Романовская а а эмиссия метана

Эмиссия метана тростниковыми болотами лесостепи и подтайги Западной Сибири. А. Ф. Сабреков, И. В. Филиппов, М. В. Глаголев, И. Е. Терентьева,.

Скачать бесплатный автореферат диссертации по " + биологии + " на тему '" + Эмиссия метана в растительных сообществах мезоолиготрофного 

На долю жвачных животных приходится 97-98% эмиссий СН4 от кишечной ферментации. Эмиссия метана в данном секторе сократилась с 83 Гг в 1990 

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Выделяют ли растения метан? И если да, то как человечеству следует изменить тактику борьбы с парниковым эффектом? Дискуссия об этом разгорелась ровно десять лет назад в результате казавшегося невероятным открытия — аэробного выделения метана, что дает, по первым сделанным тогда оценкам, значительную долю всего количества этого парникового газа, поступающего в атмосферу. И только в последнее время вопрос в достаточной мере прояснился: да, аэробное выделение метана существует, но все же не вносит столь крупного вклада в общий баланс метана в земной атмосфере, как казалось вначале. В данной статье дан краткий обзор «зигзагов» понимания этого вопроса.
Обратите внимание!
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса « био/мол/текст»-2016.
Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!
Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма « Атлас».
Если попытаться проранжировать газы, входящие в состав земной атмосферы, по их значению для современной жизни на Земле, то, вероятно, среди «первых скрипок» многие назовут кислород, водяной пар, углекислый газ — Круговороту этих веществ в атмосфере Земли и роли в нем живых организмов был посвящен ряд статей на «биомолекуле»: « Волонтер фотосинтеза», « Кто на самом деле крутит углеродное колесо», « О, этот благодатный дождь из бактерий!» [1–3].
Метан — один из основных парниковых газов в атмосфере Земли. Главный его источник — деятельность метаногенных бактерий. Будучи строгими анаэробами (то есть организмами, способными жить только в отсутствие кислорода в окружающей среде), эти бактерии обитают в основном на затопленных участках земной поверхности — природных заболоченных территориях, рисовых плантациях, которые и дают основной вклад в эмиссию метана в атмосферу (рис. 1). Анаэробное брожение происходит также на мусорных полигонах, в пищеварительном тракте у термитов и у жвачных млекопитающих. Большой вклад в эмиссию метана вносят пожары и сжигание топлива [4].
Рисунок 1. Основные источники метана в атмосфере Земли и их вклад в суммарную эмиссию — по данным IPCC ( Intergovernmental Panel on Climate Change). Рисунок из [4], адаптирован.

Большой вклад в эмиссию метана вносят пожары и сжигание топлива [4]. Основные источники метана. Рисунок 1. Основные источники 

Приток метана в атмосферу, в среднем, компенсируется его оттоком. В первую очередь, окислением тропосферного метана в реакциях с гидроксильным радикалом (источником которого служит тропосферный озон):
OH• + CH 4 → H 2O + CH 3•.
Эта реакция дает начало разветвленной цепи превращений, в которых участвуют молекулы воды, кислорода и оксидов азота. Заканчивается этот каскад реакций окислением метана до углекислого газа — CO 2.
Нарушение баланса притока и оттока приводит к изменениям концентрации газа в атмосфере. За последние 250 лет интенсивной хозяйственной деятельности человека содержание метана в атмосфере выросло в 2,5 раза из-за роста активности всех антропогенных источников — сжигания топлива, увеличения поголовья скота и площади свалок. Количество газа, поступающего в атмосферу от этих источников, хорошо известно и постоянно контролируется.
И вот десять лет назад в журнале Nature была опубликована сенсационная статья Франца Кепплера с коллегами [5], в которой утверждалось, что растения способны образовывать метан, да еще в аэробных условиях (то есть в присутствии кислорода) (рис. 2). Сенсационной была и весьма существенная величина интенсивности выделения метана растениями в общепланетарном масштабе: количество метана, производимое растениями, может составлять до трети всего известного на сегодняшний день его притока.
Рисунок 2. На этой установке были получены первые результаты группы Кепплера по аэробному выделению метана растениями. Плексигласовая камера с исследуемыми растениями объемом 18 л снабжена датчиками температуры, влажности, давления воздуха, концентрации углекислого газа и системой отбора проб воздуха. Эти пробы анализируют затем на масс-спектрометре на предмет выделенного растениями метана. Воздух, которым заполняется камера, очищен от метана. Внутри нее находится маленький вентилятор, обеспечивающий равномерное распределение всех газов в атмосфере камеры. Фотография любезно предоставлена Ф. Кепплером.
Статья вызвала бурную дискуссию не только в научном мире, но и в СМИ. Открытие свидетельствовало о видимом дисбалансе потоков метана в атмосфере и означало необходимость пересмотреть данные о его выбросах. В СМИ же появились сообщения о вреде лесов для климата Земли — поскольку они способствуют выделению парниковых газов.
Однако довольно быстро обнаружилась очевидная поспешность таких «глобальных» выводов. Уже в первой волне научных публикаций, возникших в ответ на статью Кепплера, оппоненты отмечали наиболее «скользкое» место в его выводах — обобщение результатов экспериментов до глобальных процессов. Ведь данные о выделении метана растениями были получены на отдельных растениях или даже листьях. Как на такой основе можно оценить интенсивность этого процесса в масштабах всего растительного покрова Земли? Как она будет зависеть от температуры и освещенности в разных областях планеты? Будет она пропорциональна суммарной фотосинтетической активности земной растительности или ее общей биомассе? Как долго в течение года и в течение суток будут активны процессы выделения метана? Все это может существенно влиять на общий итог.

«В 1990-х годах стало понятно, что выяснить причину аномальных явлений невозможно, изучая эмиссию метана только в тундровых 

Приведенная группой Кепплера оценка, по сути, давала максимально возможное значение. Учет реального распределения (пространственного и временнóго) солнечных дней в течение вегетационного периода, температуры, доли листвы в общей биомассе растений, взаимного затенения и др. показал, что эмиссия метана в атмосферу растениями как минимум в несколько (3–4) раз ниже величины, вызвавшей столь бурную дискуссию (рис. 3) [6, 7].
Рисунок 3. Интенсивность эмиссии метана в разных областях Земли. Области с наиболее интенсивной эмиссией метана лежат вблизи экваториальной зоны. Области умеренных широт вносят заметный вклад в эмиссию метана лишь в период вегетации. Значения эмиссии CH 4 на цветной шкале даны в гигаграммах (1 Гг = 10 9 г). а — Январь. б — Апрель. в — Июль. г — Октябрь. Расчеты проведены на основе измерений в лабораторных условиях и экстраполированы на глобальные масштабы. Рисунок из [7].
Чуть позже появились критические статьи, подвергавшие сомнению сам факт продукции метана растениями в аэробных условиях [8]. Измерения газообмена можно производить в замкнутой системе (то есть изолированной от окружающего воздуха), а можно в проточной. В замкнутой системе регистрируют изменения концентрации газа за определенное время, в проточной измеряют постоянные (стационарные) концентрации газа на входе и выходе из системы. В первом случае измерения более чувствительны, но чреваты артефактами и могут создавать нефизиологические условия для растений.
Измерения в проточной системе в большей степени свободны от этих недостатков, но обладают меньшей чувствительностью. Сотрудники Кепплера помещали растения в герметичные пластиковые камеры (то есть в замкнутые системы), которые в некоторых экспериментах очищали от атмосферного метана. Ряд лабораторий повторили измерения Кепплера другими методами и в иной постановке эксперимента и сделали вывод об отсутствии самого явления, предполагая результат Кепплера следствием экспериментальных ошибок.
На фоне очень низкой концентрации метана в атмосфере (порядка одной миллионной доли) измерить еще более ничтожные ее изменения за счет выделения газа листьями — задача, требующая изысканных и нестандартных экспериментальных подходов. Кроме того, она связана с риском получения результатов, которые возникают вследствие условий эксперимента, а не отражают «естественное» поведение исследуемого объекта.
По мнению Тома Дюка, который провел исследование по выделению метана живыми растениями, такая процедура могла приводить к нарушению газового равновесия между тканями растений и окружающим воздухом [8]. В итоге тот метан, который попал в ткани растения из атмосферного воздуха, выходил обратно в окружающую среду. Этот-то поток метана и могла регистрировать группа Кепплера. В своих экспериментах Дюк использовал существенно более совершенную технику: растения с самого начала выращивали в атмосфере, содержащей углекислый газ с тяжелым изотопом углерода 13C. Следовательно, именно изотоп 13C должны были содержать органические вещества тканей растений и образуемый из них в ходе предполагаемого метаногенного метаболизма метан. Таким образом, метан, синтезируемый в тканях растения, можно было бы легко отличить от атмосферного метана, и использованная Томом Дюком система не требовала предварительной очистки воздуха от метана. Дюк с сотрудниками, проведя измерения как в проточной системе, так и в замкнутой, не обнаружили выделение метана. При этом растения культивировались на гидропонике, то есть без почвы, которая могла бы содержать анаэробные «карманы» с метаногенными бактериями. (Неучет возможного выделения метана из почвы также ставился в вину группе Кепплера, однако справедливости ради следует заметить, что в своих экспериментах группа использовала как почвенные, так и водные культуры растений.)
Наиболее уязвимым местом концепции Кепплера было отсутствие каких-либо данных о возможном механизме обнаруженного явления, казавшегося невероятным. За время, прошедшее с публикации этой работы, появилось достаточно много исследований на данную тему, выполненных как на целых экосистемах, так и на отдельных растениях, целых листьях и их фрагментах, а также на культурах растительных клеток и изолированных структурных компонентах растений [9]. Одни работы подтверждали выводы Кепплера, другие опровергали.
Сейчас уже ясно: причин

Эмиссия метана

Обсуждаются оценки эмиссии метана с российской территории и Ключевые слова: Арктика, метан, концентрация, эмиссия, 


последние годы в мире резко возросло внимание к пробле- мам метана вообще, особенно к его эмиссии в атмосферу. Метан (CH4) – это углеводород, 

При расчете эмиссии ПГ в рамках проекта извлечения и утилизации ШМ следует учитывать источники: Г эмиссия СО2 от сжигания метана в факеле, 


Понятно, что основные источники метана размещаются в Северном А что же Россия? Сколь велик наш вклад в глобальную эмиссию метана? В силу 


Рассмотрены роль метана в атмосфере, его влияние на климат, описаны  В среднем эмиссия метана из сибирских болот может достигать 20 Тг/год, 

«Площадь распространения зон метановых мегавыбросов для оценки их вклада в пресноводный баланс МВА и эмиссию метана.


В связи с проблемой глобального потепления климата возникла необходимость учета выбросов (эмиссии) метана и диоксида углерода, 


Диссертация 2011 года на тему Изменения эмиссии метана из многолетнемерзлых болот России в условиях прогнозируемого климата. Автор: Ренева 

Помочь в исследовании арктического метана могут спутники. Эмиссия метана от морей Восточной Арктики, в основном от моря Лаптевых, где 


Таким образом, «парниковое» воздействие метана на атмосферу име - ет прямой При этом следует иметь в виду что сокращение эмиссии метана из 


Масштабные эмиссии метана из океанских отложений зафиксированы вдоль арктического побережья Сибири, что значительно 

о потоке метана с болот и озер в зоне вечной мерз лоты и дан анализ существующих методов расчета эмиссии метана. В разделе 3 приведено 


Эмиссия метана с поверхности полигона захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) в зависимости от возраста полигона и от сезонастатья. Авторы: 


Казанцев, Владимир Сергеевич. Эмиссия метана из болотных экосистем северной части Западной Сибири : диссертация  кандидата биологических 

определенная с применением методов газовой хроматографии, составляет примерно 9 мг метана в ч/м2. В среднем эмиссия метана из сибирских 


При оценке объема эмиссии метана нами были использованы рекомендованные МГЭИК коэффициенты пересчета удельных бытовых отходов в метан 


Изменение характера эмиссии метана из арктических почв и озёр в будущем По оценкам, полученным исходя из различных сценариев изменения 

Динамика потребления топлива и эмиссия парниковых газов ……………… Оценка поглощения диоксида углерода из атмосферы и эмиссия метана.


Парниковые газы — газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким каменного угля и природного газа, а также эмиссия метана в составе биогаза, образующегося на полигонах захоронения отходов. Анализ 


Рассматривается эмиссия метана в связи с изменениями многолетнемёрзлых донных отложений на шельфе морей Восточной Арктики за период с 

7 Нормы погрешности измерения при проведении инструментального определения объемов эмиссии метана в атмосферу на объектах ОАО «Газпром».


7 Нормы погрешности измерения при проведении инструментального определения объемов эмиссии метана в атмосферу на объектах ОАО «Газпром».


получение модельных оценок изменения эмиссии метана из многолетнемерзлых болот на территории России. Для получения таких оценок были 

Соответственно основные источники выбросов в сельском хозяйстве — сельскохозяйственные земли и животноводство. Эмиссии метана и закиси 


Меню

Срок предъявления неустойки


Вторичная эмиссия ценных бумаг


Ооо профессиональный союз


Конфессия деноминация


Резидент в платежном балансе


Современные формы частной собственности


Руководство платежного баланса


Механизм бюджетного процесса


При сгорания натрия аммиака в избытке образуется


Закон убывающей отдачи в долгосрочном периоде


Судебный приказ взыскание неустойки


Продается векселя


Ресурсы используемые людьми для создания экономических благ


Права должника в конкурсном производстве


Банковские векселя продажа


Актуальные проблемы развития бюджетной системы


Заказать пиццу безналичный расчет


Договор аренды в конкурсном производстве


Виды трудовых и государственных пенсий


Расходы целевых государственных фондов


Оферта аренда помещения


Лекарства безналичный расчет


Как подтвердить трудовой стаж для пенсии


Центр безналичных расчетов


Фондовая биржа понятие функции


Бюджетная система российской федерации реферат


Механизм эмиссии денег


Фондовая биржа купить акции


Состав рабочей силы включают


Трудовая пенсия медицинским работникам


Бухгалтерский учет затрат по кредитам и займам


Процент банка при учете векселей


Неполная занятость населения


Индекс темпов роста потребительских цен


Деноминация в белоруссии 2016


Беларусь после деноминации


Принципы федеральной бюджетной системы


Билет государственного займа


Дотация это денежные средства предоставляемые


Выпустили вексель проводки


Совершенствование депозитной политики


Уровень использования рабочей силы


Затрат по содержанию общего имущества


Неустойка обязанности сторон


Экономический анализ затрат на производство продукции


Минимальный размер трудовой пенсии по старости


Расчет овердрафта калькулятор


Избыток мужских гормонов у женщин лечение


Продажа векселя налогообложение


Является ли счет офертой