温室气体 | 被严重低估的污水处理厂甲烷排放

编者按：普林斯顿大学学者发现，市政污水处理厂向大气中排放的甲烷/CH₄量比以前认为的多出近1倍。

该大学进行了两项研究：一项是在美国的63座污水处理厂进行实地CH₄排放量检测；另一项是使用机器学习方法分析来自全球污水收集和处理过程中CH₄监测研究中的公开文献数据。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）制定了既定方针，允许研究人员和像美国环境保护局（EPA）这样的机构根据其特定处理过程来估算污水处理厂CH₄排放量。然而，该方针可参照的污水处理厂测量结果有限，所以，研究人员认为它们可能不能准确地代表设施之间存在的CH₄排放量变化。

设有厌氧消化池的污水处理厂是CH₄最大泄漏处之一

阿德林格能源与环境中心土木和环境工程专业教授Mark Zondlo和相关教师领导了其中一项研究。

“废物处理部门是世界上最大被确认的CH₄排放源之一”。Mark Zondlo教授说，“随着城市化进程继续与净零计划制定，人们不能再忽视液体废物和污水处理部门的存在”。

图片来源于网络

甲烷对环境的影响

由于环境不利影响，CH₄这种先前被认为是一种鲜为人知、但温室效应巨大的气体已经越来越受到专家的关注。作为温室效应的主要贡献者，CH₄在加剧全球温度上升方面发挥着重要作用，对生态系统、人类健康和经济有潜在的影响。

与CO₂相比，CH₄在大气中的寿命要短得多，但它的温室效应却更大。在20年时间里，CH₄全球增温潜势估计为CO₂的84倍。虽然CH₄温室效应随时间推移而减少，但在100年规模上，它的的全球增温趋势仍为CO₂的28倍。这些惊人统计数字突显，人们需要共同努力以解决CH₄排放问题并减轻其对环境的影响。

图片来源于网络

污水处理中CH₄排放的罪魁祸首

普林斯顿大学土木与环境工程专业博士后研究员Cuihong Son说：设有厌氧消化池的污水处理厂是CH₄最大泄漏处之一。

厌氧消化处理污水处理剩余污泥是一种有效且可持续的方法，它通过厌氧细菌分解有机物，最终产生富含CH₄的沼气和残留固体。沼气可以被收集并用于产生能源，而固体则被进一步处理用作肥料或焚烧。

然而，当厌氧消化池运行效率低下时，泄漏和压力积聚会使CH₄逃逸。Song补充说，“如果厌氧消化池气密性不佳，最终会有很高的CH₄排放”。

解决CH₄排放问题

研究人员与其合作伙伴共同为企业制定一种方案，无缝跟踪其CH₄排放。通过揭示污水处理过程中CH₄排放的罪魁祸首，他们希望为减少CH₄排放铺平道路。然而，研究人员补充说，需要对不同规模下水管网、不同处理过程污水处理厂和不同时间尺度上的CH₄排放进行监测。

Zondlo说，“我们需要在时间尺度上对处理厂CH₄排放进行全面核算”。很少有研究对污水处理厂CH₄排放进行长期、连续监测。事实上每天CH₄排放率均有所不同，通常依季节变化，春季和夏季通常比冬季高。

他补充说，“在对来自其它处理厂一年中不同时的排放量进行初步分析后，更加凸显了CH₄排放量随季节性变化的规律”。