Pomiary emisji metanu w wybranych rejonach polskich Karpat Zewnętrznych

Abstract

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 $\cdot$ min$^{-1}$. The calculated emission quantities ranged from -24.5 to 10 606.9 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ d$^{-1}$, with the mean value equal to 304.5 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ d$^{-1}$ and median of 0.21 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ 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.

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 $\cdot$ min$^{-1}$. Obliczone wielkości emisji wahały się od -24.5 do 10 606.9 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ d$^{-1}$, przy średniej 304.5 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ d$^{-1}$ i medianie 0.21 mg $\cdot$ m$^{-2} \cdot$ 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.