Сектор очистки сточных вод выбрасывает почти вдвое больше метана, чем считалось ранее

Муниципальные очистные сооружения выбрасывают в атмосферу почти вдвое больше метана, чем считали учёные. Это показало новое исследование Принстонского университета. Поскольку метан обладает в 80 раз более мощным парниковым эффектом, чем CO₂ в 20-летней перспективе, это может стать серьёзной проблемой.

«Сектор отходов является одним из крупнейших антропогенных источников метана в мире», — отметил профессор гражданского и экологического строительства Марк Зондло. По его словам, развивающимся городам нельзя игнорировать этот факт при разработке планов по достижению углеродной нейтральности. Результаты двух новых исследований по этой теме опубликованы в журнале Environmental Science & Technology. В первом провели прямые замеры выбросов метана на 63 очистных сооружениях в США, а во втором с помощью машинного обучения проанализировали литературные данные мониторинга различных процессов сбора и очистки сточных вод по всему миру.

Исследователи использовали мобильную лабораторию Princeton Atmospheric Chemistry Experiment (PACE) для измерения выбросов на 63 объектах. Они обнаружили, что методические рекомендации Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), на основе которых Агентство по охране окружающей среды США (EPA) оценивает выбросы, систематически занижают показатели для объектов всех размеров и с разными технологиями очистки. Если данные по этим 63 объектам репрезентативны, фактические выбросы метана со всех очистных сооружений США примерно в 1.9 раза превышают оценки по текущим руководствам IPCC и EPA. Это эквивалентно 5.3 миллионам тонн CO₂.

Второе независимое исследование, анализировавшее литературные данные, пришло к схожему выводу: оценённые выбросы метана от муниципальных очистных сооружений в США примерно вдвое превышают прогнозы по существующим руководствам.

Основными источниками утечек метана, согласно исследованиям, являются анаэробные метантенки (реакторы) и канализационные системы. Метантенки, в которых микроорганизмы без доступа кислорода разлагают осадок сточных вод и производят биогаз, при неэффективной работе или негерметичности становятся источником значительных фугитивных (непреднамеренных) выбросов. Сооружения с метантенками выбрасывали более чем в три раза больше метана, чем объекты без них. При этом такие крупные объекты, которых в США менее 10%, обрабатывают около 55% всех сточных вод страны. Текущие руководства также практически не учитывают выбросы метана из разветвлённых канализационных сетей.

Исследователи подчёркивают необходимость лучшего мониторинга и обновления методик расчёта. Сокращение выбросов метана, который имеет относительно короткое время жизни в атмосфере, может дать быстрый эффект для замедления изменения климата. Кроме того, улавливание метана позволяет использовать его как ценный источник энергии. Для создания точных оценок необходимы долгосрочные замеры, учитывающие сезонные вариации, и разработка методов мониторинга для сложных систем, таких как канализация.