《研究综述 | 污水COD中化石碳排成分不容小觑》

  • 来源专题:水体污染治理
  • 编译者: 王阳
  • 发布时间:2021-06-17
  • 长期以来,习惯性将污水中有机碳(TOC)分解产生的CO2当作是生源性的,并未计入碳排放核算清单。随着检测水平不断提高,通过放射性碳元素14C检测与元素质量守恒法则计算表明,污水有机物中化石碳(石油化工产品制造的洗涤剂、化妆品、药物等)成分所占比例可高达TOC成分的28%,由此而产生的CO2直接排放量(活性污泥法)可占到TOC总CO2排放量的13%,再加上污泥厌氧消化其CO2排放量更是高达23%。因此,化石碳CO2直接排放量不容小觑,应列入碳排放核算清单。

    应对温室气体日益加剧效应,人类已开始采取一系列控制措施。IPCC发布的最新温室气体指南《IPCC国家温室气体清单指南》,其中特别提到废弃物处理、处置碳排放计算方法。但是,该“指南”有关污水处理温室气体排放计算方法仅涉及污水、污泥处理/处置过程CH4和NxO的直接排放,以及处理/处置过程中能源和物质投入所造成的间接碳排放。就污水处理/处置过程中产生的CO2直接排放,“指南”认定为生物成因,即,属于“生源性”排放,故不纳入碳排放总量范畴。

    然而,近年来有关污水、污泥处理/处置过程所直接排放的CO2之生源性在国际上存在着一些学术争议。有专家提出,污水中部分有机物(如,洗涤剂、化妆品和药物等)最初来源为石油化工产品,并非原生态下的自然生活原料,故这部分有机物进入污水后在处理/处置过程中转化生成的CO2直接排放应该纳入碳排放总量,而不应与生源性CO2排放混为一谈,这部分有机碳应被定义为“化石碳”(Fossil Carbon)。

    早先IPCC发布的“指南”中称污水中化石碳有机物含量很少,可以忽略不计。但是,有研究者通过放射性碳测定方法测得实际污水中化石碳含量不菲,占污水处理厂总碳排放量的比例不容小觑。

    结语

    污水处理要实现“碳中和”,首要工作是进行更为精确的碳排放核算。因此,将过往由于定量技术不成熟而忽略的化石源CO2直接排放纳入碳排放清单中,势在必行。为此,中-荷未来污水处理技术研发中心和北京首创股份有限公司早于2018年即开始相关工作,对华北、华东、华中、华南与西南共6座污水处理厂采集水样测定,测得进水有机物(COD)中化石碳含量范围为9~21%(可移步本公众号前期推文继续阅读:研发成果| 污水处理碳足迹与环境影响应用软件研发成功)。

    但是,要将化石源CO2直接排放补充至我国污水处理厂碳排放清单中,仍然需要进行大量的实地调研、测样及数据分析,需要全行业通力合作。这也正与最近官方提出的“碳中和”框架路线图不谋而合,即对国家、区域、行业、企业的碳核查深入研究,对基础性的科学问题深入分析。

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