普林斯頓大學學者發(fā)現(xiàn)，市政污水處理廠向大氣中排放的甲烷/CH4量比以前認為的多出近1倍。
該大學進行了兩項研究：一項是在美國的63座污水處理廠進行實地CH4排放量檢測；另一項是使用機器學習方法分析來自全球污水收集和處理過程中CH4監(jiān)測研究中的公開文獻數(shù)據(jù)。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）制定了既定方針，允許研究人員和像美國環(huán)境保護局（EPA）這樣的機構根據(jù)其特定處理過程來估算污水處理廠CH4排放量。然而，該方針可參照的污水處理廠測量結果有限，所以，研究人員認為它們可能不能準確地代表設施之間存在的CH4排放量變化。
01設有厭氧消化池的污水處理廠是CH4最大泄漏處之一
阿德林格能源與環(huán)境中心土木和環(huán)境工程專業(yè)教授Mark Zondlo和相關教師領導了其中一項研究。
“廢物處理部門是世界上最大被確認的CH4排放源之一”。Mark Zondlo教授說，“隨著城市化進程繼續(xù)與凈零計劃制定，人們不能再忽視液體廢物和污水處理部門的存在”。
02甲烷對環(huán)境的影響
由于環(huán)境不利影響，CH4這種先前被認為是一種鮮為人知、但溫室效應巨大的氣體已經(jīng)越來越受到專家的關注。作為溫室效應的主要貢獻者，CH4在加劇全球溫度上升方面發(fā)揮著重要作用，對生態(tài)系統(tǒng)、人類健康和經(jīng)濟有潛在的影響。
與CO2相比，CH4在大氣中的壽命要短得多，但它的溫室效應卻更大。在20年時間里，CH4全球增溫潛勢估計為CO2的84倍。雖然CH4溫室效應隨時間推移而減少，但在100年規(guī)模上，它的的全球增溫趨勢仍為CO2的28倍。這些驚人統(tǒng)計數(shù)字突顯，人們需要共同努力以解決CH4排放問題并減輕其對環(huán)境的影響。
03污水處理中CH4排放的罪魁禍首
普林斯頓大學土木與環(huán)境工程專業(yè)博士后研究員Cuihong Son說：設有厭氧消化池的污水處理廠是CH4最大泄漏處之一。
厭氧消化處理污水處理剩余污泥是一種有效且可持續(xù)的方法，它通過厭氧細菌分解有機物，最終產(chǎn)生富含CH4的沼氣和殘留固體。沼氣可以被收集并用于產(chǎn)生能源，而固體則被進一步處理用作肥料或焚燒。
然而，當厭氧消化池運行效率低下時，泄漏和壓力積聚會使CH4逃逸。Song補充說，“如果厭氧消化池氣密性不佳，最終會有很高的CH4排放”。
04解決CH4排放問題
研究人員與其合作伙伴共同為企業(yè)制定一種方案，無縫跟蹤其CH4排放。通過揭示污水處理過程中CH4排放的罪魁禍首，他們希望為減少CH4排放鋪平道路。然而，研究人員補充說，需要對不同規(guī)模下水管網(wǎng)、不同處理過程污水處理廠和不同時間尺度上的CH4排放進行監(jiān)測。
Zondlo說，“我們需要在時間尺度上對處理廠CH4排放進行全面核算”。很少有研究對污水處理廠CH4排放進行長期、連續(xù)監(jiān)測。事實上每天CH4排放率均有所不同，通常依季節(jié)變化，春季和夏季通常比冬季高。
他補充說，“在對來自其它處理廠一年中不同時的排放量進行初步分析后，更加凸顯了CH4排放量隨季節(jié)性變化的規(guī)律”。