Выбросы от очистных сооружений оказались вдвое выше предыдущих оценок

Инженеры Принстонского университета обнаружили, что очистные сооружения выбрасывают в атмосферу примерно вдвое больше парниковых газов, чем считалось ранее. Это открытие было сделано с помощью мобильной лаборатории, которая обследовала десятки станций по всей территории США.

В статье, опубликованной в журнале Nature Water, команда исследователей сообщила, что в совокупности станции очистки сточных вод производят в 1,9 раза больше закиси азота и в 2,4 раза больше метана, чем указывается в оценках Агентства по охране окружающей среды США. Согласно новым измерениям, на долю очистных сооружений приходится 2,5 % всех выбросов метана и 8,1 % закиси азота в стране. Оба газа являются мощными парниковыми агентами, ответственными примерно за 22 % глобального потепления с 1850 года.

Исследователи отмечают, что значительная часть этих выбросов исходит от небольшого числа объектов. Это означает, что модернизация относительно нескольких станций может оказать непропорционально большой положительный эффект на сокращение общего загрязнения.

Марк Зондло, профессор гражданской и экологической инженерии, подчеркнул важность проблемы выбросов от систем очистки сточных вод, которые играют ключевую роль в общественном здравоохранении и состоянии окружающей среды. «Мы хотим чистую воду, – говорит Зондло. – Но есть и другая сторона вопроса, и выбросы в атмосферу не получали такого внимания, как вода».

Для сбора данных команда использовала мобильную лабораторию Princeton Atmospheric Chemistry Experiment – электромобиль, оснащенный лазерными системами и метеорологическими датчиками. В течение 14-месячной кампании исследователи проехали около 83 тысяч километров, чтобы провести замеры на 96 очистных сооружениях, которые обрабатывают 9 % сточных вод США.

Чтобы получить показания, команда объезжала станции по периметру по дорогам общего пользования, фиксируя шлейфы газов. Как правило, для сбора одного образца требовалось около 10 проездов, при этом многие объекты проверялись многократно в разное время суток и при разных погодных условиях. «Мы хотели выяснить, как обстоят дела в реальном мире, а не только в идеальных условиях», – поделился один из участников проекта.

Выбросы на очистных сооружениях – это результат жизнедеятельности микробов, которые потребляют органические отходы в процессе очистки воды, выделяя метан и закись азота. Сложность состава сточных вод, разнообразие технологий и стратегий эксплуатации приводят к большим различиям в объемах выбросов. На количество производимых газов влияют и внешние факторы, такие как сильные дожди и сезонные изменения температуры.

Непредсказуемый характер выбросов затруднял их точную оценку на национальном уровне. Предыдущие расчеты, по словам Зондло, основывались на данных, полученных с очень небольших участков ограниченного числа станций, которые затем экстраполировались на всю страну. «Очистные сооружения – это сложные системы. Многие из них были построены в 70-х годах и со временем достраивались, – объясняет он. – Наш подход заключается в том, чтобы смотреть на весь объект целиком, изучать множество объектов и делать это в разное время».

Большинство очистных сооружений в США управляются муниципалитетами. Джейсон Рен, соавтор исследования, отмечает, что операторы станций зачастую не располагают информацией об объемах своих выбросов. «Они знают, что выбросы есть. Во многих случаях они не знают, насколько они велики, – говорит Рен. – Большинство коммунальных служб сосредоточены на том, чтобы вода была чистой. Выбросы в атмосферу не были их главным приоритетом, хотя многие начинают проявлять к этому все больший интерес».

Следующим шагом, по мнению ученых, должно стать сотрудничество с операторами станций для лучшего понимания процессов, происходящих внутри объектов. Вероятно, определенные этапы очистки или устаревшее оборудование вносят больший вклад в загрязнение. Кроме того, контроль над выбросами может принести и финансовую выгоду. Например, метан – это не только парниковый газ, но и ценный возобновляемый источник энергии, улавливание которого может стать источником дохода для предприятий.