Rozkład metanu - konsekwencje dla środowiska

Metan jest gazem cieplarnianych kilkunastrokrotnie silniejszym niż dwutlenek węgla. Metan powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu materii organicznej m.in na bagnach, zamulonych jeziorach czy polach ryżowych i ma istorny wpływ na parametry geochemiczne w osadach. Przede wszystkim, obecność metanu obniża stężenia siarczanów i żelaza, które są głównymi akceptorami elektronów w procesach biochemicznych w osadach. Metan powoduje, że siarczany w osadach stają się mniej reaktywne, a ich rola w utlenianiu materii organicznej zostaje ograniczona. W wyniku tego procesu pojawia się siarkowodór, który może być usuwany z wód porowych lub tworzyć nierozpuszczalne siarczki żelaza.

Zjawisko utleniania metanu w obecności siarczanów i żelaza prowadzi do dalszych przemian geochemicznych, w tym do zmniejszenia stężeń siarczanów, które zastępują żelazo jako główny akceptor elektronów w warunkach beztlenowych. Metan powoduje także wzrost stężenia rozpuszczonego węgla nieorganicznego (węgla, CO2), co może mieć dalszy wpływ na pH wód porowych i wpływać na procesy chemiczne w glebie.

W warunkach beztlenowych, jak te występujące w głębszych warstwach osadów, materia organiczna przechodzi przez różne etapy rozkładu, prowadząc do powstawania związków takich jak amoniak oraz fosforany, które mogą mieć wpływ na procesy eutrofizacji w wodach. Te zmiany są szczególnie widoczne w miejscach, gdzie występuje większa akumulacja materii organicznej, ponieważ stężenia amoniaku i fosforanów w tych miejscach wykazują znacznie wyższe wartości w porównaniu do stacji referencyjnych. Takie zmiany mogą mieć daleko idące konsekwencje ekologiczne, zwłaszcza w kontekście jakości wód i zdrowia ekosystemów wodnych.

Podobnie, procesy związane z fosforanami w wodach porowych są silnie związane z rozkładem materii organicznej. Tam gdzie znajduje się więcej organicznej materii, stężenia fosforanów osiągają wyższe wartości co może świadczyć o wynoszeniu fosforanów w górę osadów. Jest to efektem procesów takich jak wysięki gazów, w tym metanu, oraz akumulacji świeżej materii organicznej w górnych warstwach osadów. Również amoniaku jest więcej w miejscach, gdzie jest sporo materii organicznej.

W tym kontekście warto również zwrócić uwagę na wzrost stężenia rozpuszczonych form krzemu, który jest mikroelementem występującym zarówno w materii organicznej, jak i w samych osadach nieorganicznych. Zjawisko to również współistnieje z intensyfikacją parocesów mineralizacji materii organicznej, a także wietrzeniem minerałów glinokrzemianowych, które zachodzą pod wpływem CO2 wydzielającego się w trakcie utleniania metanu. Krzemiany są w tym przypadku jednym z istotniejszych wskaźników procesów geochemicznych, które mają miejsce w osadach bogatych w materię organiczną.