Pomiary emisji metanu w wybranych rejonach polskich Karpat Zewnętrznych

• Autorzy: Sechman H. , Dzieniewicz M.

Warianty tytułu

EN

Methane emission measurements in selected areas of the Polish Outer Carpathians

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów dynamiki stężeń metanu oraz jego emisji. Badania wykonano metodą komór statycznych na wybranych 16 stanowiskach położonych na obszarze polskich Karpat Zewnętrznych. Mierzono zmiany stężeń gazów węglowodorowych oraz dwutlenku węgla naturalnie uchodzących do atmosfery z powierzchni terenu, a także z głębokości 1 metra. Zmiany stężeń analizowano w różnych interwałach czasowych: od kilku minut do prawie 30 godzin. Stężenia metanu wahały się od ok. 1.6 ppm do prawie 8000 ppm. Dynamika zmian tych stężeń była najwyraźniejsza, kiedy metan wypływał z otworu o głębokości 1 m i zmieniała się w przedziale od -0.23 do 100.7 ppm x min-1. Obliczone wielkości emisji wahały się od -24.5 do 10 606.9 mg x m-2 x d-1, przy średniej 304.5 mg x m-2 x d-1 i medianie 0.21 mg x m-2 x d-1. Wyniki badań pozwoliły na zoptymalizowanie metodyki pomiarów terenowych, a także na szacunkową ocenę ilości metanu uwalnianego z jednostki powierzchni orogenu karpackiego w jednostce czasu.

EN

The paper presents measurement results of dynamics of methane concentrations and its emission. The investigations were carried out with application of the method of static chambers in 16 stations located in the Polish Outer Carpathians. The measurements included changes of concentrations of hydrocarbon gases and carbon dioxide, which naturally escape to the atmosphere from the land surface and flow from the depth of 1 m. The concentration changes were analyzed in various time intervals: from a few minutes up to almost 30 hours. Methane concentrations ranged from approximately 1.6 ppm up to nearly 8000 ppm. Dynamics of its concentrations was most distinct when it was flowing from the depth of 1 m and it was changing within the range of -0.23 to 100.7 ppm x min-1. The calculated emission quantities ranged from -24.5 to 10 606.9 mg x m-2 x d-1, with the mean value equal to 304.5 mg x m-2 x d-1 and median of 0.21 mg x m-2 x d-1. The results of the investigations enabled the authors to optimize the methodology of field measurements and to estimate the quantity of methane which escapes from an area unit of the Carpathian orogen during a time unit.

Słowa kluczowe

PL

powierzchniowe badania geochemiczne; Karpaty; gaz glebowy; metoda komór statycznych; emisja metanu

EN

surface geochemical survey; Carpathians; soil gas; static chambers method; emission of methane

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 35, z. 4/1
• Strony: 129--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sechman H.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Surowców Energetycznych; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Dzieniewicz M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Surowców Energetycznych; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Baciu C., Caracausi A., Etiope G. & Italiano F., 2007. Mud volcanoes and methane seeps in Romania: main features and gas flux. Annales of Geophysics, 50, 4, 501–511.
• Brown A., 2000. Evaluation of possible gas microseepage mechanisms. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 84, 11, 1775–1789.
• Celary M., Lenk T. & Szura T., 1961. Przykład powierzchniowego zdjęcia gazowego w warunkach karpackich. Nafta, 8, 209–211.
• Christensen T.R., Jonasson S., Callaghan T.V. & Havsttom M., 1995. Spatial variation in high-latitude methane flux along a transect across Siberian and European tundra environments. Journal of Geophysical Research, 100, D10, 21035–21045.
• Drewitt G.B., Black T.A., Nesic Z., Humphreys E.R., Jork E.M., Swanson R., Ethier G.J., Griffis T. & Morgenstern K., 2002. Measuring forest floor CO2 fluxes in a Douglas-fir forest. Agricultural and Forest Meteorology, 110, 299–317.
• Dzieniewicz M. & Rusta T., 1979. Możliwości prospekcyjne powierzchniowych metod geochemicznych dla określenia w Karpatach ropogazonośności stref o skomplikowanej budowie geologicznej. Biblioteka AGH, Kraków (praca doktorska).
• Dzieniewicz M. & Sechman H., 2008a. Powierzchniowe badania geochemiczne w wybranych obszarach polskich i ukraińskich Karpat Fliszowych (część II). Archiwum KSE AGH, Kraków (praca niepublikowana).
• Dzieniewicz M. & Sechman H., 2008b. Powierzchniowe badania geochemiczne w wybranych obszarach polskich i ukraińskich Karpat Fliszowych. Geologia (kwartalnik AGH), 34, 3, 489–502.
• Dzieniewicz M., Kuśmierek J., Potera J. & Semyrka R., 1978. Perspektywy naftowe fałdu Suchych Rzek w świetle badań geochemicznych (Bieszczady). Geologia (kwartalnik AGH), 4, 3, 37–51.
• Dzieniewicz M., Kuśmierek J. & Rusta T., 1979a. Optymalizacja techniki prowadzenia zdjęć gazowych w świetle badań eksperymentalnych. Technika Poszukiwań Geologicznych, 1, 37–42.
• Dzieniewicz M., Kuśmierek J. & Rusta T., 1979b. Porównanie wyników powierzchniowych badań geochemicznych z budową struktur podmagurskich w południowo-zachodnim obrzeżeniu „okna tektonicznego” Mszany Dolnej. Nafta, 5, 145–149.
• Dzieniewicz M., Korus A., Kotarba M.J., Sechman H. & Fiszer J. 2006. Zastosowanie powierzchniowych badań geochemicznych do oceny zagrożenia gazowego na obszarach zlikwidowanych kopalń Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego. Materiały Konferencyjne: Warsztaty Górnicze z cyklu ,,Zagrożenia naturalne w górnictwie”, Kraków–Tomaszowice 12–14.06.2006, Wydawnictwo IGSMiE PAN, 67, 109–126.
• Etiope G., 2009. Natural emission of methane from geological seepage in Europe. Atmospheric Environment, 43, 1430–1443.
• Etiope G. & Klusman R.W., 2002. Geologic emissions of methane to the atmosphere. Chemosphere, 49, 777–789.
• Etiope G. & Martinelli G., 2002. Migration of carrier and trace gases in the geosphere: an overview. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 129, 185–204.
• Górecki W., Strzetelski W., Dzieniewicz M. & Sechman H., 1997. Wykonanie powierzchniowych badań geochemicznych w obrębie odwiertów na obszarze kopalni Roztoki. Archiwum KSE AGH, Kraków (praca niepublikowana).
• Głogoczowski J.J., 1963. Zagadnienia i kierunki współczesnej geochemii naftowej. Nafta, 11, 252–254.
• Klusman R.W., 1993. Soil Gas and Related Methods for Natural Resource Exploration. John Wiley & Sons, New York.
• Klusman R.W., 2003. Rate measurements and detection of gas microseepage to the atmosphere from an enhanced oil recovery/sequestration project, Rangely, Colorado, USA. Applied Geochemistry, 18, 1825–1838.
• Klusman R.W., 2005. Baseline studies of surface gas exchange and soil-gas composition in preparation for CO2 sequestration research: Teapot Dome, Wyoming. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 89, 8, 981–1003.
• Korus A., Kotarba M.J., Dzieniewicz M. & Sechman H., 2002. Evaluation of methane and carbon dioxide flux from Upper Carboniferous coal-bearing strata to near-surface zone in the Wałbrzych Coal District. W: Kotarba M.J. (Ed.), Gas hazard in the near-surface zone of the Wałbrzych Coal District caused by coal mine closure: geological and geochemical controls, Society of Research on Environmental Changes “Geosphere”, Krakow, 175–188.
• Korus A., Kotarba M.J., Dzieniewicz M. & Sechman H., 2005. Sposób pomiaru strumienia gazów złożowych emitowanych z przypowierzchniowych warstw gruntu do powietrza atmosferycznego (zgłoszenie patentowe nr P-363957). Biuletyn Urzędu Patentowego, 12 (821), 105.
• Kotarba M., 1995. Geochemia trwałych izotopów w poszukiwaniach naftowych. Przegląd Geologiczny, 43, 12, 988–992.
• Kunicki-Goldfinger W.J.H., 1994. Życie bakterii. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Kuśmierek J. & Machowski G., 2008. Wycieki ropy naftowej w obszarze wschodniej części Karpat polskich i ich znaczenie prognostyczne. Prace Instytutu Nafty i Gazu, 150, 247–250.
• Kuśmierek J., Dzieniewicz M., Sechman H., Machowski G., Czwarkiel P., Maruta M., Ozimek K., Pałkowska K. & Pasternacki A., 2007. Studium geologiczno-naftowe wycieków węglowodorów w rejonie Karpat. Stowarzyszenie Naukowo-Techniczne Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego, Archiwum KSE AGH, Kraków (praca niepublikowana).
• Leventhal J., 1992. Modern mobile methane measurement in marshes. United States Geological Survey, Denver, Open-File Report, 92-445, 1–24.
• Link W.K., 1952. Significance of oil and gas seeps in world oil exploration. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 36, 8, 1505–1540.
• Livingston G.P., Hutchinson G.L. & Spartalian K., 2006. Trace gas emission in chambers: a non-steady-state diffusion model. Soil Science Society of America Bulletin, 70, 1459–1469.
• Lundegard P.D., Sweeney R.E. & Ririe G.T., 2000. Soil gas methane at petroleum contaminated sites: forensic determination of origin and source. Environmental Forensics, 1, 3–10.
• Nakano T., Sawamoto T., Morishita T., Inoue G. & Hatano R., 2004. A comparison of regression methods for estimating soil – atmosphere diffusion gas fluxes by a closed-chamber technique. Soil Biology & Biochemistry, 36, 107–113.
• Olewicz Z.R., 1965. Korelacja w warunkach karpackich obserwacji geologicznych ze zdjęciem geochemicznym w północno-wschodnim rozszerzeniu okna Mszany Dolnej. Geofizyka i Geologia Naftowa, 1–3, 2–9.
• Philp R.P., 1987. Surface Prospecting Methods for Hydrocarbon Accumulations. W: Brooks J. & Welte D. (Eds), Advances in Petroleum Geochemistry, 2, Academic Press, London, 209–250.
• Piłatowska M., 2006. Repetytorium ze statystyki. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Saunders D.F., Burson K.R. & Thompson C.K., 1999. Model for hydrocarbon microseepage and related near-surface alterations. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 83, 1, 170–184.
• Schumacher D., 2000. Surface geochemical exploration for oil and gas: new life for an old technology. The Leading Edge, March 2000, 258–261.
• Sechman H. & Dzieniewicz M., 2005. 75 lat obecności powierzchniowych badań geochemicznych w poszukiwaniach złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Nafta-Gaz, 4, 150–165.
• Sechman H. & Dzieniewicz M., 2009. Analiza wyników powierzchniowych badań geochemicznych w transgranicznej strefie Karpat polskich i ukraińskich. Geologia (kwartalnik AGH), 35, 4/1, 109–127.
• Sechman H., Dzieniewicz M., Kotarba M.J. & Korus A. 2006. Criteria of gas hazard assessment in the areas of closed mines of the Wałbrzych Coal District, Southwestern Poland. Near surface 2006: 12th European meeting of environmental and engineering geophysics, Helsinki 4–6.09.2006, P010.
• Sokołow W.A. & Grigoriew G.G., 1962. Mietodika i riezultaty gazowych gieochimiczeskich nieftiegazopoiskowych rabot. Gostoptiechizdat, Moskwa.
• Strzetelski J., 1955. Wyniki i interpretacja doświadczalnych badań geochemicznych. Prace Instytutu Naftowego, 40, 9–20.
• Szura T. & Klewski F., 1949. Pierwsze badania geochemiczne. Nafta, 12.
• Tang J., Bao Z., Xiang W. & Gou Q., 2008. Geological emission of methane from the Yakela condensed oil/gas in Talimu Basin, Xinjiang, China. Journal of Environmental Science, 20, 1055–1062.
• Tedesco S.A. (Ed.), 1995. Surface Geochemistry in Petroleum Exploration. Chapman & Hall Int. Thomson Publ. Co., New York.
• Waleńczak Z., 1987. Geochemia organiczna. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa.