Egy SMU által vezetett tanulmány azt vizsgálta, hogy mely talajfelszíni viszonyok segítik a szivárgó földgázt a legtávolabbra egy szivárgó csővezetéktől. Köszönetnyilvánítás: Környezettudományi és technológiai levelek
Ha földgáz szivárog egy felszín alatti csővezetékből, a vízzel/hóval telített talajtakaró, aszfaltburkolat vagy ezek kombinációja a gáz akár három-négyszer távolabbra vándorolását okozhatja a szivárgás helyéről, mint a száraz talajon keresztül, egy új tanulmány megállapította.
A Southern Methodist University (SMU) által vezetett kutatócsoport azt is megállapította, hogy ezek a felszíni viszonyok befolyásolhatják a kiszivárgott gáz sebességét is, amely 3,5-szer gyorsabban halad, mint egy hasonló szivárgás száraz talajviszonyok mellett.
„Ez a munka rendkívül jelentős, mivel most először kapcsolja össze a felszíni körülmények változásának hatását a föld alatti gázszállítási időkkel és távolságokkal” – mondta Kathleen M. Smits, az SMU munkatársa, a tanulmány egyik társszerzője . folyóirat Environmental Science & Technology Letters .
Nagyon fontos, hogy az elsősegélynyújtók, valamint a gáz- és olajtársaságok figyelembe vegyék a talaj felszíni szerkezetét, amikor értékelik a csővezeték közeli otthonokba és vállalkozásokba történő szivárgása biztonsági kockázatát – mondta Smits, az SMU Lyle School of Engineering Építőmérnöki és Környezetmérnöki Tanszéke és Solomon, a globális professzor. Fejlesztés.
Két veszély forog kockán ezekben a csővezeték-szivárgásokban: a főként metánból (CH 4 ) készült el nem égett földgáz robbanást okozhat, de a metán a szén-dioxid (CO 2 ) után a globális felmelegedés második legnagyobb tényezője is. ). Smits szerint az összes olyan hely megtalálása, ahol metángáz szivárog a szivárgó csővezetékekből, és a gáz biztonságos eltávolítása csökkentheti a globális felmelegedést.
„A tanulmány eredményei döntő betekintést nyújtanak a szivárgások azonosításába és rangsorolásába mind a biztonság, mind a környezet szempontjából” – mondta Smits.
Az SMU által vezetett kutatócsoport ellenőrzött szivárgási kísérleteket végzett a Colorado Állami Egyetem Metánemissziós Technológiai Értékelő Központjában (METEC) a következő talajfelszíni struktúrák alatt: hó vagy eső a fű tetején, fűvel borított száraz talaj vagy aszfalt, amely száraz vagy nedves volt. esővel vagy hóval.
Itt a kutatók biztonságosan szivárogtathatták ki a gázt egy megrepedt csővezetékből, majd megfigyelték, hogy a szivárgás után meghatározott időpontokban milyen messzire szivárgott a gáz függőlegesen és vízszintesen. Minden kísérletnél folyamatosan földgázt bocsátottak ki előre meghatározott szivárgási sebességgel akár 24 órán keresztül, hogy utánozzák a gáz kiszivárgását egy valós forgatókönyvben.
Navodi Jayarathne, az SMU Lyle School Építőipari és Mérnöki Tanszékének posztdoktori kutatója volt a vizsgálat vezetője. Daniel J. Zimmerle, a CSU Metánemissziós Technológiai Értékelő Központjának igazgatója és főigazgatója is segített; Richard S. Kolodziej IV, aki az SMU-tól szerez mesterfokozatot, és Smits kutatócsoportjának tagja; és Stuart Riddick, a Colorado State University Energy Institute kutatója.
Kulcsfontosságú leletek
A kutatók azt találták, hogy az eső, a hó és az aszfalt gátolja a gázok kijutását a talajból a felszínen, aminek következtében a gáz lefelé és kifelé vándorol a szivárgás helyétől.
Képzelje el, hogy a gáz valami svájci sajt szeletén halad át – magyarázta Jayarathne. A talajban lévő rések vagy „lyukak”, amelyeket vízzel, gázzal vagy más részecskék tölthetnek be.
„Emiatt a gáz folyamatosan nagy távolságra vándorol a talajon keresztül, és növeli a potenciális kockázatot” – magyarázta Jayarathne.
A tanulmány vezető szerzője, Navodi Jayarathne, az SMU Lyle School Építőipari és Mérnöki Tanszékének posztdoktori kutatója és Kathleen Smits, az SMU Lyle School of Engineering Építőmérnöki és Környezetmérnöki Tanszéke és Solomon Globális Fejlesztési Professzor, itt látható a coloradói teszthelyen. Köszönetnyilvánítás: Austin Hannon, CSU
Ezenkívül „azt tapasztaltuk, hogy aszfalt, nedvesség vagy hó állapota esetén, amikor a gáz végül megtalálja a helyet, ahol kijuthat a talajból, nagyon gyorsan és nagy koncentrációban mozog, növelve a biztonsági kockázatot” – mondta Smits.
Egy másik felfedezés is meglepte a kutatókat: a gázszolgáltatás leállítása vagy a szivárgás megszüntetése után is magas koncentrációban, akár 12 napig is kimutatható volt a hó, nedves talaj vagy aszfaltfelület alatt rekedt metán. És ezalatt a földgáz oldalirányban 2-4%-kal elterjed a szivárgás forrásától.
„A korábbi adatok azt mutatják, hogy a gáz gyorsan kiáramlik a talajból, miután leállítják a gázt” – mondta Smits. „De ez a tanulmány azt mutatja, hogy a gázelvezetés egyedülálló a környezet, különösen a felszín alapján.”
Az elsősegélynyújtóknak tisztában kell lenniük azzal, hogy a gáztelep a szivárgás megszüntetése után tovább fejlődik – mondta Smits.
A kutatók megjegyezték, hogy az általuk rögzített vándorlási távolságok a METEC talajtípusán és állapotán alapulnak .
„Az értékek eltérőek lehetnek, ha más helyekre és környezetekre alkalmazzák. A minták azonban tükrözik a többi szivárgási helytől elvárt viselkedést is” – mondta Smits.
További információ:
JRR Navodi Jayarathne et al, Flow and Transport of Methane from Leaking Underground Pipelines: Effects of Soil Surface Conditions and Implikations for Natural Gas Leak Classification, Environmental Science & Technology Letters (2024).