Analysis of the influence of environmental parameters on methane flux from floodplains and lakes in the Abobral River, Pantanal, Brazil

  • Marcelo Gomes da Silva INPE
  • Plínio Carlos Alvalá INPE
  • Luciano Marani INPE
  • Willian José Ferreira INPE
Keywords: environmental chemistry, environmental indicators, environmental sciences, global changes.

Abstract

This study evaluates the influence of physical and chemical characteristics of the water column in the processes that result in methane emissions in the Pantanal. Two surveys were conducted in 2009 and 2010, corresponding to the drought and flood seasons, respectively. The CH4 fluxes were determined using the static chamber technique. Environmental variables, such as depth, water temperature, pH, redox potential, dissolved oxygen and total dissolved solids were also measured. Diffusive and bubble flux presented an average value of 11.1 ± 13.5 mg CH4 m-2 d-1 e 275.9 ± 348.5 mg CH4 m-2 d-1, which is a value near those observed in other tropical flooded regions. Statistical t-tests have shown significant differences between drought and flood seasons (p ≤ 0.05). Diffusive fluxes represented about 87% of the total fluxes measured in drought. During the flood season there were more instances of bubble fluxes (77%). Statistical analysis (correlation and Principal Components Analysis) indicate that physical and chemical characteristics could affect methane fluxes. Diffusive fluxes correlated mainly with pH, redox potential and dissolved oxygen, which is in accordance with the increase of organic matter during flooding. Bubble fluxes measured during the drought season correlated mainly with water depth and temperature, pH and redox potential, which is an indication of an environment to suitable to the formation and liberation of the bubbles from sediment.

Author Biographies

Marcelo Gomes da Silva, INPE
Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1998), Mestrado (2010) e Doutorado (2015) em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2010). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Química da Atmosfera, especificamente na emissão de metano em áreas alagadas (Pantanal, lagos naturais e de hidrelétricas e Antártica).
Plínio Carlos Alvalá, INPE
Possui graduação com Bacharelado em Física pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (1985), mestrado em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1990) e doutorado em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1995). Durante o mestrado desenvolveu pesquisa relacionada a propagação de ondas de VLF na região Antártica, participando da primeira expedição de inverno na Estação Antártica Comte. Ferraz. No doutorado teve como tema o estudo da emissão de metano na região do Pantanal Sul Mato-grossense. Atualmente é pesquisador titular do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, desenvolvendo pesquisas envolvendo gases do efeito estufa, química atmosférica, ciclos biogeoquímicos, em especial do metano, óxido nitroso e do carbono. Também desenvolve projetos relacionados com a queima de biomassa e poluição urbana, a produção de ozônio e seus precursores. Realiza pesquisa utilizando várias plataformas, com equipamentos embarcados em aeronave, balões e estações fixas. É o responsável pelo Laboratório de Biogeoquímica Ambeintal do CCST/INPE, onde também são desenvolvidas pesquisas sobre radiação UV e camada de ozônio
Luciano Marani, INPE
possui graduação em Fisica pela Universidade Estadual de Londrina (2000) e mestrado em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2003). Concluiu o Doutorado em Geofísica Espacial no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em fevereiro de 2007. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica Espacial, atuando principalmente nos seguintes temas: efeito estufa, pantanal, metano, troposfera CFCs e ozônio.
Willian José Ferreira, INPE
Graduado em Física pela Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (UNESP), obteve o título de Mestre em Ciências Ambientais pela Universidade de Taubaté em 2011. Desde 2002, atua no Laboratório de Estudos em Biogeoquímica Ambiental do INPE, estando suas atividades associadas ao fornecimento de informações técnicas e científicas direcionadas a subsidiar políticas públicas de mitigação e adaptação às mudanças ambientais.
Published
15/04/2016
Issue
Vol. 11 No. 2 (2016)
Section
Papers

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