Měření dynamiky výstupu metanu ze starých ropoplynových sond

Systematické měření výstupu metanu ze starých, nedostatečně zlikvidovaných sond bylo Střediskem Hodonín zahájeno v roce 2016 a spočívalo v rutinní detekci zjišťující, zda z daného objektu a jeho okolí metan uniká a v jaké koncentraci. Za tímto účelem byl využíván malý přenosný přístroj Dräger ­x-am 5600. Na základě výsledků měření byla vyčleněna skupina pozitivních sond s prokázaným výstupem plynu, kterou bylo ještě možno dále rozčlenit na objekty s malými nebo velkými úniky plynu. Pro účely vyšší úrovně posuzování rizikovosti pozitivních sond však vznikla potřeba zjišťovat rovněž dynamiku výstupu plynu (tok plynu), což je množství plynu přestupujícího ze země do atmosféry na stanovenou jednotku plochy v čase. Zjišťování dynamiky výstupu metanu je zásadní pro členění pozitivních sond podle předem nastavených hodnoticích kritérií, která pak dávají určitou váhu sondám z hlediska výše toku plynu a z toho vyplývající rizikovosti ve vztahu k jejich okolí. Nové členění sond vede, zjednodušeně řečeno, k rozhodování o jejich relativní neškodnosti, potřebě jejich relikvidace, nebo naopak k jejich zachování a využití pro energetické účely. Navíc získaná data budou využita i pro posouzení rizik pro objekty postavené v blízkosti pozitivních sond, pro územně analytické plánování, pro posouzení zatížení ovzduší metanem jakožto skleníkovým plynem atd.

Aparatura WS-CH4-TLD v terénu připravená k měření.

První měření toku plynu z vybraných pozitivních sond byla zajištována externími firmami, které disponovaly příslušným vybavením. Tento způsob spolupráce se ne zcela osvědčil, a to z hlediska časové flexibility provedení terénních prací, které do velké míry závisejí na příhodných atmosférických podmínkách. Z tohoto důvodu bylo v roce 2018 rozhodnuto, že si Středisko Hodonín pořídí vhodnou měřicí aparaturu a bude tato měření provádět svépomocí. Po konzultacích s experty v oblasti atmogeochemie z České geologické služby Brno byla koncem roku 2018 pořízena pokročilá přenosná terénní aparatura italského výrobce West Systems WS-CH4-TLD. Aparatura disponuje laserovým infračerveným detektorem metanu, který se v současnosti stává standardem v oboru plynometrických měření. Další výhodou zařízení je jednoduchost obsluhy, kterou zajišťuje integrovaný software, jenž automatizuje a optimalizuje proces měření, čímž eliminuje případné chyby obsluhy aparatury v terénu.

Aparatura sestává z homogenizační komory o daném objemu, z přístrojové části s TLD detektorem metanu a z řídicího mikropočítače Palm s ovládacím a vyhodnocovacím softwarem. Typické rozložení aparatury během měření je zřejmé z obrázku 1.

Komora se přikládá přímo na povrch terénu a je hadičkami propojena s měřicím přístrojem. Měření se zahajuje pomocí řídicí jednotky, která je bezdrátově spojena s přístrojem pomocí technologie Bluetooth. Z komory je prostřednictvím čerpadla v přístroji nasáván půdní vzduch, který je přes filtry vháněn do detektoru metanu, odkud se vrací zase zpět do komory, aby nebyl narušen proces zvyšování koncentrace plynu. Počítačový software v řídicí jednotce kontinuálně vyhodnocuje vzestup koncentrace plynu a přepočítává jej na jednotky v mol/m²/den. Řídicí mikropočítač podává na displeji operátorovi informaci o nárůstu dynamiky plynu formou datových údajů a grafické vizualizace. Dále je zaznamenávána aktuální teplota, relativní vlhkost, atmosférický tlak, nadmořská výška a souřadnice GPS místa měření. Typické měření toku metanu na jednom měřicím bodě trvá okolo 2 minut. Terénní data lze později přenést do počítače a pomocí dalšího uživatelského softwaru ještě dále zpracovávat.

Mapa izolinií dynamiky výstupu metanu z půdy do atmosféry okolo staré ropoplynové sondy.

Vlastní terénní měření toku metanu ze sond byla zahájena na jaře 2019. Pro měření byla na základě dlouhodobých zkušeností s distribucí metanu okolo sond zvolena čtvercová měřicí síť bodů s krokem 1,5 m, kdy bod č. 5 odpovídá pozici staré sondy.

Praktický příklad výsledku terénního měření na staré sondě je znázorněn na obrázku 2. Zde je patrné rozložení sítě měřicích bodů (modře) a výsledný tok metanu v ploše nad sondou a v okolí sondy v m³/m² za den.