Διεθνής επιστημονική ομάδα αποκάλυψε ότι τα αστικά αποχετευτικά δίκτυα αποτελούν σημαντική και μέχρι σήμερα υποτιμημένη πηγή εκπομπών μεθανίου
Το μεθάνιο κατατάσσεται αμέσως μετά το διοξείδιο του άνθρακα ως το δεύτερο σημαντικότερο αέριο του θερμοκηπίου στον κόσμο.
Ο οργανισμός Climate and Clean Air Coalition εκτιμά ότι οι ανθρωπογενείς εκπομπές μεθανίου ευθύνονται για σχεδόν το 45% της σημερινής καθαρής υπερθέρμανσης, καθιστώντας το μεθάνιο έναν από τους βασικούς παράγοντες της κλιματικής αλλαγής.
Τώρα, μια διεθνής ομάδα υπό την ηγεσία ερευνητή του Πανεπιστήμιο City του Χονγκ Κονγκ (CityUHK) εντόπισε τα αποχετευτικά δίκτυα ως μια μέχρι σήμερα υποτιμημένη πηγή μεθανίου και δημιούργησε το πρώτο εργαλείο εκτίμησης σχεδιασμένο για παγκόσμια χρήση.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα αποχετευτικά συστήματα απελευθερώνουν παγκοσμίως από 1,18 έως 1,95 εκατομμύρια τόνους μεθανίου κάθε χρόνο!
Το εύρημα υποδηλώνει ότι η διαχείριση λυμάτων συμβάλλει περισσότερο στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και στην υπερθέρμανση απ’ ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα, και ότι οι εκπομπές από τα δίκτυα αποχέτευσης πρέπει να συμπεριληφθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια στους κλιματικούς υπολογισμούς και στα σχέδια μείωσης εκπομπών.
Η εικοσαετής ερευνητική προσπάθεια ηγήθηκε από τον καθηγητή Yuan Zhiguo, Καθηγητή της Σχολής Ενέργειας και Περιβάλλοντος του CityUHK. Στην ομάδα συμμετείχαν επίσης ερευνητές από το TΠανεπιστήμιο του Queensland, το Πολυτεχνείο του Χονγκ Κονγκ, το Πανεπιστήμιο Tianjin και το Πανεπιστήμιο Tongji. Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Water.
Οι υπόνομοι είχαν αγνοηθεί λανθασμένα
Τα αστικά αποχετευτικά συστήματα θεωρούνταν συχνά αμελητέα πηγή μεθανίου, επειδή πιστευόταν ότι τα λύματα κινούνται πολύ γρήγορα μέσα στους αγωγούς ώστε να παραχθούν σημαντικές ποσότητες μεθανίου, ενώ οι εκπομπές από τα δίκτυα είναι δύσκολο να μετρηθούν και να ποσοτικοποιηθούν.
Ως αποτέλεσμα, οι απογραφές αερίων του θερμοκηπίου της IPCC και πολλών χωρών θεωρούν σήμερα ότι οι εκπομπές μεθανίου από αστικά αποχετευτικά δίκτυα είναι μηδενικές.
Ωστόσο, τα λύματα περιέχουν μεγάλες ποσότητες βιοδιασπώμενης οργανικής ύλης, ενώ οι συνθήκες χαμηλού οξυγόνου είναι συχνές μέσα στα αποχετευτικά συστήματα.
Οι δύο αυτοί παράγοντες μπορούν να δημιουργήσουν περιβάλλον όπου παράγεται μεθάνιο.
Ένα μοντέλο βασισμένο στους αγωγούς
Η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Yuan ασχολείται εδώ και χρόνια με νέες προσεγγίσεις στα συστήματα λυμάτων και την περιβαλλοντική βιοτεχνολογία.
Το 2008, η ομάδα ανέπτυξε το μοντέλο SeweX, το οποίο προσομοιώνει φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες μέσα στους υπονόμους, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής υδρόθειου και μεθανίου.
Επειδή υπήρχαν περιορισμένα δεδομένα πεδίου για τη βαθμονόμηση των προβλέψεων μεθανίου του SeweX, η ομάδα συνέλεξε μετρήσεις από αποχετευτικά δίκτυα στην Αυστραλία χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένο online αισθητήρα. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση και την επαλήθευση του μοντέλου.
Αφού βαθμονόμησαν το SeweX, οι ερευνητές προσομοίωσαν σχεδόν 3.000 σενάρια αγωγών με διαφορετικές δομές και συνθήκες λειτουργίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παραγωγή μεθανίου στους υπονόμους συνδέεται στενά με τη βρεχόμενη επιφάνεια των αγωγών.
Με βάση αυτό το εύρημα, ανέπτυξαν ένα απλοποιημένο μοντέλο που μπορεί να εκτιμά τις εκπομπές μεθανίου χρησιμοποιώντας στοιχεία όπως η διάμετρος του αγωγού, η κλίση, οι σχεδιασμένες και πραγματικές ροές ξηρού καιρού και η θερμοκρασία των λυμάτων.
Το μοντέλο δοκιμάστηκε στη συνέχεια με πραγματικά δεδομένα από 21 πόλεις στην Αυστραλία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα και το Βέλγιο, οδηγώντας στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου εργαλείου εκτίμησης εκπομπών μεθανίου από αποχετευτικά συστήματα.
Το κρυφό κλιματικό κόστος των λυμάτων
Χρησιμοποιώντας το νέο εργαλείο, η ομάδα εκτίμησε ότι τα αποχετευτικά συστήματα παγκοσμίως απελευθερώνουν περίπου 1,18 έως 1,95 εκατομμύρια τόνους μεθανίου ετησίως.
Αυτό θα προσέθετε από 1,7% έως 3,3% στις σημερινές εκτιμήσεις παγκόσμιων εκπομπών μεθανίου από τον τομέα αποβλήτων και περίπου 16% έως 38% στο συνολικό αποτύπωμα άνθρακα της διαχείρισης λυμάτων.
Ο καθηγητής Yuan δήλωσε:
«Η έρευνά μας επιβεβαιώνει ότι τα αποχετευτικά συστήματα δεν αποτελούν πηγή μηδενικών εκπομπών· αντίθετα, αντιπροσωπεύουν μια ποσοτικοποιήσιμη πηγή εκπομπών μεθανίου με σημαντικές παγκόσμιες κλιματικές επιπτώσεις.
Καθώς τα αστικά αποχετευτικά δίκτυα συνεχίζουν να επεκτείνονται, οι πιθανές εκπομπές μεθανίου θα αυξάνονται επίσης. Επομένως, η ένταξή τους στο σύστημα καταγραφής αερίων του θερμοκηπίου θα βοηθήσει στη βελτίωση των εθνικών απογραφών εκπομπών και θα προσφέρει ένα νέο σημείο παρέμβασης για τη μείωση των εκπομπών, προωθώντας περαιτέρω τον παγκόσμιο στόχο της βιώσιμης ανάπτυξης».
www.bankingnews.gr
Ο οργανισμός Climate and Clean Air Coalition εκτιμά ότι οι ανθρωπογενείς εκπομπές μεθανίου ευθύνονται για σχεδόν το 45% της σημερινής καθαρής υπερθέρμανσης, καθιστώντας το μεθάνιο έναν από τους βασικούς παράγοντες της κλιματικής αλλαγής.
Τώρα, μια διεθνής ομάδα υπό την ηγεσία ερευνητή του Πανεπιστήμιο City του Χονγκ Κονγκ (CityUHK) εντόπισε τα αποχετευτικά δίκτυα ως μια μέχρι σήμερα υποτιμημένη πηγή μεθανίου και δημιούργησε το πρώτο εργαλείο εκτίμησης σχεδιασμένο για παγκόσμια χρήση.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα αποχετευτικά συστήματα απελευθερώνουν παγκοσμίως από 1,18 έως 1,95 εκατομμύρια τόνους μεθανίου κάθε χρόνο!
Το εύρημα υποδηλώνει ότι η διαχείριση λυμάτων συμβάλλει περισσότερο στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και στην υπερθέρμανση απ’ ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα, και ότι οι εκπομπές από τα δίκτυα αποχέτευσης πρέπει να συμπεριληφθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια στους κλιματικούς υπολογισμούς και στα σχέδια μείωσης εκπομπών.
Η εικοσαετής ερευνητική προσπάθεια ηγήθηκε από τον καθηγητή Yuan Zhiguo, Καθηγητή της Σχολής Ενέργειας και Περιβάλλοντος του CityUHK. Στην ομάδα συμμετείχαν επίσης ερευνητές από το TΠανεπιστήμιο του Queensland, το Πολυτεχνείο του Χονγκ Κονγκ, το Πανεπιστήμιο Tianjin και το Πανεπιστήμιο Tongji. Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Water.
Οι υπόνομοι είχαν αγνοηθεί λανθασμένα
Τα αστικά αποχετευτικά συστήματα θεωρούνταν συχνά αμελητέα πηγή μεθανίου, επειδή πιστευόταν ότι τα λύματα κινούνται πολύ γρήγορα μέσα στους αγωγούς ώστε να παραχθούν σημαντικές ποσότητες μεθανίου, ενώ οι εκπομπές από τα δίκτυα είναι δύσκολο να μετρηθούν και να ποσοτικοποιηθούν.
Ως αποτέλεσμα, οι απογραφές αερίων του θερμοκηπίου της IPCC και πολλών χωρών θεωρούν σήμερα ότι οι εκπομπές μεθανίου από αστικά αποχετευτικά δίκτυα είναι μηδενικές.
Ωστόσο, τα λύματα περιέχουν μεγάλες ποσότητες βιοδιασπώμενης οργανικής ύλης, ενώ οι συνθήκες χαμηλού οξυγόνου είναι συχνές μέσα στα αποχετευτικά συστήματα.
Οι δύο αυτοί παράγοντες μπορούν να δημιουργήσουν περιβάλλον όπου παράγεται μεθάνιο.
Ένα μοντέλο βασισμένο στους αγωγούς
Η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Yuan ασχολείται εδώ και χρόνια με νέες προσεγγίσεις στα συστήματα λυμάτων και την περιβαλλοντική βιοτεχνολογία.
Το 2008, η ομάδα ανέπτυξε το μοντέλο SeweX, το οποίο προσομοιώνει φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες μέσα στους υπονόμους, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής υδρόθειου και μεθανίου.
Επειδή υπήρχαν περιορισμένα δεδομένα πεδίου για τη βαθμονόμηση των προβλέψεων μεθανίου του SeweX, η ομάδα συνέλεξε μετρήσεις από αποχετευτικά δίκτυα στην Αυστραλία χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένο online αισθητήρα. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση και την επαλήθευση του μοντέλου.
Αφού βαθμονόμησαν το SeweX, οι ερευνητές προσομοίωσαν σχεδόν 3.000 σενάρια αγωγών με διαφορετικές δομές και συνθήκες λειτουργίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παραγωγή μεθανίου στους υπονόμους συνδέεται στενά με τη βρεχόμενη επιφάνεια των αγωγών.
Με βάση αυτό το εύρημα, ανέπτυξαν ένα απλοποιημένο μοντέλο που μπορεί να εκτιμά τις εκπομπές μεθανίου χρησιμοποιώντας στοιχεία όπως η διάμετρος του αγωγού, η κλίση, οι σχεδιασμένες και πραγματικές ροές ξηρού καιρού και η θερμοκρασία των λυμάτων.
Το μοντέλο δοκιμάστηκε στη συνέχεια με πραγματικά δεδομένα από 21 πόλεις στην Αυστραλία, τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα και το Βέλγιο, οδηγώντας στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου εργαλείου εκτίμησης εκπομπών μεθανίου από αποχετευτικά συστήματα.
Το κρυφό κλιματικό κόστος των λυμάτων
Χρησιμοποιώντας το νέο εργαλείο, η ομάδα εκτίμησε ότι τα αποχετευτικά συστήματα παγκοσμίως απελευθερώνουν περίπου 1,18 έως 1,95 εκατομμύρια τόνους μεθανίου ετησίως.
Αυτό θα προσέθετε από 1,7% έως 3,3% στις σημερινές εκτιμήσεις παγκόσμιων εκπομπών μεθανίου από τον τομέα αποβλήτων και περίπου 16% έως 38% στο συνολικό αποτύπωμα άνθρακα της διαχείρισης λυμάτων.
Ο καθηγητής Yuan δήλωσε:
«Η έρευνά μας επιβεβαιώνει ότι τα αποχετευτικά συστήματα δεν αποτελούν πηγή μηδενικών εκπομπών· αντίθετα, αντιπροσωπεύουν μια ποσοτικοποιήσιμη πηγή εκπομπών μεθανίου με σημαντικές παγκόσμιες κλιματικές επιπτώσεις.
Καθώς τα αστικά αποχετευτικά δίκτυα συνεχίζουν να επεκτείνονται, οι πιθανές εκπομπές μεθανίου θα αυξάνονται επίσης. Επομένως, η ένταξή τους στο σύστημα καταγραφής αερίων του θερμοκηπίου θα βοηθήσει στη βελτίωση των εθνικών απογραφών εκπομπών και θα προσφέρει ένα νέο σημείο παρέμβασης για τη μείωση των εκπομπών, προωθώντας περαιτέρω τον παγκόσμιο στόχο της βιώσιμης ανάπτυξης».
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών