生物炭化されたメタンのin situの増強と同位体標識

地下微生物（生物発電）メタン産生は、世界中の多くの石炭床で天然ガスの蓄積をもたらした全体的な炭素循環の重要な部分です。実験室の研究では、複雑な炭素含有栄養素（酵母や藻類抽出物など）がメタン産生を刺激する可能性があることが示唆されていますが、石炭床内のこれらの栄養素の有効性は不明です。ここでは、下穴監視方法を、重水素水（D2O）と0.1％酵母抽出物（YE）の200リットル注入と組み合わせて使用​​して、新しく生成されたメタンを刺激し、同位体的に標識します。溶解したガス圧センサーの合計により、リアルタイムのガス測定が可能になりました（641日前、注入後478日間）。地下環境サンプラーと収集されたダウンホールサンプルは、D2Oの同位体標識、圧力測定値に基づいて108％、および注入後266日間のメタン測定に基づいて183％に基づいて、メタンがプレインジェクションレベルを132％上回ったことを示しています。Yeが複数の新規測定方法を使用してin situで生物系コール型のメタン産生を強化することを実証することは、表面下のcoal citrant炭素のメタン生成型代謝回転に関連する微生物活性を検出および追跡するためのin situ方法を含む、他の野外で規模の生物原性メタン調査に即座に意味することを実証します。

Subsurface microbial (biogenic) methane production is an important part of the global carbon cycle that has resulted in natural gas accumulations in many coal beds worldwide. Laboratory studies suggest that complex carbon-containing nutrients (e.g., yeast or algae extract) can stimulate methane production, yet the effectiveness of these nutrients within coal beds is unknown. Here, we use downhole monitoring methods in combination with deuterated water (D2O) and a 200-liter injection of 0.1% yeast extract (YE) to stimulate and isotopically label newly generated methane. A total dissolved gas pressure sensor enabled real-time gas measurements (641 days preinjection and for 478 days postinjection). Downhole samples, collected with subsurface environmental samplers, indicate that methane increased 132% above preinjection levels based on isotopic labeling from D2O, 108% based on pressure readings, and 183% based on methane measurements 266 days postinjection. Demonstrating that YE enhances biogenic coalbed methane production in situ using multiple novel measurement methods has immediate implications for other field-scale biogenic methane investigations, including in situ methods to detect and track microbial activities related to the methanogenic turnover of recalcitrant carbon in the subsurface.