Влияние гидрологической структуры водной толщи на удельный поток метана на границах "вода-донные отложения" и "вода-атмосфера" в слабопроточном долинном водохранилищедипломная работа (Бакалавр)
Аннотация:В настоящее время активно обсуждается вопрос о глобальном потеплении
климата и о влиянии на этот процесс содержания в атмосфере парниковых газов,
таких как диоксид углерода, метан и другие. Парниковые газы вызывают
«парниковый эффект», то есть поглощение исходящей длинноволновой радиации
от поверхности Земли, рост приземной температуры воздуха. На данный момент
гораздо лучше в этом отношении изучен углекислый газ, метану же уделено
намного меньше внимания. И, несмотря на то, что концентрации метана в
атмосфере намного меньше, чем углекислого газа, потенциал глобального
потепления (способность молекулы конкретного газа поглощать длинноволновую
радиацию Земли, за единицу принята молекула углекислого газа) у него
значительно выше и равен 28 [1].
Источников поступления метана в атмосферу множество, разделить их в
общем можно на антропогенные и природные. К природным источникам относятся
– болота, мировой океан, газогидратные образования [2], выбросы при
вулканических извержениях и другие. Основные антропогенные источники метана
– это крупный рогатый скот, рисовые поля, свалки бытовых и промышленных отходов [2, 3], а также искусственные водоемы [4]. В основном метан попадает в
атмосферу при разложении органического вещества в отсутствии кислорода, так
как при бескислородных условиях он – конечный продукт деструкции
органических соединений. Такие процессы происходят в том числе в природных
водоемах в донных отложениях и в толще воды при отсутствии кислорода, в
частности – в водохранилищах. В настоящее время метан, как составляющая
водных экосистем, а также его эмиссия в атмосферу с поверхности водоемов –
тема, которой посвящается все больше работ, поскольку данный вопрос
относительно мало изучен. Тем не менее, существуют оценки эмиссии с
поверхности техногенных водных объектов [5 – 8], согласно которым поток метана
из водохранилищ составляет от 2 до 122 Тг/год, что составляет от 0,5 до 10 % от
его глобальной эмиссии в атмосферу. Такие различия в оценках связаны с тем, что
они проводились по разным характеристикам водоемов, и в каждой работе выбирались свои параметры, такие как проточность, средняя глубина, трофический
тип и т.д. Оценок, основанных на реальных исследованиях водоемов, не так много
[9]. Именно поэтому важно иметь представление об эмиссии метана и его
содержании в водохранилищах по данным, полученным по натурным
наблюдениям.
Такие измерения уже четвертый год проводятся на Можайском
водохранилище. Это слабопроточное долинное водохранилище в верховьях реки
Москвы, входящее в систему водоснабжения г. Москва. Можайское
водохранилище – один из самых изученных водоемов центральной части России,
так как по нему накоплены ряды данных за более чем пятидесятилетний период о
самых разных гидрологических и гидрохимических показателях. Поэтому именно
оно было выбрано как объект изучения.
В течение летней практики 2018 г. были получены данные о содержании и
потоках метана на границах «вода – донные отложения» и «вода – атмосфера»,
которые использованы для анализа и параметризации пространственно-временных
закономерностей распределения метана в слабопроточном долинном
водохранилище, выделения факторов, влияющих на это распределение, и изучения метана, как элемента водной экосистемы.
Основная цель данной работы – выявить пространственно-временные
закономерности распределения и эмиссии метана в слабопроточном долинном
водохранилище.
Задачи:
Выявление закономерностей сезонного изменения распределения метана в
водохранилище
Экспериментальное изучение изменчивости потоков метана на границе
«вода – донные отложения» и «вода – атмосфера» в различных
морфологических районах
Сравнительный анализ удельного потока метана в периоды с различной
гидрологической структурой водной толщи.