Opin vísindi

The impacts of geothermal power plant emissions on terrestrial ecosystems in contrasting bio-climatic zones

The impacts of geothermal power plant emissions on terrestrial ecosystems in contrasting bio-climatic zones


Titill: The impacts of geothermal power plant emissions on terrestrial ecosystems in contrasting bio-climatic zones
Höfundur: Mutia, Thecla Munanie
Leiðbeinandi: Ingibjörg Svala Jónsdóttir
Þráinn Friðriksson
Útgáfa: 2016-09
Tungumál: Enska
Háskóli/Stofnun: Háskóli Íslands
University of Iceland
Svið: Verkfræði- og náttúruvísindasvið (HÍ)
School of Engineering and Natural Sciences (UI)
Deild: Líf- og umhverfisvísindadeild (HÍ)
Faculty of Life and Environmental Sciences (UI)
ISBN: 9789935930767
Efnisorð: Orkuver; Hitaveitur; Vistkerfi; Umhverfisáhrif; Doktorsritgerðir
URI: https://hdl.handle.net/20.500.11815/147

Skoða fulla færslu

Tilvitnun:

Mutia, T. M., 2016, The impacts of geothermal power plant emissions on terrestrial ecosystems in contrasting bio-climatic zones, PhD dissertation, Faculty of Life and Environmental Sciences, University of Iceland, 147 pp.

Útdráttur:

 
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.
 

Skrár

Þetta verk birtist í eftirfarandi safni/söfnum:


Fletta

Um vefinn

Reikningurinn minn