ABD’deki atık su arıtma tesisleri her yıl tuvalet sifonu çektiğimiz sudan lavaboya kadar trilyonlarca galon suyu temizliyor.
Yeni bir çalışmada, Northwestern Üniversitesi ve Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’den araştırmacıların liderliğindeki bir ekip, tüm bu temizliğin içinde gizli olan iklim maliyetlerini anlamak için 15.000’den fazla atık su arıtma tesisinden gelen verileri analiz etti.
Dergide yayımlanan çalışma Doğa SuyuABD atık su arıtma tesislerinin yaklaşık 47 milyon metrik ton karbondioksite (CO) eşdeğer yaydığını tahmin ediyor2) her yıl. Bu emisyonlar arasında iki sera gazı olan metan ve nitröz oksit, daha önce anlaşıldığından daha büyük bir rol oynamakta ve mevcut hükümet tahminlerini %41 oranında aşmaktadır.
Çalışmanın kıdemli yazarı Northwestern’den Jennifer Dunn, “Metan ve nitröz oksit emisyonlarının baskın aktörler olduğunu gün gibi açıkça görmek oldukça çarpıcıydı” dedi.
Dunn, Northwestern McCormick Mühendislik Okulu’nda kimya ve biyolojik mühendislik profesörü ve Mühendislik Sürdürülebilirliği ve Dayanıklılığı Merkezi’nin yöneticisidir.
Dunn’a göre, atık su arıtımının iklim değişikliğine katkısının daha net bir resmi, karbondan arındırma çabalarının nerede en etkili olabileceğinin belirlenmesine yardımcı olacak.
“Atık su arıtma tesislerinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarını azaltmak için nispeten düşük sonuçlu fırsatlar olduğunu bulduk” dedi. “Ayrıca bu azalmaları daha da ileri taşımak için yeni teknolojilerin geliştirilmesine ihtiyaç olduğunu da gözlemledik.”
Temizlik maliyetinin ölçülmesi
Atık su arıtımının tam iklim maliyetini yakalamak için araştırmacılar, yalnızca her tesisin arıtma sürecinden kaynaklanan emisyonları değil, aynı zamanda tesislerin çalışması için gereken enerji ve kimyasalların üretilmesinden ve arıtma sonrasında katı atıkların bertaraf edilmesinden kaynaklanan emisyonları da hesapladı.
Bitkilerin atık suyu temizlemek için kullandıkları tesis içi işlemlerden kaynaklanan güçlü sera gazları olan metan ve nitröz oksitin en büyük katkıda bulunduğunu buldular. Metan toplam emisyonların %41’ini oluşturuyordu; bu da 16 milyon metrik ton CO2’ye eşdeğerdi2. Ve nitro oksit %24’ü oluşturuyordu, bu da 12 milyon metrik ton CO’ya eşdeğerdi2.
Metan: Kanalizasyon çamurunun kirli sırrı
Arıtma tesislerinde atık su ve içindeki katı maddeler, çevreye geri dönebilecek kadar temiz hale getirilmek üzere birçok aşamadan geçirilir.
Bitkilerin atık su katılarını veya kanalizasyon çamurunu parçalamasının yaygın bir yolu anaerobik sindirimdir. Anaerobik bir çürütücünün içinde mikroorganizmalar atıklarla beslenir ve çoğunluğu metandan oluşan biyogaz oluşturur.
Dunn, “Anaerobik çürütücülerin sorunu sızıntı yapabilmeleridir ve bazı anaerobik çürütücüler çok fazla sızıntı yapabilir” dedi.
Gerçekten de arıtma tesisleri biyogazı yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kullanabilirken, metan emisyonları iklim kazanımlarından daha ağır basabilir.
Ancak Dunn’a göre iyi haber, bir sızıntının giderilebilmesi.
“Bu ele alınabilecek bir şey” dedi. “Yani bu, hemen gördüğümüz, meyve veren bir fırsat örneği.”
Yenilik ihtiyacı
Atık su, yüzey veya yeraltı suyuna geri bırakılacak kadar temiz hale gelmeden önce, arıtma tesislerinin genellikle fazla nitrojeni uzaklaştırması gerekir; aksi takdirde, sudaki alg büyümesinin artmasına ve oksijenin azalmasına yol açarak sudaki yaşama zarar verebilir.
Atık sudan nitrojeni ayırmak için birçok tesis nitrifikasyon-denitrifikasyon adı verilen bir işlem kullanır. Yol boyunca, güçlü bir sera gazı olan nitröz oksit ve zararsız nitrojeni havaya salıyor.
Bu arada, diğer teknolojiler gübre gibi ürünlerde kullanılmak üzere havadaki nitrojeni geri kazanıyor. Bu teknolojiler genellikle enerji yoğun olduğundan, nitrojeni doğrudan atık sudan toplamanın bir yolunu geliştirmek, enerji ve emisyon tasarrufu sağlayabilir.
Dunn, “Eğer bu nitrojeni tekrar havaya salmaktan kaçınabilirsek ve onu yem veya gübre gibi bir ürün yapmak için elimizdeyken kullanabilirsek, o zaman döngüsel bir nitrojen ekonomisine doğru ilerliyoruz” dedi.
Sırada ne var?
Araştırmacılar şu anda daha ayrıntılı veriler toplamak ve bitkilerin emisyonlarını anlamak için kullanabileceği açık kaynaklı bir modelleme aracı geliştirmek için atık su arıtma tesisleriyle çalışıyor.
Dunn, “Birçok belediyenin iklim eylem planları var ve bu nedenle sera gazı emisyonlarını azaltmak için bir şeyler yapmak istiyorlar” dedi. “Umutlarımızdan biri bu çalışmanın arıtma tesislerine yardımcı olmasıydı.”
Analizleri yalnızca ABD tesislerini içermesine rağmen, yöntemlerinin uygun verilere sahip herhangi bir tesis için işe yarayabileceğini söyledi.
Dünya nüfusunun artmaya devam etmesi ve kamu sıhhi hizmetlerinin her zamankinden daha fazla insana hizmet verecek şekilde genişlemesiyle birlikte, dünya çapında atık su arıtımının karbondan arındırılması, iklim hedeflerine ulaşmada önemli olacaktır.
Dunn, “Bu önemli bir sektör ve ilgiye ihtiyacı var” dedi.
