Very little is known on the ecosystem impacts of emissions from
geothermal power plants. The emissions, comprising mainly of non-
condensable gases (NCGs) i.e. carbon dioxide, hydrogen sulphide,
methane and trace elements such as arsenic, boron, antimony and
mercury, have the potential to deposit and accumulate in ecosystems. At
elevated levels, some NCGs can cause ecosystem stress, especially H 2 S
and the trace elements. The aim of this thesis is to assess the effects of
these elements on terrestrial ecosystems around two geothermal areas in
contrasting biomes i.e. Kenya and Iceland.
Dominant plant species around each geothermal study area,
Tarchonanthus camphoratus shrub in Kenya and Racomitrium
lanuginosum moss in Iceland, were used as bio-indicators and
concentrations of sulphur, arsenic, boron, antimony and mercury were
mapped in their tissues and soils at increasing distances from the power
plants along the prevailing wind direction in field surveys. Patterns of
plant growth and health along the same distances and wind direction
gradients were also studied to assess any potential effects related to the
power plants. Controlled experiments were thereafter carried out on the
same plant species to assess in detail the effects of the most abundant
phytotoxic NCG, i.e. H 2 S gas, on plant growth and health.
Results of the field surveys and experiments indicated that the main
geothermally emitted component, H 2 S gas, deposits and accumulates in
plants and soils. The measured trace element concentrations in plants and
soils (from the field surveys): arsenic, boron, antimony and mercury, did
not show strong patterns attributable to the geothermal power plant
emissions. Further, results of the surveys in relation to geothermal power
plant emissions showed weak indications of effects on Tarchonanthus
camphoratus shrub growth and health around the Olkaria geothermal
power plants in Kenya, while in Iceland, the growth of Racomitrium
lanuginosum moss was reduced around the Hengill geothermal power
plants. Additionally, the experiments showed that, 30 µg/L aqueous H 2 S
(10.96 ppm in air) may be a tolerable limit for plants around geothermal
power plants in Kenya and Iceland. These findings serve as important
baseline data toward environmental monitoring and management around
both geothermal power plant areas in Kenya and Iceland; this information
is also of utmost importance in advising the public and decision makers in
Kenya and Iceland on the ecosystem (terrestrial) impacts of geothermal
power plant emissions.
Áhrif efnalosunar frá jarðvarmavirkjunum á vistkerfi eru almennt fremur
illa þekkt. Losunin samanstendur aðallega af óþéttanlegum lofttegundum,
þ.e. koldíoxíði, brennisteinsvetni og metani, en einnig af snefilefnum eins
og arseni, bór, antimon og kvikasilfri sem geta öll safnast fyrir í
vistkerfum. Við hærri styrk geta þessi efni valdið álagi á vistkerfi, einkum
brennisteinsvetni og snefilefnin. Markmið verkefnisins var að kanna áhrif
þessara efna á landvistkerfi við jarðvarmavirkjanir við líffræðilega mjög
ólíkar aðstæður, þ.e. í Kenýa og á Íslandi.
Ríkjandi plöntutegundir umhverfis virkjanasvæðin, Tarchonanthus
camphoratus runni í Kenýa og Racomitrium lanuginosum mosi á Íslandi,
voru notaðar sem líffræðilegir vísar og styrkur brennisteins, arsens, bórs,
antimons og kvikasifurs mældur í þeim og í jarðvegi í mismunandi
fjarlægð frá virkjununum í stefnu ríkjandi vindátta. Vöxtur og heilbrigði
plantna voru einnig könnuð í sömu fjarlægðum til þess að meta möguleg
áhrif er tengjast jarðvarmavirkjunum. Einnig voru gerðar staðlaðar
tilraunir þar sem áhrif brennisteinsvetnis á vöxt og heilbrigði tegundanna
tveggja voru könnuð.
Niðurstöður vettvangsrannsókna og tilrauna benda til þess að
brennisteinsvetni, eitt meginefnið sem losað er frá jarðvarmavirkjununum,
safnist fyrir í plöntum og jarðvegi. Styrkur snefilefnanna arsens, bórs,
antímons og kvikasilfurs í plöntum og jarðvegi benti hins vegar ekki til
þess að þau mætti rekja til losunar frá virkjununum. Við orkuverin í
Olkaria í Kenýa komu fram fremur veik en neikvæð áhrif á vöxt og
heilbrigði runnans Tarchonanthus camphoratus. Þessi áhrif voru hins
vegar merkjanleg á mosann Racomitrium lanuginosum við íslensku
orkuverin við Hengil. Tilraunir sýndu að bæði í Kenýa og á Íslandi virðist
styrkur H2S sem nemur 30 μg/l í vatnslausn (10,96 ppm í lofti) vera efri
þolmörk fyrir tegundirnar tvær. Þessar niðurstöður leggja mikilvægan
grunn að umhverfisvöktun og við stjórn jarðvarmaorkuvera bæði í Kenýa
og á Íslandi. Að auki eru þær mjög mikilvægar bæði fyrir almenning og
við alla ákvarðanatöku er snerta áhrif losunar efna frá
jarðvarmavirkjunum á vistkerfi í báðum löndunum.
