОЗЕМОВ В РЕГУЛИРОВАНИИ ЭМИССИИ МЕТАНА НА ГАЗОНОСНОЙ ТЕРРИТОРИИ

Специальность 03 00 27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

иисзиьЭОБЗ

Москва - 2007

003059063

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научный руководитель кандидат биочогических наук,

доцент Можарова H В

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

профессор Степанов А Л. доктор географических наук, профессор Иванов И В

Ведущее учреждение

Почвенный институт им В В Докучаева (г Москва)

Защита состоится «¡¿3_» мая 2007 г В /^ i ЗСауд М-2 на заседании Диссертационного совета К 501 001 04 в МГУ им M В Ломоносова на факультете почвоведения по адресу 119992, ГСП-2 Москва, Ленинские горы, МГУ им M В Ломоносова, ф-т Почвоведения

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ

Автореферат разослан апрепя 2007 г

Приглашаем Вас, принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного совета или присылать отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, по адресу 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им М В Ломоносова, ф-т Почвоведения, Ученый совет Факс (495) 939-28-63

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук

Л Г Богатырев

Актуальность

Проблему глобального потепления климата связывают с увеличением парниковых газов в атмосфере За последние два столетия содержание метана в атмосфере удвоилось и в настоящее время составляет 1,7 ррт Основными источниками биогенного метана в атмосфере явтяются гидроморфные почвы и болота, орошаемые рисовые почвы Доля техногенных источников метана, связанных с технологическими потерями от добычи природного газа в газовой промышленности составляет около 8% от глобальной эмиссии метана в атмосферу (Cicerone, Oremland, 1988) Вклад техногенно-алтохтонных потоков метана, мигрирующих из разрабатываемых естественных и искусственных газовых залежей в атмосферу, в глобальных подсчетах не учитывается Глобальный сток метана в основном связан с фотохимическим окислением в атмосфере Около 6-10 % от общего стока метана поглощается почвенным покровом Ежегодный прирост метана в атмосфере составляет 30±5 Тг (Смагин, 2006)

Почвенный покров обладает регуляторными экологическими функциями в биосфере (Добровольский, Никитин, 1990), пчанетарной газовой функцией (Минько, 1988), является специфической мембраной контролирующей содержание газов в атмосфере (Розанов, 1988) Почвы участвуют в биосферном круговороте газов, включающем поглощение глубинных газов, мигрирующих в современную биосферу из нижележащих слоев литосферы, в образовании газообразных веществ и эмиссии их в прилежащие слои атмосферы и литосферы, в поглощении газообразных веществ из атмосферы Особое значение поглощение глубинных газов приобретает на газоносных территориях, где по природным и техногенным причинам скапливаются углеводородные газы В этой связи актуальной современной задачей является изучение экологических функций почвенного покрова на газоносных территориях, соотношения и масштабов процессов депонирования, биогенного поглощения метана и эмиссии его в атмосферу Цель работы, выявить роль черноземов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории Задачи исследования *

1 Выявить специфические экологические функции почвенного покрова газоносной территории

2 Установить особенности функционирования почвенного покрова газоносной территории в различных геохимических зонах над разрабатываемыми газовыми залежами естественной, искусственной и истощенной, над тектонически-трещиноватыми геологическими структурами и выходами газоносных пород на поверхность и их ореолами рассеяния

3 Установить влияние неоднородности почвенного покрова на депонирование и бактериальное окисление метана в почвах газоносной территории

4 Определить массовый батане интенсивности бактериального окисления метана и эмиссии его в атмосферу на газоносной территории в летний

период Определить годовую эмиссию метана в атмосферу с поверхности почв в пределах газовой аномалии 5 Выявить состав почвенного покрова до освоения газоносной территории и после ввода в действие промышленной зоны месторождения и подземных газохранилищ Научная новизна

Показана экранирующая и дифференцирующая роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на газоносной территории Установлено влияние неоднородности почвенного покрова газоносной территории на дифференциацию потоков метана в атмосферу С использованием ГИС - технологий выявлен баланс техногенно алохтонного метана в составе почва-атмосфера в летний период Установтена интенсивность поглощения атмосферного метана Основные защищаемые положения

1. Использование эколого-фушщионального подхода позволило создать представление о функционировании почвенного покрова газоносной территории как специфической двусторонней периодически проницаемой мембраны, экранирующей и дифференцирующей мигрирующие потоки метана из недр и поглощающей атмосферный метан

2. Выявлено влияние нарастающих потоков метана на изменение специфических параметров функционирования почвенного покрова Установлены пространственные закономерности функционирования почвенного покрова газоносной территории в зависимости от литолого-геохимических и геологических факторов Показано влияние неоднородности почвенного покрова на изменение функционирования почв

3 С использованием ГИС-технологий оценен массовый баланс техногенно-аллохтонного и атмосферного метана в системе почва-атмосфера Проведена количественная оценка процессов депонирования и окисления техногенно-аллохтонного метана, переноса его в атмосферу

4. В результате освоения месторождения природного газа и строительства газохранилищ существенно изменился почвенный покров Над естественными и искусственными газовыми залежами, по периферии территории на значительной площади продолжают развиваться природные почвы В промышленных зонах формируются мозаики черноземов миграционно-сегрегационных часто загрязненных с хемо-техноземами и хемо-техно-черноземами

В почвах изменены параметры фонового функционирования (48%) Выделено несколько типов функционирования почвенного покрова, которые характеризуются определенным набором почв, основными параметрами функционирования, механизмом массопереноса, площадью изменения параметра по отношению к фоновой почве

Практическая значимость

Исследования позволяют оценить роль почвенного покрова в герметичности газохранилищ и в регулировании потоков метана на газоносной территории Результаты исследования дают представление о динамике и балансе эмиссии и поглощения метана на газоносных территориях Проведенные исследования помогут в разработке почвенно-экологического мониторинга газохранилищ и других промышленных объектов такого рода

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на конференции аспирантов и студентов «Почва, город, экология» (Санкт-Петербург, 1998), III съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000), Национальной конференции с международным участием «Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии» (Пущино, 2000), а также на заседаниях кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ им М В Ломоносова

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 7-и глав, выводов, списка литературы, включающего 171 наименования (в том числе 18 зарубежных работ) Содержательная часть изложена на 145 страницах, иллюстрирована 35 рисунками, 19 таблицами

Публикации По материалам диссертации опубликованы 4 работы, из них 1 статья

Автор выражает благодарность научному руководителю доценту IIВ Можаровой, сотрудникам и аспирантам кафедры географии почв

Глава 1. Современное состояние проблемы. Литературный обзор

Причины и факторы миграции углеводородных газов в литосфере были обоснованы в тридцатые годы прошедшего столетия в работах Соколова (1934) Диффузионные и конвективные потоки природного газа, мигрирующие вверх от газовых залежей, образуют в горных породах и подземных водах, в почвах и в приземном слое атмосферы вторичные атмохимические ореолы рассеяния газообразных углеводородов, главным компонентом которых является метан (Алексеенко, 2000)

Установлено, что почвенный воздух обогащен углеводородными газами, а нефтяные и газовые залежи являются специфическими факторами почвообразования (Ковда, Славин, 1953) Высокое содержание газообразных углеводородов в почвах и породах газоносных территорий способствует увеличению содержания метанотрофных бактерий и формированию бактериального фильтра в зоне газового месторождения (Могилевский и др, 1970, Иванов, 1969)

Экранирующая и регулирующая роль углеводородокисляющего фильтра в формировании современной безуглеводородной атмосферы Земли стала основой для концепции организованности подземной биосферы Показано, что бактериальным фильтром осуществляется вовлечение углеводородов земных недр в биологический круговорот, с изменением свойств пород и грунтов (Оборин и др , 2005)

Природный газ влияет на изменение окислительно-

восстановительных условий в почвах Установлена высокая вариабельность ОВП в аридных почвах (Ковда, Славин, 1953), статистически достоверное его снижение от +475 до +430 мв в иллювиально-гипсовых горизонтах южных глинистых черноземов (Иванов, 1977) Исследована роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана при подземном хранении природного газа и показано, что энергия потоков метана мигрирующих из искусственных и естественных газовых залежей расходуется на функционирование почвенной системы, почвообразование и эмиссию метана в атмосферу Изучен механизм удерживания и окисления аллохтонно-техногенного метана в почвах, подсчитан баланс эмиссии и окисления метана в почвах газоносной территории южно-таежной зоны (Можарова и др, 2004, 2005)

В последние годы широкое развитие получили исследования по оценке эмиссии и стока парниковых газов в природных переувлажненных почвах (Cicerone, Oremland, 1988, Bridges, Bâties, 1996, Le Mer, Roger, 2001, Паников и др, 1992, 1993, 1997, 2000, Заварзин и др, 1997,1999, Смагин, 2006, Вамперский и др, 2000, Семенов и др, 2001,2004 и др ) Показано, что круговорот метана в системе почва - атмосфера определяется процессами минерализации органического вещества в анаэробных микрозонах с образованием метана, восходящей и нисходящей диффузией в поровом пространстве, а также процессами окисления метаноокисляющими бактериями Образование метана в аэробных условиях связывают с тяжелым гранулометрическим составом почв, наличием крупных агрегатов, внутри которых могут создаваться анаэробные условия (Судницып, Манучарова, Степанов, Умаров, 1999) Метанокислящие бактерии могут окислять не только метан, но и метанол, который выделяется растениями и всегда присутствует в природных почвах (Троценко и др , 2001)

Глава 2. Объекты и методы исследования

Объектом исследования является почвенный покров газоносной территории, которая включает одну естественную, три выработанные искусственные газовые залежи, две из которых используются для подземного хранения природного газа (ПХГ 1, ПХГ 2) Эти крупнейшие в мире подземные газохранилища, служат для снабжения газом южных регионов России, стран СНГ и состоят из промышленной зоны, где производится закачка и отбор газа, и периферийной зоны, где расположена сеть наблюдательных и пьезометрических скважин Общая площадь газохранилищ составляет около 680 км2 Природный газ закачивается в обводненные пески и песчаники отработанных газовых залежей на глубину 800 и 1000 м с помощью газовых скважии (рис 1) Газовые залежи прикрыты мощной непроницаемой покрышкой майкопских глин Тем не менее, в ряде регионов месторождения зафиксирована миграция флюидов и грифонообразование, носящие как естественный (геологические окна, опесчанивание глин, растворение газа, адсорбция, миграция по

напластованию), так и технический характер (межколонное поступление газа) (Могилевский, 1961, Бухгалтер и др , 2003)

Методы исследования Потевые исследования проводились в июне 1995-1998 гг, автором настоящей работы в последние 2 года Для детальных исследований почвенного покрова было заложено 10 ключевых участков общей птощадью оксто 200 га, а также 79 точек в узлах регупярной сетки (3x3 км) по всей территории горного отвода газохранилища Всего было отработано 49 разрезов и 230 полуям и приколок Ключевые участки распотагались на разных абсолютных высотах, разрезы закладывались в условиях элювиального, транзитного и аккумулятивного ландшафтов в промышленной зоне, в зоне рассеяния и за пределами газохранитища на региональном фоне Сопряженный анализ почвенной карты M 1 100 000 (Ставропольский Гипрозем, 1991) до сооружения подземных газохранилищ, картосхем расположения скважин, газопроводов и эксплутационных сооружений в M 1 50 00 и 1 25000, а также материалов, полученных на ключевых участках и по регулярной сетке, позволил составить почвенную карту территории газохранилищ после ввода их в действие Состав почвенного покрова ключевых участков бьи экстраполирован на всю площадь почвенных выделов, находящихся в пределах промышленных зон ПХГ На этой карте изображены не только природные, но и техногенно-нарушенные почвы (соавторы Можарова H В, Ибрагимов В Т, 2000) В работе использованы общепринятая «Классификация почв России» (2004) и оригинальная классификации почв -«Антропогенные почвы» (2003) Карты составлены с использованием программ Maplnfo, (версия 5 0), метод IDW, Surfer (версия 6 0)

Аналитическая характеристика почв проведена с использованием комплекса физических и химических методов в 540 образцах Агрегатный состав, плотность сложения почвы, плотность твердой фазы, общая пористость и поры аэрации определялись по общепринятым методикам (Шеин и др, 2002) Определение удетьной поверхности проводилось методом Кугелиха (по Фацеку, 1969) (в 2-х повторностях) Содержания органического углерода, рН водной суспензии, солевой состав, определялись по известным методикам (Воробьева, 1998) Обменные Na, К определялись по методу Масчовой, обменные Са, Mg по методике НИ Соколова (Гедройц, 1955) Количество остаточных нефтепродуктов и 3,4 бенз(а)пирена определялось гексановым методом с иоминесцептныч окончанием (Теплицкзя с соавт, 1979)

Эмиссия метана в атмосферу, концентрация, активность биологического окисления и абиотического поглощения метана в почвах изучались по всей площади горного отвода газохранилища и на ключевых участках Эмиссия метана, опредетялась методом эмиссионных камер, путем установки на поверхность почвы почых открытых снизу камер и периодического отбора проб (Александров, Степанов, 1996) В различные сезоны отобрано и проанализировано 1300 проб почвенного и атмосферного воздуха Использовался газовый хроматограф M 3700, МОЗ Хроматограф, Россия, с птаменно-ионизационном детектором (адсорбент SE-30, металлическая колонка -1м) Активность потенциального бактериального окисления и абиотического поглощения метана, активность образования метана исследовалась в 215 образцах в лаборатории с помощью кинетических микробиологических методов (Звягинцев, 1991, Дедыш и др, 1997) Диффузионная проницаемость почв опредепялась по графической модепи зависимости коэффициента диффузии от отношения пор аэрации к общей пористости и гранучометрического состава (Смагин, 1999, Можарова, Ушаков, 2004) Для обработки материалов исследований применялись программы Microsoft Word, Exel, Statistica

Глава 3. Факторы почвообразования

Геологическое строение Геологический разрез Ставропольского поднятия представлен мощной толщей переслаивания пород различного

Глубина, метры О

литологического состава и содержит следующие основные геологические слои (рис. !)■

Условные обозначения: 1 - почвы и четвертичные суглинки; 2 - срелнесарматские

пески, глины, песчаники, прослои ракушечника с высокой газовой проницаемостью;

3 - нижнесарматские зеленовато-серые глины н пески с высокой газовой проницаемостью; 4 - кара ган скис тёмно-серые глины и псски с высокой газовой проницаемостью;

5 - караганские зелёные глины с прослоями песка и мергеля газовая залежь;

6 - майкопские глины серые и тёмно-серые, плотные, песчанистые, слюдистые и чёрные плотные глины с низкой газовой проницаемостью;

7 -хадумский горизонт тонких пропластов серых и тёмно-серых несков, истощённый газовый пласт,

Рис I. Геологический разрез

искусственная газовая залежь (ПХГ 1);

8 - серые глины с бурыми и белыми мергелями с низкой газовой проницаемостью;

9 - зелЕная свита - мергели, глины, пески, песчаники: искусственная газовая залежь (ПХГ 2); 10 - эльбурганский горизонт светло-серых сцементированных песчаников и глин. Почвообразующие породы.

На изучаемой территорий наиболее распространенными почвообра-разующими породами являются лессовидные и лессовидно-покровные Суглинки (28%), а также элюво-делювий известняков и ракушечников (около 22% айощади). По кровно-скелетные суглинки занимают 16% площади; делювиальные засоленные глины - 17%. Около 15% площади связано с засоленными, вторично-засоленными, аллювиальными почвообразующими породами. Материнские породы обусловливает высокую щебни сто сть и каменистость почв, суглинистый и глинистый гранулометрический состав,

В процессе бурении скважин образуются техногенные породы, представленные выбуренной породой Я бентонитовыми глинами. Жидкие загрязнители представлены сырой нефтью, натриевыми солями гуминовых кислот, кальцинированной содой, метанолом, этиленгликолем и др. Климат Объект исследования расположен в континентальной климатической зоне, неустойчивого увлажнения, с тенденцией к засушливости. Годовая амплитуда температур составляет 26,7°С. Среднегодовая температура составляег 9,1°С. Среднемесячная температура самого теплого месяца, июля - 23,4°С. Среднегодовое количество осадков составляет 538 мм. Около 300 мм осадков выпадает в тёплый период года. Растительность Основные площади заняты сельскохозяйственными угодьями, более 90%. Естественная ковыльно-тштчаковая растительность сохранилась только на целинных пастбищах и по склонам балок (тырса, типчак, тонконог).

Результаты и обсуждение

Глава 4 Почвы и почвенный покров газоносной территории

До освоения газового месторождения в составе почвенного покрова доминировали черноземы миграционно-сегрегационные и черноземы гидрометаморфизованчые на различных почвообразующих породах Широкое развитие получили черноземы миграционно-сегрегационные карбонатсодержащие мощные и среднемощные на лессовидных и лессовидно-покровных отчожениях, а также маломощные и среднемощные щебнисто-каменистые на элюво-делювии коренных пород При выходе на поверхность делювиальных слабозасоленных скелетных отложений образовались черноземы миграционно-сегрегационные карбонатсодержащие солончаковатые и глубокозасоленные щебнисто-каменистые На делювиальных отложениях сформировались черноземы миграционно-сегрегационные карбонатсодержащие среднесмытые и силыюсмытые, часто развеваемые На аллювиальных отложениях встречаются аллювиальные, часто засоленные почвы От черноземов миграционно-сегрегационных на лессовидных и лессовидно-покровных отложениях к черноземам на покровно-скелетных отложениях, на элюво-делювии коренных пород и на делювиальных отложениях отмечается уменьшение содержания гумуса и мощности гумусовых горизонтов, дисперсности, удельной поверхности, обтегчение гранулометрического состава и увеличение скелешости (щебнистости), развеваемости и эродированности

После освоения месторождения, над разрабатываемыми естественными и искусственными газовыми залежами за пределами промышленной зоны изменились почвы и почвенный покров В промышленной зоне широкое распространение получили черноземы миграционно-сегрегационные поверхностно загрязненные с антропо-техногенными почвами, представленными хемо-техноземами и хемо-техно-черноземами Черноземы миграционно-сегрегационные часто загрязнены бенз(а)пиреном и тяжелыми металлами В качестве примера приводится ключевой участок с природными и природно-техногенными почвами (рис 2) В автоморфных условиях хемо-техноземы и хемо-техно-черноземы имеют переотложенный горизонт Т1Жри и седиментационные горизонты ТБс! Нижняя часть профиля в хемо-техно-земах представлена техногенными (ТТЛ1вса), а в хемо-черноземах природными горизонтами Как правило, седиментационные горизонты являются дезагрегированными, характеризуются разной степенью битуминозности и органогенной загрязненности

В структуре почвенного покрова доминируют мозаики, почвенные комбинации, связанные с неоднородностью природных и условно техногенных почвообразующих пород В непосредственной близости от скважин расположены хемо-техноземы или хемо-почвы, по мере удаления от скважин доминируют черноземы миграционно-сегрегационные Почвы, сформированные в автономных позициях не обнаруживают признаков органогенной загрязненности В почвах сформированных в транзитных условиях наблюдается отсутствие химического загрязнения и признаков

дезагрегированное™ В хемо-техно- черноземах аккумулятивных позиций широко развиты процессы аккумулятивного органогенного загрязнения В почвах газохранилищ наибольшее загрязнение и техногенная нарушенность выражены в промышленной зоне с большей степенью техногенной нагрузки и высокой плотностью скважин

Рис 2 Сочетание мозаик черноземов миграциотю-сегрегационных с хемо-техно-черноземами и хемо-техноземами.

Условные обозначения 1 - Хемо-техно-чернозем дезагрегированный очень низкобитуминозный маломощный супесчано-суглинистый **, 2 - Хечо-технозём дезагрегированный слабосолончаковый низкобитуминозный тяжелосуглинистый *, 3 -Чернозем миграционно-сегрегационный слабосолончаковый среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый слабо-каменисто-щебнистый среднеразвеваемый*, 7 - Чернозем миграционно-сегрегационный слабосотончаковый среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый слабо-каменисто-щебнистый среднеразвеваемый слабосмытый*, 4 - Хемо-техно-чернозем гидрометаморфизованный карбонатный очень маломощный малогумусный очень низкобитуминозный тяжечосупинистый *, 5 - Хемо-техно-чернозём очень маломощный слабогумусированный ** 6 - Чернозем обыкновенный карбонатный слабозасоленный средне-глубокосотончаковатый среднемощный слабо гумусированный тяжело суглинистый *

И - скважина, ♦ - разрез Почвообразующие породы *- делювиалыю-скелетные спабозасоленные отложения, ** - переотложенный техногенный материал

Площадь хемо-техноземов и хемо-черноземов вокруг скважин варьирует и составляет в среднем 73,8 ±9,6 га на одну скважину, общая площадь исследуемых почв составляет 393 км2

Таким образом, в результате освоения месторождения и строительства ПХГ территория над газовыми залежами разделилась на 2 части

• с доминированием черноземов сегрегационно-миграционных на различных почвообразующих породах - 73,6%

• с преобладанием черноземов сегрегационно-миграционных загрязненных 25% и антропо-техногенных почв - 1,4%

Глава 5. Специфика, география функционирования почв газоносной и фоновой территории.

Параметры функционирования почвенного покрова газоносной территории.

Техногенно-аллохтонные потоки метана мигрируют из искусственных, естественных, истощенных газовых залежей, взаимодействуют с газовой фазой почв и приводят к специфическим изменениям в ее функционировании, под которым понимается сочетание внешних и внутренних взаимодействий между основными элементами многофазной почвенной системы - газами, растворами, твердой фазой и биотой (Таргульян, Соколова, 1996) В процессе взаимодействия свободного метана газовой фазы с другими фазами изменяются свойства почв, характеризующиеся параметрами функционирования Проведен отбор, оценка параметров функционирования газоносной территории Специфическими параметрами функционирования почв газоносной территории при нарастании потоков техногенно-аллохтонного метана является увеличение его содержания в свободной и сорбированой форме, активизация бактериального окисления и эмиссия метана в атмосферу (табл 1)

Таблица 1

Шкала параметров функционирования.

Ранги пара-мет ров функ ЦИО- рова-кия Эмиссия метана и поглощение атмос ферного метана Содержание метана (ррш) Диффузионная проницаемость, О см2/сек Активность бактериального окис тения С1Ц нг'г'ч1 Активность абиотического попошения СН4 нг'г 1

Поверхностные горизонт профиль (Отношение пор аэрации к общей пористости П&'ОП)

в верх них горизонтах в про филе почв в верхних горизонтах в профиле почв

Легк суг-ср суг Легк глина

1 ! 9-14 20-60 0,00006-0,0005 (0,3-0,4) 0,00006-0,0004 (0,3-0,4) >20 >30 >15 >10

2 5-9 10-20 0,0005-0,003 (0,4-0,5) 0,0004-0,002 (0,4-0,5) 15-20 20-30 10-15 5-10

3 0 2-5 3-10 0,003-0,005 (0,5-0 6) 0,002-0,004 (0,5-0,6) 10-15 10-20 5-10 2-5

4 4 0 2 0-3 >0 006 (>0,6) >0,004 (>0,6) 0-10 0-10 0-5 0-2

Т - преобладание (>50%) эмиссии техногенно-аллохтонного метана, О - отсутствие эмиссии и поглощения, | - преобладание (>50%) поглощения атмосферного метана

Рис. 3 Почвенный покров и параметры его функционирования*

Условные обозначения:

ПХГ-1,2 - промышленные зоны; Т зона трещино&атости геологических структур; П - выходы газоносных пород на поверхность; И- истощенная газовая залежь; Ф-регио-нштьныЯ фон А-районы автохтонного метан о-бразования Д^ - населенные пункты А- ключевые участки. * - точки отбора образцов

Название почвы

Черноземы миграционно-сегрегационные карбонатсодержащне слабогумусироьанные, мощные и среднем ощные, тяжелосуглиниетыс, иногда легкоглинистые, редко срсднссу глинистые на лессовидно-покровных отложениях, с мозаиками черноземов часто поверхностно загрязненных+, чемо-гехн »-черноземов, хемо-техноземов седиментаиионньгх, дезагрегированных, высоко и средне битум ин озны х.**_____

Черноземы миграционно-сегреганионные карбонате од ержащие слабоомусированные, иногда малогумусные среднемощные слабощебенчатые тяжелосуглиннстые, часто среднесуглин истые, иногда легкоглиннстыс на покровно-скелетных отложениях, с мозаиками черноземов поверхностно-загрязненных*, хемо-техн о-черноземов седнментаиионных дезагрегированных часто органогенно-загрязиенных низко и среди с битуминозных**

Черноземы миграционно-сегрепшнонные карбонатсодержащие слабогумуснрованные средне-щебн исто-каменистые тяжело-среднесутлинистые, иногда супесчаные и легкоглинистые на злгово-делюанн коренных пород с мозаиками черноземов часто поверхностно загрязненных*, хемекгехно-черноземов седнмеитацнонных дезагрегированных органогенно-загрязиенных ннзкобитуминозных очень и слабобитуминозных**

Сочетание червозеиов миграционно-сегрегационных н гндрометаморфизованных карбонат-содержащих слабогумусированых среднемощных тяжелосуглиинстых часто среднесуглинистых сильно- и слабосмытых на делювиальных отложениях, с мозаиками черноземов поверхностио-загрязненных*, техно-черноземов органогенно- загрязненных очень низко-битуминозных*

Сочетания черноземов миграционно-сегрегационных и гндрометаморфизованных карбонат-содержащих слабозасоленных сульфатно-хлоридных, хлоридно-сульфатных солон чаковатых слабогумуснрованных среднемощных средне- и тяжелосуглинистых средперзвеваемых слабо- и еильносмытых слабокаменисто-щебннсшых иа делювиально - засоленных отложениях с мозаиками черноземов часто поверхностно загрязненных*, хемо-техн о-черноземов селнментаиионных дезагрегированных органогенно-загрязненных очень слабобитуминозиых'

Сочетания черноземов миграционно-сегрегационных и гндрометаморфизованных редко перегной но-гилрометаморфических почв карбонатсодсржащиих слабогумуснрованных тяжслосуглинистых на лессовидных и покровно-скслстных отложениях с сочетаниями-мозаиками черноземов сегрегацией но- миграцонных (I) гидрометаиорфизованных (2). редко перегнойно-гидромета-марфических (3) поверхностно загрязненных * 1а - с хемо-техн очернозем амн сединентационными дезагрегированными органогенно-загрязненными иногда битуминозным и 2а - с хемо-техно-черноземами седиментационными дезагрегированными органогенно-загрязненными иногда битуминозными За -с хемо-техн о- перегнойно-гидраметаморфическилш почеши

Сочетание черноземов мш-рациоино-сегрегацнонных карбонатсодержаших слабогумуснрованных тяжел ©суглинистых вторично-слабосолончачаховых орошаемых с черноземами гидромета-морфизо ванными, перегн ой но^гндрометш орфичес ким и почвами на лессовидных отложения^

Сочетания черноземов гндрометаморфизованных карбонатсодсржащих средкесолоццеватых средиесолончаковатых мощных суглинисто-глнннстых с черноземами сегрегационист миграционными слабогумусированными среднеглубокосолончаковатыми на дслювнально-слаб о засолен пых отложениях _

Сочетания аллювиальных тсмногумусовых гидрометам орфических солончаковых почв и чернозем оа гидр ометам орфизованных тяжелосуглинистых на аллювиальных отложениях__

Названные специфические параметры функционирования зависят от других свойств почв, в частности от диффузионной проницаемости и сорбционной емкости, представляющие другую группу специфических параметров Исследована география функционирования почвенного покрова газоносной территории, проведен пространственный анализ (рис 3 и легенда)

Номер цифрового символа соответствует номеру параметра функционирования в таблице 1

* - летний период В почвенных комбинациях процентное соотношение компонентов выражено следующими символами Часто -25 - 50%, Иногда - 10 - 25%, Редко - до 10%, + - поверхностное загрязнение связанно с бенз(а)пиреном и тяжелымичеталлами, - нет данных, *-почвообразующие породы соответствуют основным, ** - техногенные отложения При отсутствии точек проводилась интерполяция по карте

ф Нарушение функционирования почвенного покрова в регионах Пющадь

до освоения после

км^ I % км^ %

ПХГ-1,ПХГ-2 Т П

0 3 3 2 4 - 3 4 1 1 3 2 -- 1 -| 3 - 2- - 4 - 112 12 3 4- 0 12 1223- 80 21 57 23 1 14,5 5,8 02

04-1-44- Т2-1--3-122442-- 1132224 3 1 1 22 443 4 65 16 40 23,5 11,5 10 6 0,4

04-1-44- | 4 - 2 - - 4 4 0412424- 68 17 50 17,1 1,5 12,7 4,3 0,4

1 11 1 3 3--Т 2 - 4- - 4 -

0 4 - - - 4 4 4 Т 2 -3 - - 4 - 0 1----44 31 7 20 10 0,28 5,1 2,5 0,07

1 ^ 13344433 |4333343 |23-4-44 74 17 55 16,7 1 13,6 7,1 0,25

03 4223 4 1 12232234 |4-3 1223 |2422422 11 11-4- 28 8 18,8 8,9 0,6 0,2 4,7 2,2 0,15 0,1

12-3--3 - 5 4 9 2,5

03432344 и 3 и 3

11-3--3 - ТЗ-1---- 20 5 20 5

Поглощение атмосферного метана оценивается с помощью

соответствующих параметров Каждый параметр функционирования оценен по поверхностным и профильным характеристикам Проведено ранжирование параметров функционирования Каждому параметру функционирования соответствуют определенные ранги (1 - высокий, 2,3 -средний, 4 - низкий)

Параметры являются лабичьными и меняются в зависимости от сезонных изменений свойств почвенного покрова и интенсивности газового потока в различных геохимических зонах Поэтому, параметры функционирования оценены для основных геохимических зон с указанием времени их действия Показано изменение (нарушение) параметров функционирования от фоновых почв к почвам газоносной территории Ранжированные параметры функционирования даны в виде цифровых символов

Замедление миграции метана и накопление его в почвах рассматриваются с позиций концепции почвенно-геохимических барьеров В работе рассматриваются диффузионные, сорбционные и биогеохимические барьеры Каждый из них характеризуется различными уровнями емкости, соответствующими уровням параметров функционирования 1- высокоемкий, 2 - емкий, 3 - низкоемкий, 4 - очень низкоемкий (табл 1)

5.1 Содержание свободного метана в почвах газоносной территории, связь с геологическими особенностями территории и технологическими объектами

Одним из параметров функционирования является содержание свободного метана в почвенном воздухе Содержание метана в почвах зависит от интенсивности потоков метана, от геологического строения и технологических особенностей газоносной территории

На фоновых территориях в черноземах обыкновенных среднее содержание метана варьирует от 0 до 2 ррт, не превышая его средние концентрации в атмосфере (рис 3 , рис 4, - Ф) В черноземах гидрометаморфизованных, занимающих весьма незначительные площади содержание свободного метана может достигать 60 ррт, в верхнем горизонте почв - 14 ррт, что обусловлено автохтонным продуцированием газа метанобразующими бактериями В черноземах миграционно-сегрегационных активность бактериального образования метана составляет 0,263-0,0001 нгт"1 ч 1

На газоносной территории с учетом геологических особенностей и условий миграции газов из недр выделено несколько основных геохимических зон содержания свободного метана (рис 4) В центре газоносной территории медианные значения содержания свободного метана в автоморфных почвах варьируют от 5 до 70 ррт (рис 4) Наиболее высокое содержание метана характерно для почв, находящихся в районах грифонов (Med = 20 ррт) и у технологических объектов (Med = 73,3, 30,2 ррт) Эти почвы находятся над разбуренными естественными (Чокракской) и

искусственными (ПХГ - 1, Г1ХГ-2) газовыми залежами и испытывают влияние потоков природного газа миграционного и ТШюгеыно-аллохтойного происхождения (негерметичные трубопроводы и скважины). До разработки месторождения и перевода его в режим газохранилища повышенное содержание метана в центральной части не наблюдалось (Могилевекий, 1949-1960 гг). За пределами естественной залежи, над ПХГ - 2 повышенное содержание метана не проявляется,

Рис. 4 Содержание метана в почвах над месторождением природного

газа

Ореолы рассеяния над геологическими структурами и технологическим» объектами: ПХГ-1, ПХГ-2 -

подземные хранилища газа Ч- Чокракская залежь; Г- зоны трещино-ватости геологических

Содержание метана в поверхностном горизонте почв 0-2ТТ^) 2-5 HÜ 5-эЩ) ^Щ12,1)

структур; П- Зоны выхода газоносных пород на поверхность ; Ф-региональный фон: И-истощенная газовая залежь; Г-районы проявления грифонов А-районы автохтонного метанш роя вления О - ключевые участки pprn, (Med):

Содержание метана в почвенном профиле (Med), ррш:

ореол рассеяния ПХГ2.Ч ПХГ 1,4 Т Ф

скважины ¿кпажи-яы грнфокьз техноиочсскне, о&кекты

№ ключевого участка 1 2 5 6 7 8 9 3 4, 10

13 автоморфных почвах 5,2 7,7 20,0 10,0 5,9 30,2 73,3 6,9 2,0

В полугидро-морфных почвах 6,7 1,2 - 47,5 30,4 6,6 - 1,2

На территории истощённого Пелагиадинского месторождения (рис-4), не используемого в настоящее время, остаётся повышенное содержание метана в поверхностных горизонтах Med = 7,2 ррш, которое превышает фоновые значения в 3,5 раза. Повышенное содержание свободного метана отмечается в почвах над трещиноватыми геологическими структурами (6-9

ррш) и в ореолах рассеяния, обусловленных выходом на поверхность газоносных пород Мамайского горизонта (9-14 ррт, рис 4, - П) Высокое содержание углеводородных газов в этих регионах отмечалось на картах Могилевского до разбуривания газового месторождения и подземных газохранилищ Содержание свободного метана в ореоле рассеяния составляет в среднем 2 ррт, в поверхностных горизонтах варьирует от 0 до 2 ррш

Таким образом, высокое содержание метана в центральной части газоносной территории связано со строительством подземных газохранитищ и техногенной миграцией газа из разбуренной естественной газовой залежи Повышенное содержание метана по периферии газоносной территории связано с тектонической трещиноватостью геологических структур и выходом на поверхность газоносных пород Медианные значения содержания свободного метана в газовой фазе автоморфных почв превышают фоновые значения соответственно в 2,5 - 35 раз в промышленной зоне ПХГ 1, в 2,5 раза - на ПХГ 2, в 3,5 раза - на истощенном Пелагиадинском месторождении, в 3 раза - в зонах тектонической трещиноватости геологических структур, в 10 раз - в зонах выхода газоносных пород на поверхность (поверхностные горизонты)

5.2 Формирование диффузионных и сорбционных барьеров в почвах газоносных территорий.

Содержание метана в почвах в значительной степени регулируется их диффузионной проницаемостью и сорбционной емкостью Депонирование газа в почвах происходит за счет молекулярной сорбции газа и механизма диффузионной проницаемости, формируя сорбционные и диффузионные геохимические барьеры

Мерой сорбционной емкости почв является показатель абиотического поглощения метана Активность абиотического поглощения метана в большой степени зависит от свойств почв, а именно от гранулометрического состава, дисперсности и удельной поверхности Абиотическое поглощение метана уменьшается от тяжелосуглинистых и легкоглинистых разностей почв с развитой удельной поверхностью (Med = 357mV) к среднесуглинистым и легкосупинистым с менее развитой удельной поверхностью (Med = 221-334м2 г1), от не смытых и не развеваемых - к смытым и развеваемым почвам, от малогумусных к слабогумусированным почвам Наибольшим абиотическим поглощением и емкостью сорбционного барьера обладают черноземы обыкновенные средне- и тяжелосуглинистые на лессовидно-покровных (М =15,6±2, Мщ.= 8,1±1,1, Med =14,4, Mednr= 12,3 нг г1 ч"') и лессовидных отложениях (Мпг = 7,8±3,4) Наименьшим абиотическим поглощением и низкой емкостью сорбционного барьера обладают черноземы обыкновенные различного гранулометрического состава на элювии коренных пород (М =6,6±2,1, Mednr= 5,5 нг г'ч"1) и на эродированных среднесуглинистых на засоленных делювиальных суглинках (М=4,15±1,3, Medпг 5,3 нг г'ч"1) Абиотическое поглощение черноземов обыкновенных на покровно-скелетных отложениях занимает промежуточное положение и варьирует от 2 до15 нг г VljDiic 3, легенда)

Мерой диффузионной проницаемости почв является

эффективный коэффициент диффузии (О) (табл 1 ) Диффузионная проницаемость почв зависит о г отношения пористости аэрации к общей пористости (Пд/ОП) и гранулометрического состава С утяжелением (облегчением) гранулометрического состава и уменьшением (увеличением) отношения пористости аэрации к общей пористости диффузионная проницаемость падает (растет) Наибольшей диффузионной проницаемостью (6^0,003-0,005 см2/сек) и Щ/ОП (0,5-0,6) отличаются черноземы миграционно-сегрегационные на засоленных делювиальных отложениях, средней диффузионной проницаемостью обладают, соответственно, черноземы на элюво-делювии коренных пород (Б = 0,0005-0,003 см2/сек), отношение Щ/ОП (0,4-0,5) и покровно-скелетных отложениях, наименьшей - черноземы обыкновенные на лессовидных и лессовидно-покровных отложениях (Б = 0,0005-0,00006 см2/сек) и Щ/ОП (0,3-0,4) (рис 3, легенда) Это обуславливает формирование соответственно низкоемких, емких и высокоемких диффузионных барьеров

Высокая диффузионная проницаемость черноземов щебнисто-каменистых суглинистого гранулометрического состава обуславливает интенсивный массоперенос газа, снижение содержания бактериального окистения метана и эмиссию его в атмосферу. Низкая диффузионная проницаемость черноземов тяжелосуглинистого гранулометрического состава способствует накоплению метана в почвенном профиле, увеличеншо активности бактериального окисления и его утилизации в профиле

Таким образом, емкости диффузионных и сорбционных барьеров уменьшаются от черноземов миграционно-сегрегационных мощных и среднемощных малогумусных тяжелосуглинистых на лессовидных, лессовидно-покровных отложениях к черноземам миграционно-сегрегационным маломощным и среднемощным щебнисто-каменистым различного гранулометрического состава на элюво-делювии коренных пород и покровно-скелетых отложениях, к черноземам миграционно-сегрегационным слабосолончаковатым слабогумусированным тяжело-среднесуглинистым на делювиально-скелетных слабозасоленных отложениях и связаны с емкостью биогеохимических барьеров

5 5 Активность бактериального окисления метана и формирование биогеохимических барьеров в почвах газоносной территории

Наиболее важным параметром функционирования почвенного покрова является бактериальное окисление метана Периоды депонирования метана с помощью диффузионных и сорбционных барьеров используются почвой для его биологического окисления и формирования биогеохимических барьеров Бактериальное окисление метана проходит с участием специфической группы облигатных микроорганизмов - метанотрофов, относящихся к родам МеШу1отопаз, МеЛу1ососсиз, МеШу1о5тш, МеШу1осе11а, МеЛуЬсораяа по следующей схеме СН4> СН3ОН > НСНО >НС00Н>С02 (Гальченко, 2000, Дедыш, 2005)

На фоновых территориях в черноземах миграционно-

сегрегационньн на различных почвообразующих породах активность бактериального окисления метана слабо варьирует, не превышая 7 нг/г ч'1. Исключение составляют чернозёмы миграционно-сегрегационные на лессовидных и по кровно-скелетных подтопляемых отложениях, где активность бактериального окисления достигает 12,8 нг/г ч"1. В лугово-болотных почвах бактериальное окисление метана может достигать в почвенном профиле 10-30 нг/г ч"1 (в верхних горизонтах почв 10-20), что Обусловлено повышенным содержанием а»тохтонного метана.

Пространственное распределение активности бактериального окисления метана на газоносной территории в большой степени соответствует различным геохимическим зонам рассмотренным ранее в гл. 5.1. В центре газоносной территории медианные значения активности бактериального окисления метана в автоморфных почвах варьируют от 6 до 30 нг/г ч"1 (рис. 5), что в среднем превышает фоновые значения.

Рис. 5. Активность бактериального окисления метана в почвах

_ Условные обозначении:

* "о ■ | н г—1. Активность

а. \ зЬ~Л\ \ бакт^риадьв^та очка £ння

, ' * \ ' ) } метана в верхних

"."х-л^шУ - 3 / горизонтах почв (кг/г ч"11

{шш □ °-]о

Ш Ю-20 Ш 20-30 ПШ >30

Другие усповн ые обозначения см, рис. 4

А ктивность бактериального окисления метана в почвенном про филе (Med)

ореол рассеяния ПХГ2,Ч ПХГ1,Ч Т РФ

скважины скважины ГрифОНЫ технол. объект

№ ключевого участка 1 2 5 6 7 8 9 3 10

В автоморфнык почвах 63 23,6 12.S 10,1 33,5 31,4 14,2 19,6 7,0

В пол угидром О рфИЫХ м гидроморф пых почвах 15,8 26,7 18,1 21,9 20

Наиболее высокое бактериальное окисление метана отмечается в промышленной зоне ПХГ-! при максимальном содержании газа в почвах; у скважин (Mcd=23,6 нг/г ч"1) и технологических объектов (Med =33,5 и 14,2 нг/г ч"1), превышая фоновые значения в 3 раза. На территории истощённого Пелагиадинского месторождения уменьшению содержания метана соответствует снижение бактериального окисления (Med =15 иг/г ч"1),

превышающее фоновые значения только в 2 раза В скважинной зоне ПХГ - 2, вслед за снижением концентрации метана, обусловленным технологическими особенностями поступления газа, активность бактериального окисления снижается и составляет 6,3 нг/г ч"1, приближаясь к фоновым значениям Активность бактериального окисления метана в зонах трещиноватости геологических структур фрагментарно достигает 20 нг/г в ч Характерно сильное варьирование активности бактериального окисления метана внутри геохимических зон

По мере поступления метана для каждого почвенного типа устанавливается только ему присущая активность бактериального окисления метана При дальнейшем увеличении содержания метана, в техногенных почвах наблюдается стабилизация и уменьшение активности бактериального окисления метана, что, по-видимому, связано с ухудшением свойств почв и ассимиляцией метанотрофами преимущественно слабых диффузионных потоков метана (Заварзин, 1984)

Активность бактериального окисления метана в почвенном профиле зависит от содержания гумуса и мощности гумусового горизонта, степени засоления и химического состава солей, гранулометрического состава и дисперсности Наибольшая активность бактериального окисления метана характерна для черноземов обыкновенных среднемощных и мощных, малогумусных тяжелосуглинистых на лессовидно-покровных отложениях Они характеризуются наиболее емкими биогеохимическими барьерами (21,7 нг/г в ч) Средняя активность бактериального окисления метана характерна для черноземов различного гранулометрического состава шебнисто-каменистых, сформированных на элюво-делювии коренных пород и покровно-скелетных отложениях, для них характерны биогеохимические барьеры средней емкости (12,9-12,5 нг/г в ч"1) Наименьшая активность бактериального окисления отмечается в черноземах миграционно-сегрегационных маломощных слабогумусированных слабозасоленных на делювиальных засоленных глинах и суглинках Для них характерны малоемкие геохимические барьеры (6,2 нг/г в ч"1) Низкая активность бактериального окисления метана обусловлена высокой токсичностью солей хлоридно-содового химического состава, ингибирующих развитие бактерий (Панников 2001), а также высокой диффузионной проницаемостью и низкой сорбционной емкостью почв для метана

Почвы, подверженные техногенным трансформациям, характеризуются пониженными емкостями биогеохимических барьеров Емкость биогеохимического барьера зависит от емкости сорбционных, диффузионных барьеров Высокоемким (среднеемким, малоемким) сорбционным, диффузионным барьерам соответствуют высокоемкие (среднеемкие, малоемкие) биогеохимические барьеры

Таким образом, бактериальное окисление метана в почвах газоносной территории превышает фоновые показатели в 2-9 раз, и в целом соответствует концентрации свободного метана в различных геохимических зонах Активность бактериального окисления метана превышает его фоновые характеристики соответственно в 3 раза - в промышленной зоне над

естественной и искусственной газовыми залежами (Г1ХГ 1); не превышает на ПХГ 2; в 2 раза над истощенными газовыми залежами; в 2,5 - в зонах трещиноват ости геологических структур; в 7 раз и не превышает на выходах газоносных пород.

Рис. 6. Активность бактериального окисления метана в почвах (средние)

г+ к гЬ 1

4п

- а почвах фоновых территорий; в природных почвах промышленной

Активность бактериального окисления метана: [__Ц - в техногенных почвах промышленной зоны;

зоны. (6, 3, 2, 5 - номера почвенньгх контуров соответствуют рис. 3).

Ёмкости б но геохимических барьеров зависят от ряда свойств почв, сорбционных и диффузионных барьеров и уменьшаются в следующем ряду групп почв: черноземы ми гра ц и он но -сегрегаи и он н ы е карбонаггсодержащие на лессовидных, лессовидно-покровных отложениях; черноземы на зпюво-делювии коренных пород, покровно-скелетных отложениях И на делювиальных засоленных глинах и суглинках. Почвы, подверженные техногенным трансформациям, характеризуются пониженными емкостями биогеохимических барьеров,

5.4. Эмиссия техногенно-алиохтонного и поглощение атмосферного метана на газоносной территории.

На газоносной территории биогенное окисление метана в ряде почв оказывается не полным. Накопление техиоге н но-ал л охтонно го метана до уровней, превышающих концентрацию метана в приземном слое воздуха, и возникновение определенного градиента концентраций в газовой системе почва - атмосфера, является основной причиной появления эмиссии метана, представляющей собой атмотропический процесс. Как известно, потоки метана в атмосферу пропорциональны градиенту концентрации метана в почве и в приземном спое атмосферы. Эмиссия метана наиболее выражена, в периоды низкой концентрации его в приземном слое атмосферы (0-3 Ыт/ЬГ в ч). При повышении содержания атмосферного метана эмиссия техногенно-аллохтонного метана в атмосферу постепенно сменяется на поглощение атмосферного метана (геотропические потоки). Изменение направления потока с атмотропического на геотропический происходит в интервале атмосферных концентраций 7-9 ррш (рис. 7). Мигрирующий в атмосферу метан может вновь поглощаться почвой, в местах, где отсутствует эмиссия метана в атмосферу. При низких концентрациях метана в атмосфере (0-5

ррш) происходит очень слабое поглощение атмосферного метана, не превышающее 0,1 мг/м2 в ч (рис, 7). При увеличении концентраций метана в атмосфере до 9-15 ррш увеличивается поглощение атмосферного метана до -0,4 мг/м2 в ч. Более четкая корреляция интенсивностей потоков метана с содержанием атмосферного метана осложняется наличием в атмосфере промышленных зон повышенных концентраций метана и других газообразных загрязнителей, способных менять направления потоков метана.

Рис.7 Зависимость эмиссии и поглощения метана от его концентрации в приземном слое воздуха

Коэффициент корреляции: г ™ -,4536

R r'j | г , л L I

55% eartGt!

KoHueifграция метане в приземном елст^ воздухй ррш

Эмиссия метана в атмосферу в летний период проявляется фрагментарно в пределах промышленной зоны и составляет 0,14-1,2 мг/м2 в ч над истощенной Пелагиадинекой газовой залежью (0,1-0,2 мг/м2 в ч), в зонах трещиноватости геологических структур и выхода газоносных пород на поверхность (0,04-0,02 мг/м2 в ч) (рис. 8).

Рис. 8. Эмиссия метана в атмосферу с газоносной территории в летний

период.

Условный обозначения: Эмиссия, мг/мг в ч ¡ras >0,1

[ [о-(-0,1) [11

В весенний период эмиссия метана в атмосферу наблюдается по всей площади промышленной зоны газовой аномалии с интенсивностью 0,1-0,5 мг/м* в ч, что сопровождается увеличением среднего содержания метана в

приземном слое атмосферы до 0,74 мг/м2 В осенпее-згшний период наблюдается отсутствие эмиссии метана в атмосферу, за исключением незначительной части промышленной зоны Увеличение эмиссии метана в атмосферу в весенний период и почти полное отсутствие ее в зимний период, по-видимому, связано с сезонными циклами уменьшения и увеличения диффузионной проницаемости и растворимости метана в почвенной влаге при изменении температуры

Поглощение атмосферного метана по площади газоносной территории проявляется фрагментарно, но всегда преобладает по площади по сравнению с эмиссией метана Наибольшей интенсивностью поглощения атмосферного метана характеризуются черноземы, сформированные на лессовидно-покровных отложениях, почвы, которые характеризуются наиболее емкими сорбционными, диффузионными и биогеохимическими барьерами Черноземы на других почвообразующих породах с наименее емкими геохимическими барьерами характеризуются меньшей интенсивностью поглощения атмосферного метана В промышленной зоне, в мозаиках природных и техногенных почв интенсивность поглощения атмосферного метана всегда ниже, чем в ореолах рассеяния на природных почвах, что, по-видимому, обусловлено ухудшением свойств почв и снижением бактериального окисления метана в техногенных почвах В районах распространения грифонов и, соответственно, высокой концентрации метана в атмосфере интенсивность поглощения метана всегда высокая

Таким образом, изменение направления потока метана (смена эмиссии техногенно-аллохтонного метана на поглощение атмосферного) в диапазоне атмосферных концентраций метана 7-9 ррш является следствием функционирования почвенного покрова как специфической двусторонней периодически проницаемой мембраны, регулирующей массоперенос посредством функционирования почвенно-геохимических барьеров

Глава 6. Массовый баланс эмиссии, поглощения и окисления метана в почвах газоносной территории

С использованием ГИС-технологий подсчитан массовый баланс бактериального окисления и эмиссии техногенно-аллохтонного и аллохтонного метана, поглощение атмосферного метана на газоносной территории Подсчеты окисления техногенного, аллохтонного метана проводились за вычетом параметров, характеризующих бактериальное окисление в фоновых природных почвах

Интенсивность эмиссии техногенно-аллохтонного метана в летний период с площади промышленной зоны составила 1,2 кг/га, с площади зоны рассеяния - 1,3 кг/га (рис 9) Общая масса выделенного метана с площади газоносной территории, исключая фоновые почвы, составила около 22,5 т

Интенсивность бактериального окисления техногенно-аллохтонного метана в метровой толще почв промышленной зоны составила 345,8 кг/га, аллохтонного метана в зоне трещиноватости геологических структур и выходов газоносных пород - 187,5 кг/га Общая масса бактериально окисленного метана с площади газоносной территории составила 7543 т из

них масса техно ген но-алохтонного и алохтонного метана составляег 3834 т за летний период.

Интенсивность поглощения атмосферного метана составила в промышленной зоне 2,7 кг/га, в зоне трещиноватоети геологических структур и выходов газоносных пород 1,9 кг/га. Общая масса поглощённого атмосферного метана составила 249 т.

В весениий период эмиссия метана в атмосферу составила 108 т, при интенсивности 2 кг/га. Поглощение атмосферного метана в промышленной зоне составило 5,2 т, при интенсивности 2,2 кг /га. Осеннее - зимняя эмиссия метана в атмосферу составила 1,9 т, при интенсивности 0,4 кг/га. Поглощение атмосферного метана составило 55 т, при интенсивности 1 кг/га.

Годовая интенсивность эмиссии техногенно-аллохтонного метана составила 1,1 кг/га. Годовая масса эмиссионного потока техногенно-аллохтонного метана составила 137,5 т, масса поглощённого атмосферного метана составила около 400 т.

Таким образом, интенсивность эмиссии техногенно-аллохтонного метана в летний период в 270 раз меньше его бактериального окисления. Существенные потери техногенно-аллохтонного метана компенсируются функционированием биогеохимического барьера.

Рис.9, Массовый баланс техногенно-аллохтонного и атмосферного метана в почвах (летний период).

Техн огенн о-аллохтонны й А тмосферн ы й

и а.глохтонный метан метан

Эмиссия - 22,5 т Поглощение - 125т

Интенсивность -1,1 кг/га Интенсивность - 2,1 кг/га

Черноземы шрационно-сегрегационныв

Бактериальное окисление техногенно-аллохтонного и аллохтонного метана

Общая масса метана - 3834 т, Интенсивность окисления метана - 271 кг/га

Годовая масса эмиссионного метана не существенна и на несколько порядков меньше потоков метана, связанных с утечками и выбросами метана технологических объектов. Интенсивность поглощения атмосферного метана почти в 2 раза больше эмиссии метана в атмосферу. Интенсивность эмиссии

метана в атмосферу в весенний период в 2 раза выше, чем в летний, в 4 раза выше, чем в осенне-зимний периоды

Эмиссия метана в атмосферу в черноземах миграционно-сегрегационных сопоставима с аналогичными параметрами в дерново-подзолистых почвах Активность бактериального окисления техногенно-алохтонного метана в черноземах (271 кг/га) выше соответствующего параметра в дерново-подзолистых почвах (157 кг/га) почти в 2 раза В летний период в черноземах поглощается в 2,1 раза больше метана, чем выделяется В дерново-подзолистой зоне поглощаемый метан составляет 75% эмиссионного метана

Глава 7. Экранирующая, дифференцирующая и регулирующая роль почвенного покрова газоносной территории.

Черноземы миграционно-сегрегационные и техногенно-нарушенные почвы экранируют проходящие потоки метана, замедляют его миграцию, задерживают и концентрируют метан на почвенно-геохимических барьерах-сорбционных, диффузионных, биогеохимических, регулируя эмиссию метана в атмосферу Накопление в почвах происходит с помощью удерживания газов на поверхности почвенных частиц, изменения диффузионного переноса при смене гранулометрического состава и влажности почв, окисления микроорганизмами Средняя интенсивность окисления техногенно-аллохтонного метана в 270 раз превышает эмиссию метана в атмосферу, составляя соответственно 271кг/га и 1,1 кг/га В периоды отсутствия эмиссии метана почвы поглощают атмосферный метан с одновременным окислением техногенно-аллохтонного метана Смена эмиссии техногенно-аллохтонного метана на поглощение атмосферного метана происходит в диапазоне концентраций 5-10 ррш (0,3-0,6 мг/м2ч"') Интенсивность поглощения атмосферного метана составляет 2,1 кг/га, вследствие чего возможно обратное поглощение эмиссионного и техногенного метана, связанного с наземными технологическими утечками и выбросами

Почвенный покров в силу своей неоднородности дифференцирует и утилизирует мигрирующий метан В условиях диффузионных потоков метана емкости диффузионного, сорбционного и биогеохимического барьеров уменьшаются в следующем ряду групп почв черноземы миграционно-сегрегационные на лессовидных, лессовидно-покровных отложениях, черноземы миграционно-сегрегационные на элюво-делювии коренных пород и покровпо-скелетных отложениях, на делювиальных засоленных глинах и суглинках Это обусловлено уменьшением гумусированности, нарастанием засоленности, облегчением гранулометрического состава и уменьшением дисперсности, увеличением диффузионной проницаемости, щебнистости и каменистости

Почвенный покров обладает различной рефлекторностыо (ответными реакциями) на механизмы газопереноса Он способен создавать мощные биогеохимические барьеры при слабых диффузионных потоках метана предотвращая или снижая эмиссию метана в атмосферу и пропускать конвективные потоки метана, резко увеличивая эмиссию его атмосферу,

уменьшая емкость биогеохимических барьеров В этой связи выделено несколько типов функционирования почвенного покрова, которые характеризуются определенным набором почв, основными параметрами функционирования, механизмом массопереноса, площадью изменения параметра по отношению к фоновой почве

1 Весьма емкий биогеохимический барьер, слабая эмиссия В

промышленной зоне в условиях рассеяния слабых диффузионных потоков техногенно-аллохтонного метана в толщах черноземов миграционно-сегрегационных преимущественно на лессовидно-покровных, покровио-скелетных отложениях и элюво-дслювии коренных пород сформированы емкие и весьма емкие биогеохимические барьеры Емкость последних достигает 356 кг/га и почти в 2 раза превышает аналогичную величину на фоновой территории. Эмиссия техногенно-аллохтонного метана в атмосферу слабо проявляется - до 1 кг/га Площадь изменения параметра по отношению к фоновой почве - 25%

2. Емкий биогеохимический барьер, слабая эмиссия. Над зонами трещиноватости геологических структур, в условиях рассеяния слабых диффузионных потоков аллохтонного метана в толщах черноземов миграционно-сегрегацнонных слабощебенчатых преимущественно на покровно-скелетных, делювиальных отложениях сформированы емкие биогеохимические барьеры Емкость последних достигает 184 кг/га и равна фоновой Эмиссия техногенно-аллохтонного метана в атмосферу слабо проявляется - до 0,8 кг/га Площадь изменения параметра по отношению к фоновой почве — 13%

3. Малоемкий биогеохимический барьер, сильная эмиссия. В непостредственной близости у скважин промышленной зоны в условиях конвективных газовых потоков техногенно-аллохтонного метана в толщах хемо-техночерноземов, хемо-техноземов на природно-техногенных и техногенных отложениях сформированы малоемкие биогеохимические барьеры Емкость последних составляет 166 кг/га и не превышает фоновые значения Эмиссия техногенно-аллохтонного метана в атмосферу достигает высоких величин — 1,9 кг/га Площадь изменения параметра по отношению к фоновой почве -1,4%

4 Весьма малоемкий биогеохимический барьер, сильная эмиссия. Над зонами выхода газоносных пород к поверхности в условиях конвективных газовых потоков аллохтонного метана в толщах черноземов миграционно-сегрегационных силыюсмытых дефлируемых

преимущественно на делювиальных и засоленных отложениях сформированы весьма малоемкие биогеохимические барьеры Емкость последних достигает 104 кг/га Эмиссия техногенно-аллохтонного метана в атмосферу достигает высоких величин - 2,2 кг/га Площадь изменения параметра по отношению к фоновой почве - 9%.

Природные почвы не испытывающие влияния газовых залежей. По окраинам территории над газовыми залежами около 52% площади занимают черноземы миграционно-сегрегационные с неизмененными параметрами функционирования Фоновая емкость биогеохимического

барьера составляет 187 кг/га Значительные площади почв, не испытавших влияние газовых залежей свидетельствуют о высокой герметичности естественных (ныне искусственных) газовых залежей

Выводы

1 Почвенный покров газоносной территории функционирует как специфическая двусторонняя, периодически проницаемая мембрана Почвы экранируют и дифференцируют мигрирующие потоки техногенно-аллохтонного метана, концентрируя его на диффузионных, сорбционных, биогеохимических барьерах, регулируя эмиссию метана в атмосферу В периоды отсутствия эмиссии метана почвы поглощают атмосферный метан с одновременным окислением техногенно-аллохтонного метана Смена эмиссии техногенно-аллохтонного метана на поглощение атмосферного происходит в диапазоне атмосферных концентраций 7-9 ррт

2 Нарастание потоков метана в почвах газоносной территории приводит к изменению параметров функционирования по отношению к фоновым почвам увеличению содержания свободного и сорбированного метана в газовой фазе почв, скорости бактериального окисления метана и диффузионного переноса При неполном окислении метана происходит эмиссия метана в атмосферу Содержание свободного метана в газовой фазе почв и активность его бактериального окисления в различных геохимических зонах газоносной территории в единицы и десятки раз превышают их фоновые характеристики

3 С использованием ГИС-технологий выявлен массовый баланс техногенно-аллохтонного и атмосферного метана в системе почва-атмосфера Потоки техногенно-аллохтонного метана расходуются на бактериальное окисление метана (99%) и эмиссию метана в атмосферу (1%) Средняя интенсивность окисления техногенно-аллохтонного метана в 270 раз превышает эмиссию метана в атмосферу, составляя соответственно 271 кг/га и 1,1 кг/га Потоки атмосферного метана поглощаются почвенным покровом с интенсивностью 2,1 кг/га, вследствие чего возможно полное обратное поглощение эмиссионного метана и некоторой части потоков техногенного метана, связанного с утечками и выбросами техно тогических объектов Эмиссия метана в атмосферу в чернозёмах миграционно-сегрегационных сопоставима с аналогичными параметрами в дерново-подзолистых почвах Активность бактериального окисления техногенно-алохтонного метана в черноземах выше соответствующего параметра в дерново-подзолистых почвах почти в 2 раза В летний период в черноземах поглощается в 2 раза больше метана, чем выделяется В дерново-подзолистой зоне летом поглощаемый метан составляет 70% эмиссионного метана

4 Почвенный покров обладает различными ответными реакциями на механизмы газопереноса Он способен создавать мощные биогеохимические барьеры при слабых диффузионных потоках метана,

предотвращая или снижая эмиссию метана в атмосферу, и пропускать конвективные потоки метана, резко увеличивая эмиссию его атмосферу, уменьшая емкость биогеохимических барьеров В условиях слабых диффузионных потоков метана емкости геохимических (диффузионного, сорбциопного и биогеохимического) барьеров уменьшаются в следующем ряду групп почв черноземы миграционно-сегрегационные на лессовидных, лессовидно-покровных отложениях, черноземы миграционно-сегрегационные на элюво-делювии коренных пород и покровно-скелетных отложениях, на делювиальных засоленных глинах и суглинках Это обусловлено уменьшением гумусированности, нарастанием засоленности, облегчением гранулометрического состава и уменьшением дисперсности, увеличением диффузионной проницаемости, щебнистости и каменистости 5 В результате разработки газового месторождения и строительства подземных газохранилищ изменился состав и функционирование почвенного покрова В составе почвенного покрова уменьшилась доля природных фоновых почв до 73,6% Характерно появление мозаик черноземов сегрегационно-миграционных загрязненных (25%) с техногенными почвами (1,4%) В значительной доле почв над искусственными и естественными газовыми залежами изменены параметры фонового функционирования (48%) Выделено несколько типов функционирования почвенного покрова, которые характеризуются определенным набором почв, основными параметрами функционирования, механизмом массопереноса, площадью изменения параметра по отношению к фоновой почве.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1 Роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на подземных газохранилищах Материалы Докучаевских молодежных чтений «Почва, город, экология», Санкт-Петербург 1998, с 90

2 Роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на газоносных территориях (в соавторстве с Н В Можаровой, В Т Ибрагимовым, Е К Кулагиной) Тезисы докладов Ш съезда Докучаевского общества почвоведов Суздаль, 2000, книга 3 с 161

3 Эмиссия метана на деградированных почвах газовых месторождений Материалы Национальной конференции с международным участием «Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии. Пущино, 2000, (в соавторстве с Можаровой Н В ), с 63

4 Роль почвенного покрова в эмиссии метана на газоносных территориях Вестн Моек Ун-та, сер 17, почвоведение, 2005, №1, (в соавторстве с Можаровой Н В.), с 12 - 21.

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N00510 от 01 12 99г Подписано к печати 20 04 2007 г Формат 60x90 1/16 Услпечл 1,5 Тираж 100 экз Заказ 208 Тел 939-3890 Тел/Факс 939-3891 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им MB Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Беляева, Надежда Игоревна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Содержание метана в биосфере (атмосфера, гидросфера, литосфера).

1.2 Источники атмосферного метана, эмиссия метана в атмосферу.

1.2.1 Источники атмосферного метана.

1.2.1.1 Биогенные источники метана.

1.2.1.2 Техногенные источники метана.

1.2.2.3 Литогенные источники метана.

1.2.2 Эмиссия метана в атмосферу.

1.3 Сток атмосферного метана.

1.3.1 Биологический сток.

1.3.2 Химический сток метана в атмосфере.

1.3.3 Физико-химические процессы депонирования метана в почвах 26 (сорбция, растворение и диффузия метана).

Глава 2. Объекты и методы.

2.1 Характеристика объекта исследований.

2.2 Методы исследований.

Глава 3. Факторы почвообразования.

3.1 Климат.41.

3.2 Гидрология и гидрография.

3.3 Геоморфология и рельеф.

3.4 Геологическое строение и газоносность территории

3.5 Почвообразующие породы.

3.6 Растительность.

3.8 Антропогенное влияние.

Результаты и обсуждение

Глава 4. Почвы и почвенный покров газоносной территории.

4.1 Природные почвы газоносной территории до строительства 63 подземного газохранилища.

4.2 Почвенный покров после разработки газового месторождения и 68 строительства подземного газохранилища.

4.2.1 Природные почвы газоносной территории.

4.2.2 Природные загрязнённые и антропо-техногенные почвы газоносной территории.

4.2.2.1 Подходы к классификации антропо-техногенных почв.

4.2.2.2 Загрязнение природных почв промышленной зоны газохранилища.

4.2.2.3 Состав почвенного покрова промышленной зоны.

Глава 5.Специфика и география функционирования почв газоносной и фоновой территории.

5.1 Параметры функционирования почвенного покрова газоносной территории и их пространственное распределение.

5.2 Содержание свободного метана в почвах газоносной территории, связь с геологическими особенностями территории и технологическими объектами.

5.3 Формирование диффузионных и сорбционных барьеров в почвах газоносных территорий.

5.4 Активность бактериального окисления метана и формирование биогеохимических барьеров в почвах газоносной территории.

5.5 Эмиссия техногенно-аллохтонного и поглощение атмосферного метана на газоносной территории.

Глава 6. Массовый баланс эмиссии, поглощения и окисления метана в почвах газоносной территории.

Глава 7. Экранирующая и дифференцирующая роль почвенного покрова газоносной территории.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль чернозёмов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории"

Актуальность.

Проблему глобального потепления климата связывают с увеличением парниковых газов в атмосфере. За последние два столетия содержание метана в атмосфере удвоилось и в настоящее время составляет 1,7 ррш. Основными источниками биогенного метана в атмосфере являются гидроморфные почвы и болота, орошаемые рисовые почвы. Доля техногенных источников метана, связанных с технологическими потерями от добычи природного газа в газовой промышленности составляет около 8% от глобальной эмиссии метана в атмосферу (Cicerone, Oremland, 1988,). Вклад аллохтонных потоков метана, мигрирующих из разрабатываемых естественных и искусственных газовых залежей в атмосферу, в глобальных подсчетах не учитывается. Глобальный сток метана в основном связан с фотохимическим окислением в атмосфере. Около 6-10 % от общего стока метана поглощается почвенным покровом. Ежегодный прирост метана в атмосфере составляет 30±5 Тг (Смагин,1999)

Почвенный покров обладает регуляторными экологическими функциями в биосфере (Добровольский, Никитин, 1990), планетарной газовой функцией (Минько, 1988), является специфической мембраной контролирующей содержание газов в атмосфере (Розанов, 1988.) Почвы участвуют в биосферном круговороте газов, включающем-поглощение глубинных газов, мигрирующих в современную биосферу из нижележащих слоев литосферы; в образовании газообразных веществ и эмиссии их в прилежащие слои атмосферы и литосферы; в поглощении газообразных веществ из атмосферы. Особое значение поглощение глубинных газов приобретает на газоносных территориях, где по природным и техногенным причинам скапливаются углеводородные газы. В этой связи актуальной современной задачей является изучение экологических функций почвенного покрова на газоносных территориях, соотношения и масштабов процессов депонирования, биогенного поглощения метана и эмиссии его в атмосферу. Цель работы - выявить роль черноземов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории. Задачи исследования:

1. Выявить специфические экологические функции почвенного покрова газоносной территории.

2. Установить особенности функционирования почвенного покрова газоносной территории в различных геохимических зонах: над разрабатываемыми газовыми залежами естественной, искусственной и истощенной, над тектонически-трещиноватыми геологическими структурами и выходами газоносных пород на поверхность и их ореолами рассеяния.

3. Установить влияние неоднородности почвенного покрова на депонирование и бактериальное окисление метана в почвах газоносной территории.

4. Определить массовый баланс интенсивности бактериального окисления метана и эмиссии его в атмосферу на газоносной территории в летний период. Определить годовую эмиссию метана в атмосферу с поверхности почв, в пределах газовой аномалии.

5. Выявить состав почвенного покрова до освоения газоносной территории и после ввода в действие промышленной зоны месторождения и подземных газохранилищ

Научная новизна

Показана экранирующая и дифференцирующая роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на газоносной территории. Установлено влияние неоднородности почвенного покрова газоносной территории на дифференциацию потоков метана в атмосферу. С использованием ГИС - технологий выявлен баланс техногенно-алохтонного метана в составе почва-атмосфера в летний период. Установлена интенсивность поглощения атмосферного метана.

Основные защищаемые положения.

1. Использование эколого-функционального подхода позволило создать представление о функционировании почвенного покрова газоносной территории как специфической двусторонней периодически проницаемой мембране, экранирующей и дифференцирующей мигрирующие потоки метана из недр и поглощении атмосферного метана.

2. Выявлено влияние нарастающих потоков метана на изменение специфических параметров функционирования почвенного покрова. Установлены пространственные закономерности функционирования почвенного покрова газоносной территории в зависимости от литолого-геохимических и геологических факторов. Показано влияние неоднородности почвенного покрова на изменение функционирования почв.

3. С использованием ГИС-технологий оценен массовый баланс техногенно-аллохтонного и атмосферного метана в системе почва-атмосфера. Проведена количественная оценка процессов депонирования и окисления техногенно-аллохтонного метана, переноса его в атмосферу.

4. В результате освоения месторождения природного газа и строительства газохранилищ существенно изменился почвенный покров. Над естественными и искусственными газовыми залежами, по периферии территории не значительной площади продолжают развиваться природные почвы. В промышленных зонах формируются мозаики черноземов миграционно-сегрегационных часто загрязненных с хемотехноземами и хемо-техночерноземами.

В почвах изменены параметры фонового функционирования (48%). Выделено несколько типов функционирования почвенного покрова, которые характеризуются определенным, набором почв, основными параметрами функционирования, механизмом массопереноса, площадью изменения параметра по отношению к фоновой почве. Практическая значимость Исследования позволяют оценить роль почвенного покрова в герметичности газохранилищ и в регулировании потоков метана на газоносной территории. Результаты исследования дают представление о динамике и балансе эмиссии и поглощения метана на газоносных территориях. Проведённые исследования помогут в разработке почвенно-экологического мониторинга газохранилищ и других промышленных объектов такого рода.

Лпробаиия работы. Основные положения диссертации докладывались на: конференции аспирантов и студентов «Почва, город, экология» (Санкт-Петербург, 1998); III съезде Докучаевского общества почвоведов. (Суздаль, 2000г); Национальной конференции с международным участием «Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии» (Пущино, 2000г) а также на заседаниях кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 7-х глав, выводов, списка литературы, включающего 163 наименования (в том числе 18 зарубежных авторов). Содержательная часть изложена на 141 странице иллюстрирована 37 рисунками, 20 таблицами

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Беляева, Надежда Игоревна

Выводы

1. Почвенный покров газоносной территории функционирует как специфическая двусторонняя, периодически проницаемая мембрана. Почвы экранируют и дифференцируют мигрирующие потоки метана техногенно-аллохтонного метана, концентрируя его на диффузионных, сорбционных, биогеохимических барьерах, регулируя эмиссию метана в атмосферу. В периоды отсутствия эмиссии метана почвы поглощают атмосферный метан с одновременным окислением техногенно-аллохтонного метана. Смена эмиссии техногенно-аллохтонного метана на поглощение атмосферного происходит в диапазоне атмосферных концентраций 7-9 ррш.

2. Нарастание потоков метана в почвах газоносной территории приводит к изменению параметров функционирования по отношению к фоновым почвам: увеличению содержания свободного и сорбированного метана в газовой фазе почв, скорости бактериального окисления метана и диффузионного переноса. При неполном окислении метана происходит эмиссия метана в атмосферу. Содержание свободного метана в газовой фазе почв и активность его бактериального окисления в различных геохимических зонах газоносной территории в единицы и десятки раз превышают их фоновые характеристики.

3. С использованием ГИС-технологий выявлен массовый баланс техногенно-аллохтонного и атмосферного метана в системе почва-атмосфера. Потоки техногенно-аллохтонного метана расходуются: на бактериальное окисление метана (99%) и эмиссию метана в атмосферу (1%). Средняя интенсивность окисления техногенно-аллохтонного метана в 270 раз превышает эмиссию метана в атмосферу, составляя соответственно 271 кг/га, 1,1 кг/га. Потоки атмосферного метана поглощаются почвенным покровом с интенсивностью 2,1 кг/га, вследствие чего возможно полное обратное поглощение эмиссионного метана и некоторой части потоков техногенного метана, связанного с утечками и выбросами технологических объектов. Эмиссия метана в атмосферу в чернозёмах миграционно-сегрегационных сопоставима с аналогичными параметрами в дерново-подзолистых почвах. Активность бактериального окисления техногенно-алохтонного метана в чернозёмах выше соответствующего параметра в дерново-подзолистых почвах почти в 2 раза. В летний период в черноземах поглощается в 2 раза больше метана, чем выделяется. В дерново-подзолистой зоне летом, поглощаемый метан составляет 70% эмиссионного метана

4. Почвенный покров обладает различными ответными реакциями на механизмы газопереноса Он способен создавать мощные биогеохимические барьеры при слабых диффузионных потоках метана предотвращая или снижая эмиссию метана в атмосферу и пропускать конвективные потоки метана резко увеличивая эмиссию его атмосферу, уменьшая емкость биогеохимических барьеров. В условиях слабых диффузионных потоков метана емкости геохимических (диффузионного, сорбционного и биогеохимического) барьеров уменьшаются в следующем ряду групп почв: черноземы миграционно-сегрегационные на лессовидных, лессовидно-покровных отложениях, черноземы миграционно-сегрегационные на элюво-делювии коренных пород и покровно-скелетных отложениях, на делювиальных засоленных глинах и суглинках. Это обусловлено уменьшением гумусированности, нарастанием засолённости, облегчением гранулометрического состава и уменьшением дисперсности, увеличением диффузионной проницаемости, щебнистости и каменистости.

5. В результате разработки газового месторождения и строительства подземных газохранилищ изменился состав и функционирование почвенного покрова. В составе почвенного покрова уменьшилась доля природных фоновых почв до 73,6%. Характерно появление мозаик черноземов сегрегационно-миграционных загрязненных (25%) с техногенными почвами (1,4%). В значительной доле почв над искусственными и естественными газовыми залежами изменены параметры фонового функционирования (48%). Выделено несколько типов функционирования почвенного покрова, которые характеризуются определенным, набором почв, основными параметрами функционирования, механизмом массопереноса, площадью изменения параметра по отношению к фоновой почве

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Беляева, Надежда Игоревна, Москва

1. Адушкин В.В., Кудрявцев В.П., Турунтаев С.Б. Глобальный поток метана в межгеосферном газообмене. //ДАН, 2003, т.391, № 6, с.813-816.

2. Акопова Г.С., Бордюгов А.Г., Гладкая Н.Г., Бордюгов Г.А. Проблемы оценки объемов утечек метана на объектах газовой промышленности. М.: ИРЦ Газпром, 1996,43 с.

3. Акопова Г.С., Сидорова Е.В., Кречетов П.П., Романенков В.А. Система контроля состояния почв на территории подземных хранилищ газа. М.: ИРЦ Газпром, 1996,53 с.

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М.: Логос, 2000, 627 с.

5. Аммосова Я.М., Каспаров C.B., Минько О.И. Анаэробиоз и газы в почвах // в сб. Взаимодействие почвенного и атмосферного воздуха, М.: изд-во Московского Университета, 1985, с. 65 75.

6. Антонов П.Л. Результаты исследований диффузионной проницаемости осадочных пород для углеводородных газов. // Геохимические методы поисков нефти и газа и вопросы ядерной геологии» М. 1970 г с 51- 66.

7. Антонов П.Л. О газонасыщенности пород над залежами конечной мощности.Истощение залежей в процессе восходящей диффузии газов. // Геохимические методы поисков нефти и газа и вопросы ядерной геологии» М. 1970, с 38-50

8. Антыков A.A., Стомарев А. Почвы Ставрополья и их плодородие Ставрополь 1970, с. 12-70.

9. Ю.Арэ Ф.Э. Проблема эмиссии глубинных газов в атмосферу // Криосфера Земли, 1998, т II, № 4, с.42 50.

10. И.Беляев С.С. Геохимическая деятельность метанобразующих бактерий. // кн. Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов. Пущино, ОНТИ Научного центра биол. исследований АН СССР , 1976, с.139 151.

11. Беляев С.С. Микробиологическое образование метана в различных экосистемах // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979, с. 205-219.

12. Беляев С.С. Метанобразующие бактерии: биология, систематика, применение в биотехнологии // Успехи микробиологии, т.22, 1988, М.: Наука, с. 169-206

13. Бирштехер Э. Нефтяная микробиология. 1957, Л., Гостоптехиздат, 314 с.

14. Бреус И.П., Мищенко A.A., Неклюдов С.А., Бреус В.А, Горбачук В.В. Сорбция углеводородов черноземом выщелоченным.// Почвоведение, 2003, №3, с. 317-327

15. Бузинов С.Н., Парфенов В.И. Подземное хранение газа в России: современное состояние проблемы и перспективы развития. //Сб. науч. тр. 50 лет ВНИИГАЗУ 40 лет ПХГ.- М.: РАО «Газпром», 1998. с.5-16

16. Бухгалтер Э.Б. и др. Экология подземного хранения газа. М,: МАИК «Наука» /Интерпериодика», 2002. 431 с.

17. Вадюнина А. Ф., Карчагина З.А. «Методы исследования физических свойств почв» М 1986, с 258-260

18. Вечерская М.С. Процессы метанобразования и метанокисления в мерзлотных почвах Колымской низменности. Дисс. канд. биол.наук. М., 1995, 25 с.

19. Витязев В.Г., Кауричев И.С., Рабий А. Влияние состава поглощенных катионов и анионов на удельную поверхность почв. // Почвоведение, 1980, №9, с.34-42.

20. Воронин А.Д., Витязев В.Г. К оценке величины внешней и внутренней удельных поверхностей твердой фазы почв по изотермам десорбции паров воды. // Почвоведение, 1971, №10, с. 50 58.

21. Гальченко В. Ф., Андреев Л.В., Троценко Ю. А. Таксономия и идентификация облигатных метанотрофных бактерий. Пущино:Изд.НЦБИ, 1986, 96 с.

22. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. М.: Геос, 2001, 500 с.

23. Геннадиев А.Н. и др. О принципах группировки и номенклатуры техногенно-измененных почв. / Почвоведенье 1992, №2 с 49-60.

24. Геохимические методы поисков нефтяных и газовых месторождений" под ред. Зорькина Л.М. и Лопатина Н.В. М 1980., с. 26-41.

25. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Смоленск: Ойкумена, 2003, 268 с.

26. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде. Под общей редакцией Рахманина Ю.А. и Семёновой В.В. 2006, 220 с.

27. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988г, 328с.

28. Глазовская М.А., Добровольская Н.Г. Геохимические функции микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ, 1984,152 с.

29. Гниловский В.Г., Горелов С.К. Геоморфологические особенности новейших и современных движений локальных структур Ставропольской возвышенности.//Тр. Ставропольского Государственного педагогического института. 1959. Вып. 18

30. Государственный водный кадастр. Ресурсы поверхностных вод. Т.7, 8 -Л.: Гидрометиздат, 1973.

31. Дедыш С.Н., Паников Н.С. Влияние концентрации метана на скорость его бактериального окисления в сфагновом торфе. // Микробиология, 1997, т.66, № 4, с 563 568.

32. Дедыш С.Н., Паников Н.С. Кинетика окисления метана в сфагновом торфе в зависимости от рН, температуры и концентрации солей // Микробиология, 1997, т. 66, № 4, с. 569 573.

33. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв, 2004.

34. Доронина Н.В., Троценко Ю.А. Способ хранения метилотрофных и гетеротрофных микроорганизмов // Прикл. Биохимия и микробиология, 1992, т. 28, №4, с. 631 -635.

35. Доронина Н.В., Иванова Е.Г., Сузина Н.Е., Троценко Ю.А. Метанотрофы и метилобактерии обнаружены в тканях древесных растений в зимний период // Микробиология, 2004, т. 73, № 6, с. 817 824.

36. Етеревская JI.B. Почвообразование и рекультивация земель в техногенных ландшафтах Украины. Автореф. дисс. Док. с.х. наук, Харьков, 1989,25с.

37. Животченко А.Г., Давидов Е.Р., Давидова Е.Г., Рачинский В.В. Влияние продуктов окисления этана на ассимиляцию метана Methylococcus capsulatus. // Микробиология, 1989, т. 58, № 5, с. 736 739.

38. Журавлев А.Е., Владычинский A.C., Можарова Н.В. Особенности углеводородного загрязнения почв подземных хранилищ газа.// Вестн. Моек ун-та, сер. 17 почвоведение, 1999, №2.

39. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. Изд-во Московского Университета, 1973, 176 с.

40. Звягинцев Д.Г. Газовая фаза почвы и микроорганизмы. // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.:Наука, 1979, с.92 -104.

41. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М., МГУ , 1991, с.90-91, с. 267- 268.

42. Зиновьев В.В., Басниев К.С. и др. Повышение надёжности и безопасности эксплуатации подземных хранилищ газа. М.:Недра, 2005, с.с 56-124,197220

43. Иванов И. В. Геохимическая дифференциация ландшафтов Волгоградского правобережья и ее учет при поисках нефти и газа. Автореф. дис.канд.биол.наук. М., 1969, 22 с.

44. Иванов И.В. Закономерности распределения метана и тяжелых углеводородов в степных ландшафтах (в связи с поисками нефти и газа). //

45. Геохимические методы поисков нефти и газа и вопросы ядерной геологии. М.: Недра, 1970, с.267 275.

46. Иванов И. В. Углеводородные газы и окисляющие их бактерии в почвах и ландшафтах. // Почвоведение и агрохимия (проблемы и методы). Тез. докл. к У дел. съезду почвоведов в Минске. Пущино, 1977, с.74-77.

47. Иванов М.В., Нестеров А.И., Намсараев Б.Б., Гальченко В.Ф., Назаренко

48. A.B. Распространение и геохимическая деятельность метанотрофных бактерий в водах угольных шах // Микробиология, 1978, т.47, с. 489 494.

49. Иванов М.В., Каравайко Г.И. Геологическая микробиология // Микробиология, 2004, т. 73, № 5, с.581 597.

50. Калачникова И.Г., Масливец Т.А., Базенкова Е.И., Колесникова Н.М. Влияние нефтяного загрязнения на экологию почв и почвенных микроорганизмов // Экология и популяционная генетика микрооранизмов, АН СССР, Уральский научный центр, 1987, с.23 26.

51. Каспаров С. В., Панников Н.В. Методические аспекты исследования газообмена в системе почва-атмосфера. // Взаимодействие почвенного и атмосферного воздуха. Под ред. Розанова Б.Г., МГУ 1985, с 48

52. Квасников Е.И., Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Запотылько Э.Ф. Использование газообразных углеводородов бактериями, выделенными в районе Западноукраинских нефтегазовых месторождений. // Микробиология, 1968, т. 37, с.662 667.

53. Квасников Е.И., Малашенко Ю.Р., Романовская В.А. Биология микроорганизмов, ассимилирующих газообразные углеводороды. // Успехи микробиологии, 1974, 9: с. 125 152.

54. Классификация и диагностика почв России. Шишов Л.Л., Тонконогов

55. B.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Смоленск: Ойкумена, 2004, 342 с.

56. Кондратьева E.H. Хемолитотрофы и метилотрофы. М., изд-во МГУ, 1983, 176с

57. Ковда В.А., Славин П.С. Теоретические основы почвенно-геохимических показателей нефтеносности // Почвенно-геохимические методы поиска нефтяных месторождений. М.: Изд-во АН СССР, 1953, с.З 15.151

58. Ковтун Б.Я., Навасарян М.А. Отчёт о результатах структурно-поискового бурения на Северо-Ставропольской и Пелагеадо-Кугутской площади. (Пятигорск: Ставрополь-нефтегаз, 1963).

59. Колесников О.М., Дедыш С.Н., Паников Н.С. Ингибирование минеральными солями роста и потребления метана Methylocapsa acidiphila // Микробиология, 2004, т.73, № 4, с. 574 576.

60. Кравцов А.И. Горючие полезные ископаемые, их поиски и разведка. М.: Высш.школа, 1970,296 с.

61. Кузнецов С.Н. Обоснование микробиологических методов поиска нефтяных и газовых залежей. // Геохимические методы поисков нефтяных и газовых залежей. М 1959, с 270-276

62. Кузьмин Ю.О., Никонов А.И. Эколого-геодинамическая опасность подземных хранилищ газа // Информационное обеспечение и рациональное природопользование. М.: Единство, 2001. С. 163-171.

63. Ланге O.K. Основы гидрогеологии. М.: Изд-во МГУ 1958, 255с.

64. Лебедев В. С. Биохимические газы в осадочных отложениях и способы их диагностики. // в сб. ст. Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979, с.255 269).

65. Летавин А.И., Орел Е.В., Чернышев С.М. и др. Тектоника и нефтегазоносность Северного Кавказа. М.: Недра, 1987,124 с.

66. Лопатик М.Д. Изучение способности микобактерий окислять углеводороды. // Микробиология, 1964, т.ЗЗ, с. 236 238.

67. Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Богаченко В.Н., Хотян Л., Волошин Н.В. Особенности углеродного питания микроорганизмов, растущих на природном газе // Микробиология, 1973, т.42, с. 405 408.

68. Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Богаченко В.Н., Крыштаб Т.П. Влияние органических веществ на ассимиляцию метана облигатными метилотрофами // Микробиология, 1974, т.43, с. 343 348.

69. Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Богаченко В.Н., Волошин Н.В., Крыштаб Т.П. Ассимиляция углеводородных компонентов природного газа монокультурами бактерий и их искусственными ассоциациями. // Изв. АН СССР, сер. биол., 1975, № 1, с. 44 51.

70. Малашенко Ю.Р., Романовская В.А., Троценко Ю.А. Метанокисляющие микроорганизмы. М., Наука, 1978 г, 197 с.

71. Мастепанов М.А. Кинетика газообмена в профиле сфагнового болота: от метаногенеза к эмиссии. Автореферат дис. к.б.н., М., 2004, 24 с.

72. Метан , под. ред.: Алексеева Ф.А., Войтова Г.И., Лебедева B.C., Несмелова З.Н., М Недра, 1978, 310 с.8 5. Методы отбора проб при оценке загрязнения почв. Проект Международного стандарта ИСО. М.: ЦИНАО, 1994.

73. Минько О.И. Образование углеводородсодержащих газов и водорода переувлажненными почвами. Дис. канд. биол. наук. М. 1987, 176 с.

74. Минько О.И. Планетарная газовая функция почвенного покрова / Почвоведение. 1988, № 7. с. 59 75.

75. Могилевский Г. А. Некоторые закономерности в распределении природных газов и микроорганизмов в зоне нефтяных и газовых месторождений. // Труды Ин-та микробиологии, М., 1961, 9, с. 46 56.

76. Могилевский Г. А., Богданова В.М., Стадник Е.В., Телегина З.П., Абрамсон Е.В., Тон М.С. Распространение и активность бактерий,153окисляющих и образующих горючие газы // Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979, с.270-281.

77. Можарова Н.В., Кулагина Е.Г. Трансформация почвенного покрова подземных газохранилищ // Почвоведение, 2000, №1, с. 10-18

78. Намсараев Б.Б., Заварзин Г.А. Трофические связи в культуре, окисляющей метан. // Микробиология, 1972, т.41, с. 999 1006.

79. Никитин Е.Д. Почва как биокосная полифункциональная система. Разнообразие и взаимосвязь почвенных экофункций // Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: Наука, 2003, с.72-80.

80. Николаев A.B., Гергедава Ш.К., Войтов Г.И., Рудаков В.П., Шулейкин В.Н., Паршикова Н.Г. О балансе метана в тропосфере Земли // Дегазация Земли и генезис углеводородных флюидов и месторождений. Часть 2. М.: Геос, 2002, с.310-319.

81. Новиков В.В. Образование и поглощение парниковых газов в торфяных почвах разных сроков использования. Автореферат дис. к.б.н., М., 2003, 24 с

82. Оборин А.А., Л.М.Рубинштейн, В.Т.Хмурчик. Углеводородокисляющие и углекисло-водородные "бактериальные фильтры" природные биогеохимические барьеры в литосфере // в кн. "Экология геосферы", тезисы докладов, Ростов-на-Дону, 2002.

83. Орлов Д.С., Демин В.В. Роль почвы в формировании состава атмосферы. // Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: Наука, 2003, с. 252-262.

84. Орлов Д.С. Химия почв. 1985, с.24-58.

85. Осипов Г.А., Назина Т.Н., Иванова А.Е. Изучение видового состава микробного сообщества заводняемого нефтяного пласта методом хромато-масс-спектрометрии // Микробиология, 1994, тбЗ, №5, с.876 -883.

86. Паников Н.С., Семенов и др. Образование и потребление метана в почвах Европейской части СССР // Журнал экологической химии, 1992, № 1, с. 9-26.

87. Паников Н.С. Эмиссия парниковых газов из заболоченных почв в атмосферу и проблемы устойчивости. // кн. Экология и почвы. Избранные лекции I VII Всероссийских школ (1991 - 1997) том 1, Пущино, 1998, с. 171-184, всего в кн.356 с.

88. Первова Н. Е., Розанов Б. Г. Глобальные аспекты газообмена. // в сб. ст. Взаимодействие почвенного и атмосферного воздуха. М.: МГУ, 1985, с. 6 -19.

89. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высш.шк., 1989, 528 с.

90. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988,254 с (с.7 22).

91. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М: Изд. МГУ,1993, 208 с.

92. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. //Почвоведение, 2003, №9, с 1132-1140.

93. Рекомендации по проведению технической и биологической рекультивации земель при строительстве нагнетательно-эксплутаационных скважин на Северо-Ставропольском ПХГ, 1991, с.2

94. Роде A.A. Водный режим почв и его регулирование. М.: Изд-во АН СССР, 1963, 116 с.

95. Розанов Б.Г. Геомембрана: мембранная функция почвы в планетарной геосферной системе Земли. // Почвоведение. 1988, №7. с. 54 58.

96. Розанова Е.П., Кузнецов С.Н. Микрофлора нефтяных месторождений, изд-во Наука, М., 1974,198 с.

97. Русанов И.И., Леин А.Ю., Пименов Н.В., Юсупов С.К., Иванов М;В. Биогеохимический цикл метана на северо-западном шельфе Черного моря. // Микробиология, 2002, т. 71, № 4, с. 558 566.

98. Сафронов И.Н. Геоморфология Северного Кавказа и Нижнего Дона, 1987, с.90

99. Самонин В.В., Еликова Е.Е. Изучение закономерностей адсорбции бактериальных клеток на пористых носителях // Микробиология, 2004, т. 73, №6, с. 810-816.

100. Сердобольский И.П. Окислительно-восстановительный потенциал почво-грунтов (Eh) как один из почвенно-геохимических показателей нефтеносной структуры // Почвенно-геохимические методы поиска нефтяных месторождений. М.: изд-во АН СССР, 1953, с. 56-76.

101. Семилетов И.П., Зимов С.А. Воропаев Ю.В., Давыдов С.П., Барков H.A., Гусев A.M., Липенков В.Я. Атмосферный метан в прошлом и настоящем // ДАН, 1994, т.339, № 2, с. 253 256.

102. Славнина Г.П Микобактерии, выделенные из майкопских отложений Ставрополья и использующие углеводороды парафинового ряда./Микробиология 1964, т 33, вып. 5

103. Славнина Г.П. Распространение бактерий, окисляющих углеводороды на нефтегазоносных и продуктивных площадях. // Геохимические методы поисков нефтяных и газовых залежей. М 1959, с.221-248.

104. Смагин A.B. Газовая фаза почв. М.: Изд-во МГУ, 1999, 200 с

105. Смагин A.B., Глаголев М.В., Суворов Г.Г., Шнырев H.A. Методы исследования потоков газов и состава почвенного воздуха в полевых условиях с использованием портативного газоанализатора. // Вестник МГУ, серия 17 почвоведение, 2003, № 3, с. 29 36.

106. Смирнова З.С. Видовой состав и некоторые физиологические свойства бактерий, применяемых при поисках нефти и газа. // Микробиология, 1961, т.ЗО, с. 684-687.

107. Соболева Е.В., Гусева А.Н. Химия горючих ископаемых. М.: Изд-во МГУ, 1998,204 с.

108. Современное состояние и резервы обеспечения экологической безопасности подземных хранилищ газа./ Бузняк Б.В., Парфенов В.И., Арутюнов А.Е. и др. М: ООО «ИРЦ Газпром», 2002 - 106с.

109. Соколов В.А. Геохимия природных газов. М.: Недра, 1971, 334 с157

110. Солнцева Н.П. Общие закономерности трансформации почв в районах добычи нефти (формы проявления, основные процессы, модели). Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М., 1998.

111. Солнцева Н.П., Пиковский Ю.И. Особенности загрязнения почв при нефтедобыче.//Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л., 1980.

112. Степанов A.JI, Александров Г.А., Соколов K.JI. Сравнительный анализ методов измерения эмиссии газа из почвы в атмосферу. // Почвоведение. 1996, №10

113. Судницын И.И., Манучарова H.A., Степанов A.JL, Умаров М.М. Влияние микробиологических процессов на динамику окислительно-восстановительного потенциала в агрегатах суглинистых почв различных типов. // Почвоведение 199, №7, с. 866-870

114. Таргульян В.О., Соколова Т.А. Почва как биокосная природная система: "реактор", "память" и регулятор биосферных взаимодействий. // Почвоведение. 1996,№ 1, с. 34-47.

115. Телегина З.П. Распространение и видовой состав бактерий, окисляющих газообразные углеводороды в подземных водах газовых месторождений Азово-Кубанской впадины. //Труды Ин-та микробиологии, М., 1961, с. 131 133.

116. Ушаков С.Н. Роль почвенного покрова в эмиссии метана при подземном хранении природного газа. Автореферат дис. к.б.н. М., 2005, 24 с.

117. Хегай Т.А., Рачинский В. В. и др. "Сорбция двуокиси углерода почвами", Почвоведение, 1980, №1.

118. Шеин Е.Д., Архангельская Т.А., Гончаров В.М., Губер А.К., Початкова Т.Н., Сидорова М.А., Смагин А.В., Умарова А.Б. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств почв и режимов почв. МГУ, 2001, с.199.

119. Andronova N.G., Karol I.L. The contribution of USSR sources to global methane emission. // Chemosphere, 1993, V. 26, № 1 4, p. 111 - 126.

120. Asakawa S, Hayano K., Populations of metaorgenic bacteria in paddy field soil under double cropping conditions (rice-wheat)/ /Biol. Fertil Soils, 1995, №20, p 113-117

121. Boeckx P. and Van Cleemput O. Estimates of N20 and CH4 fluxes from agricultural lands in various regions of Europe. // Nutrient Cycl. In Agroecosystems, 2001, p.60: 35-47.

122. Chan A.S.K., Parkin T.B. Effect of land use on methane flux from soil // J.Environm.Qual. 2001, V.30.P.786-797.

123. Chan A.S.K., Parkin T.B. Methane oxidation and production activity in soils from natural and agricultural ecosystems // J. Environ. Quality. 2001. V. 30. P. 1896-1903.

124. Cicerone R.J., Oremland R.S. Biogeochemical aspects of atmospheric methane. // Global Biogeochem.Cyc., 1988, p: 299 327.

125. Conrad R. Soil microorganisms as controllers of atmospheric trace gases (H2, CO, CH4,0SC,N20, NO) // Microbiological Rev., 1996,pp: 60, 609.159

126. Giuseppe Etiope and Ronald W. Klusman Geologic emissions of methane to the atmosphere // Chemosphere. Vol. 49. 2002. №8. pp. 777-789.151. "Global warming" the greenpease report Oxford New York 1990 p 73-75.

127. Hanson R., Hanson T. Methanotrophic Bacteria // Microbiological Rewies, June 1996, p. 439-471.

128. Harper H. J. The effect of natural gas on the growth of microorganisms and the accumulation of nitrogen and organic matter in the soil. // Soil Science, 1939, 48, p. 461 -466.

129. Higgins, I.J., D.J.Best, R.C.Hammond, and D.Scott Methane-oxidizing microorganisms. // Microbiol.Re v., 1981 ,p: 45, 556 590.

130. James M. Tiedje, Marcos Tries and another Anaerobic degradation of aromatic chlorinated and casolin compounds in soil and aquifers. // 15 World congress of soil siens. Vol 4a, Acopulco Mexico, julay 10-16 1994.

131. King G.M. Ecologycal aspects of methane oxidation, a key determinant of global methane dynamics // Advances in Microbial Ecology / Ed. Marshall K.S. N.Y.: Plenum Press, 1992, V. 12, p, 431 461.

132. Leuterman A.S., Jones F.V., Condler J.E. Drilling flusids and reserve pit toxicity.//Jorn.peter.technol., 1988, Vol.40 №11.

133. Minami K. Atmospheric methane and nitrous oxide: sources, sinks, and strategies for reducing agricultural emissions // Nutrient Cycl. In Agroecosystems. 1997, V. 49. p. 203-211.

134. Mozharova N.V, Goltsova T.V.Antropogenic soils of gas-fields (genesis, diagnostics, classification, cartography) //Soil antropization VII, Bratislava, Slovakia, Proceedings 2004, p 38-45

135. Morner N.A. and Etiope Giuseppe. Carbon degassing from the lithosphere // Global and planetary change. 2002, Vol. 33. № 1-2. pp. 185-203.

136. Nakayama T. Estimation of methane emission from natural wetlands in Siberian permafrost area. A doctoral dissertation. Division of Geophysics, Graduate School of Science, Hokkaido University, 1995, 123 p.

137. Panikov N.S., Semenov V.M., Tarasov A.I., et. all Meyhane production and uptake in soils of the European part of the USSR// J.Ecol. Chem., 1993, Vol.1

138. Semenov V.M., Kravchenko I.K., Kuznetsova T.V. et all Methane Oxidation in Automorphic Soils: The Influence Of Environmental and Agrogenic Factors // Soil Science, Vol. 37, Suppl. 1, 2004, pp. 97 101.

139. Strieg R.G., Mcconnaughey T.A., Thorstenson D.C., Weeks E.P., Woodward J.C. Consumption of atmospheric methane by desert soils // Nature, 357, 1992, pp.145-147.

140. Zelenev V.V. Assessment of the average annual methane flux from the soils of Russia. WP-96-51. Laxenburg, Austria. International Institute for Applied System Analisis. 1996. P.45.

Информация о работе

Беляева, Надежда Игоревна
кандидата биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.27

Диссертация

Роль чернозёмов в регулировании эмиссии метана на газоносной территории - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы