Ülke genelindeki tesisleri kontrol etmek için mobil bir laboratuvar kullanan Princeton mühendislerine göre, atık su tesisleri önceden inanılanın yaklaşık iki katı kadar sera gazı salıyor.
Dergide yayınlanan bir makalede Doğa Suyu, Profesörler Mark Zondlo ve Z. Jason Ren liderliğindeki bir araştırma ekibi, UC-Riverside’dan Prof. Francesca Hopkins ile birlikte, kanalizasyon tesislerinin toplu olarak Çevre Koruma Ajansı tarafından tahmin edilen nitröz oksit gazının 1,9 katı ve metanın 2,4 katı ürettiğini bildirdi.
Yeni ölçümlere göre, atık su tesisleri ABD metan emisyonlarının %2,5’ine ve nitro oksitin %8,1’ine katkıda bulunuyor. Araştırmacılar, hem metan hem de nitröz oksidin güçlü sera gazları olduğunu ve 1850’den bu yana küresel ısınmanın yaklaşık %22’sinden toplu olarak sorumlu olduğunu söyledi.
Araştırmacılar, iyi haberin, emisyonların çoğunun az sayıda atık su tesisi tarafından üretilmesi olduğunu söyledi. Bu, nispeten az sayıda tesisi iyileştirmeye yönelik adımların atılmasının genel kirlilik üzerinde çok büyük bir etkiye sahip olacağı anlamına geliyor.
İnşaat ve çevre mühendisliği profesörü Zondlo, çalışmanın, halk ve çevre sağlığında önemli bir rol oynadığını söylediği atık su sistemlerinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının önemini vurguladığını söyledi.
Zondlo, “Temiz su istiyoruz” dedi. “Ancak meselenin başka bir tarafı daha var ve hava emisyonları suyla aynı ilgiyi görmüyor.”
Bunu yapmak için ekip, Zondlo ve meslektaşları tarafından geliştirilen lazer tabanlı sistemlerin yanı sıra ticari gaz ve meteorolojik sensörlerle donatılmış elektrikli bir araç olan “Princeton Atmosfer Kimyası Deneyi” adı verilen mobil bir laboratuvarı kullandı.
Princeton ekibi, ABD’deki atık suyun %9’unu arıtan 96 atık su tesisinden doğrudan ölçümler aldı. Yüksek lisans öğrencileri Daniel Moore ve Nathan Li, mobil laboratuvarı üç ayda bir Doğu Yakası’ndan Kaliforniya’ya götürdüler ve 14 aylık kampanya boyunca her sezon tesislerden kaynaklanan emisyonları izlediler.
Toplam seyahatlerinin yaklaşık 52.000 mil olduğunu tahmin eden Moore, “Çok kilometreydi” dedi. Moore artık çevre grubu WattTime’da veri bilimcidir.
Ekip, okumaları yakalamak için mobil laboratuvarı tesislerin çevresindeki halka açık yollarda sürdü ve ortaya çıkan gaz bulutlarını kaydetti. Tipik olarak, araştırmacılar bir örnek toplamak için bir tesisin önünden yaklaşık 10 kez geçiyordu ve farklı hava koşulları ve günün saatleri altında birçok tesisten birçok kez örnek aldılar (37 bitkiden üç ayda bir örnek alındı).
Hem sektör düzeyinde emisyonların oluşturulması hem de her tesisin operasyonlarının anlaşılması amacıyla her tesis için bireysel emisyonlar analiz edildi. Çalışmanın amacı belirli bir tesis hakkında kamuya raporlama yapmak değil, bir bütün olarak sektördeki eğilimleri yakalamak olduğundan, her tesise ilişkin veriler isimsiz olarak rapor edildi.
Moore, “Sadece ideal koşullar altında değil, gerçek dünyada da işlerin nasıl olduğunu anlamak istedik” dedi.
Atık su tesisleri, temizleme işleminin bir parçası olarak atıkları tüketmek için genellikle mikroplardan yararlanır ve mikroplar, yan ürünler olarak metan ve nitröz oksit gibi farklı gazlar üretir.
Atık su bileşiminin karmaşıklığı nedeniyle, arıtma teknolojileri ve operasyonel stratejiler tesisler arasında değişiklik göstermektedir; bu da farklı biyolojik reaksiyonlara ve dolayısıyla sera gazı emisyonlarında büyük farklılıklara yol açmaktadır. Biyolojik bir süreç olduğu için mikropların ne kadar gaz ürettiğini birçok çevresel faktör etkiler.
Diğer faktörler de rol oynamaktadır. Şiddetli yağmurlar kanalizasyon içeriğini etkileyebilir ve sıcaklık ve mevsim emisyonları etkileyebilir.
Moore, “Bir defasında bir tesise davet edildik ve bir havalandırma tankının çevresinde yüksek konsantrasyonda nitro oksit bulduk. Bir hafta sonra geri döndüğümüzde hiçbir şey yoktu” dedi.
Araştırmacılar, atık su tesisi emisyonlarının öngörülemeyen doğasının, ulusal emisyon seviyelerini tahmin etme zorluğunda bir faktör olduğunu söyledi.
Zondlo, önceki tahminlerin iyi bilime dayandığını ancak bunların çoğunun, ulusal bazda tahmin edilen çok az sayıda bitkinin çok küçük parçalarına dayandığını söyledi. Herhangi bir tesisin bir kısmı, bilinen diğer kaynaklardan gelen emisyonları yansıtmada, optimize edilemeyen operasyonları yakalamada veya bu büyük tesislerdeki bilinmeyen kaynakları belirlemede zorluk yaşar.
“Atık su tesisleri genellikle karmaşıktır. Birçok tesis 70’li yıllarda inşa edilmiş ve değişen teknolojilerle yenileri eklenmiştir” dedi. “Yaklaşımımız, tesisin tamamına bakalım, birçok tesise bakalım ve farklı zamanlara bakalım diyor.”
Araştırmacılar, ABD’deki atık su tesislerinin çoğunun belediyeler veya yerel yönetim yetkilileri tarafından işletildiğini söyledi. İnşaat ve çevre mühendisliği profesörü ve Andlinger Enerji ve Çevre Merkezi’nden Ren, tesis operatörlerine rehberlik edecek çok fazla bilginin mevcut olmadığını söyledi.
Ren, “Emisyonları olduğunu biliyorlar. Çoğu durumda ne kadar yüksek olduklarını bilmiyorlar” dedi. “Şirketlerin çoğu suyun temiz olmasını sağlamaya odaklanıyor. Hava emisyonları onların birinci önceliği değil, ancak birçoğu bunları daha iyi anlamakla giderek daha fazla ilgilenmeye başlıyor.”
Zondlo, emisyonları en aza indirmeye yönelik bir sonraki adımın, atık su tesislerinin içinde neler olup bittiğini daha iyi anlamak için tesis operatörleriyle birlikte çalışmak olacağını söyledi. Çoğu tesis büyük ve nispeten karmaşık olduğundan, bazı proseslerin veya arıtmaların diğerlerinden daha fazla gaz yayması muhtemeldir. Bakım ve ekipman yaşı da bir rol oynayabilir.
“Bitkiler hakkında daha fazla bilgi edinebilirsek, suyun yanı sıra hava emisyonlarını da kontrol altına almayı kolaylaştırabiliriz” dedi.
Ren, emisyonların kontrol edilmesinin aynı zamanda kamu hizmetleri için mali bir teşvik sağlayabileceğini söyledi. Metan veya nitrojen gazını yeniden yakalamanın ekonomik bir yolu varsa, bu atık su operatörleri için bir gelir kaynağı haline gelebilir.
“Metan örneğin bir sera gazıdır ve çevre için iyi değildir. Ancak aynı zamanda değerli bir yenilenebilir enerji kaynağıdır” dedi.
