Датские исследователи оценили образование CO₂ в результате денитрификации подземных вод в национальном масштабе

Дайджест исследований

Загрязнение окружающей среды нитратами в результате сельского хозяйства представляет серьезную глобальную угрозу для окружающей среды и здоровья населения. Содержание нитратов в подземных водах может быть снижено путем денитрификации - процесса, при котором образуется растворенный неорганический углерод (DIC) в результате минерализации органического углерода (ОС) и/или растворения карбонатов. Этот DIC выступает в качестве чистого антропогенного источника атмосферного CO2, однако его общее воздействие на климат остается слабо ограниченным. В этом исследовании мы количественно оценили образование CO2 в результате денитрификации подземных вод по всей Дании, используя обширные наборы данных наблюдений и инструменты моделирования национального масштаба. Был применен набор методов машинного обучения для кластеризации окислительно-восстановительных условий подземных вод и составления карты доминирующих доноров электронов для денитрификации в национальном масштабе. Было предсказано, что на границе окислительно-восстановительных процессов денитрификация будет происходить за счет окисления пирита примерно на 76 % территории Дании, а на остальной территории преобладает окисление кислорода. Наши результаты подчеркивают центральную роль гидрогеологии в контроле распределения основных доноров электронов. Пространственная изменчивость образования CO2 в результате денитрификации подземных вод определялась выщелачиванием азота и преобладающими путями денитрификации. Предполагая полную денитрификацию, мы подсчитали, что при денитрификации грунтовых вод образуется приблизительно 204 ктСО2-эк/год DIC, из которых около 50 %, вероятно, попадает в атмосферу. Руководящие принципы Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) учитывают выбросы CO2 в сельском хозяйстве при внесении извести, мочевины и других углеродсодержащих удобрений, которые, по оценкам, составят 246, 16 и 6 ктСО2-эк/год соответственно для Дании в 2022 году. Хотя CO2 составляет незначительную долю (≈2 %) от общего объема выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве, наши результаты свидетельствуют о том, что CO2, образующийся в результате денитрификации, следует включать в кадастры парниковых газов в сельском хозяйстве.

Исследование опубликовано в журнале Biogeosciences.