Функционирование и формирование почв над подземными хранилищами природного газа

• Автор: Можарова, Надежда Васильевна
• Шифр специальности: 03.00.27, 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 343 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Метан в биосфере
1.1. Биогеохимический цикл метана
1.1.1. Происхождение и образование метана
1.1.1.1. Биогенное образование метана
П.П. Фоновое содержание углеводородных газов
в природных почвах
1.1.2. Бактериальное окисление метана и других углеводородов
1.1.2.1 .Облигатные метилотрофы
1.1.2.2: Факультативные метилотрофы
1.1.2.3. Фоновое окисление метана в природных почвах
1.1.3. Механизмы транспорта, депонирования газов в почвах и 23 породах
1.1.3.1. Диффузия и конвекция
1.1.3.2. Сорбция газов
1.1.3.3. Адсорбция микроорганизмов
1.1.4. Цикл метана в почвах, подземных, пластовых водах, 30 породах, в морях и океанах
1.1.4.1. Биогеохимическая деятельность микроорганизмов в 33 биосфере
1.1.5. Эмиссия в атмосферу
1.1.6. Источники и стоки атмосферного метана
1.1.7. Влияние газовой залежи на почвы и породы
1.1.7.1. Формирование газовых аномалий над нефтегазовыми 43 залежами
1.1.7.2. Бактериальные аномалии. Связь бактериальных 44 скоплений с концентрациями газов
1.1.7.3. Возникновение окислительно-восстановительных 48 геофизических, литохимических и тепловых аномалий
1.1.7.4. Образование органического вещества в почвах под 51 влиянием природного газа
1.2. Биогеохимическая деятельность микроорганизмов в
почвах
1.2.1. Минералы железа в почвах
1.2.2. Магнитная восприимчивость почв
1.2.3. Вещественный состав почв и магнитная восприимчивость почв
1.2.4. Генезис и свойства магнитных соединений железа в почвах
1.2.4.1. Литогенные магнитные оксиды железа
1.2.4.2. Аэрогенные магнитные оксиды железа
1.2.4.3. Педогенные магнитные оксиды железа
1.2.4.4. Микробиологический и биохимический пути 73 образования магнитных оксидов железа в почве

1.2.4.4.1. Биологически контролируемая биоминерализация
1.2.4.4.2. Биологически индуцируемая минерализация
1.2.4.4.3. Восстановление железа 82 метилотрофными микроорганизмами
1.2.4.4.4. Биологическое окисление железа в почве
Глава 2. Объекты, методология и методы исследования
Г лава 3. Факторы почвообразования
3.1. Климат в районе ПХГ в Московской области
3.2. Растительность
3.3. Рельеф. Геоморфология
3.4. Геология
3.5. Почвообразующие породы
3.6. Гидрогеология
3.7. Климат в районах ПХГ в Ставропольском крае
3.8. Растител ьность
ц 3.9. Рельеф. Геоморфология
3.10. Геологическое строение и газоносность территории
3.11. Почвообразующие породы
3.12. Гидрогеология, гидрология и гидрография
3.13. Антропогенные факторы почвообразования
Г лава 4. Почвы над подземными хранилищами
природного газа
4.1. Почвы фоновых территорий
4.1.1. Почвы фоновых территорий за пределами 134 подземного газохранилища в Московской области
4.1.2. Почвы фоновых территорий за пределами 141 подземных газохранилищ в Ставропольском крае
4.2. Специфика антропогенно-преобразованных почв 146 газоносных территорий
4.2.1. Подходы к диагностике и систематике
4.2.2. Техногенные почвоподобные образования 147 (ТПО), природно-техногенные почвы
4.2.3. Природные химически загрязненные 158 и с магнитными новообразованиями почвы
4.2.3.1. Природные почвы, загрязненные 159 органическими поллютантами
4.2.3.2. Магнитные оксиды железа - маркеры 166 загрязнения и трансформации почв
|- 4.3. Диагностика почв над подземными хранилищами
4 природного газа
I 4.3.1. Диагностические признаки техногенных
> природно-техногенных и природных загрязненных
и трансформированных слоев и горизонтов почв
4.3.2. Диагностические признаки техногенных

природно-техногенных и природных загрязненных и трансформированных почвоподобных тел
4.4. Почвенный покров над подземными хранилищами 1 ВО
природного газа
Глава 5. Специфика функционирования почв и
почвенного покрова над разрабатываемыми
газовыми месторождениями и подземными газохранилищами
5.1. Элементы и параметры функционирования почв 192 газоносных территорий
5.2. Образование автохтонного и рассеяние техногенно- 207 аллохтонного и аллохтонного метана в почвах. Образование
газовых аномалий
5.3. Депонирование автохтонного, техногенно- 211 аллохтонного и аллохтонного метана. Формирование диффузионных и сорбционных барьеров
5.4. Бактериальное окисление автохтонного и техногенно- 217 аллохтонного метана.. Формирование биогеохимических барьеров
в летний период
5.4.1. Сезонная динамика бактериального окисления метана 237 в почвах над искусственной подземной газовой залежью
5.5. Эмиссия техногенно-аллохтонного, аллохтонного и 239 поглощение атмосферного метана на газоносной территории
в летний период
5.5.1. Сезонная динамика эмиссии метана атмосферу
5.6. Массовый баланс эмиссии, бактериального окисления 248 техногенно-аллохтонного и поглощения атмосферного
метана в почвах над подземными хранилищами природного газа. Типы балансов функционирования
Глава 6. Деструкция метана в почвах фоновых
и газоносных территорий
Глава 7. Влияние природного газа на формирование
почвенных природно-техногенных новообразований
7.1. Синтез магнетита в почвах на фоновых и газоносных 274 территориях
7.2. Синтез магнетита в почвах при участии природного 288 газа в лабораторных условиях
Глава 8. Особенности биогеохимического цикла метана 305 при его нарушении человеком. Роль почвенного покрова в регулировании эмиссии метана на газоносной территории
Выводы
Литература

Водный режим определяет условия массообмена газов между почвой и атмосферой. Чем выше уровень грунтовых вод (УГВ), тем выше величина эмиссии образованного в анаэробном затопленном слое метана (Паников и др., 1993; Паников, 1998). Сухие участки в отличие от переувлажненных дают наименьшие потоки метана в атмосферу (Nakayama, 1995).
Возросшие в связи с антропогенной деятельностью концентрации азота, фосфора, калия и других минеральных солей подавляют активность метанотрофных микроорганизмов, что приводит к возрастанию эмиссии метана в атмосферу (Паников, 1998).
Эмиссия метана в атмосферу зависит не только от процессов: образования, потребления, но и транспорта. Существует три вида транспорта: через растения, пузырьковый и диффузия (Conrad, 1996; Глаголев и др., 1999; Смагин, 1999; Мастепанов, 2004). В переувлажненных ландшафтах растительный транспорт составляет > 90%, пузырьковый - < 10-30%, диффузия < 1% (Смагин, 1999). При отсутствии растений важен пузырьковый транспорт. По данным ряда авторов (Conrad et al; Hanson, King et al., no Conrad, 1996) больше 80% диффузионных потоков окисляется в окислительном поверхностном слое переувлажненных земель.
В автоморфных почвах газы транспортируются диффузией (преимущественно) и конвекцией в газовой фазе (Conrad, 1996; Смагин, 1999). В осушенных объектах восходящая диффузия на 80-100% обеспечивает эмиссию газов с поверхности (Смагин и др., 1999а).
Временная динамика эмиссии метана. Внутрисуточная динамика эмиссии метана зависит от сезона. Зимой поток малоинтенсивный и практически постоянный, с апреля по сентябрь наблюдается тенденция увеличения эмиссии в светлое время суток, с 10 до 19 часов (с 12 до 17) (Паников и др., 1992; Паников, 1995; Паников, Зеленев, 1992а), с максимумом, по данным В.В. Новикова (2003), в 4 часа дня.