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2023年11月7日，國(guó)家生態(tài)環(huán)境部等11部門(mén)關(guān)于印發(fā)《甲烷排放控制行動(dòng)方案》的通知，通知中明確提出：“甲烷是全球第二大溫室氣體，具有增溫潛勢(shì)高、壽命短的特點(diǎn)。積極穩(wěn)妥有序控制甲烷排放，兼具減緩全球溫升的氣候效益、能源資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益、協(xié)同控制污染物的環(huán)境效益和減少生產(chǎn)事故的安全效益”。涉及到污水相關(guān)的主要有污泥的無(wú)害化處置和污水處理廠的甲烷排放上報(bào)要求，在第三節(jié)的“重點(diǎn)任務(wù)”中對(duì)污水處理廠的甲烷排放也提出了明確的政策要求：“2.研究建立甲烷排放核算、報(bào)告和核查制度。研究推進(jìn)建立重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)甲烷排放核算和報(bào)告制度，推動(dòng)煤礦、油氣田、養(yǎng)殖場(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)以及污水處理廠等大型排放源定期報(bào)告甲烷排放數(shù)據(jù)。結(jié)合國(guó)家和省級(jí)溫室氣體清單編制工作，逐步實(shí)現(xiàn)甲烷排放常態(tài)化核算。”
在明確的政策要求下，污水處理廠又一次被推到政策前沿，但是現(xiàn)在存在的重要的問(wèn)題是，污水處理廠對(duì)甲烷氣體的排放還沒(méi)有明確的概念，甚至完全不清楚甲烷是什么，哪些環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生甲烷，在技術(shù)完全空白的情況下，突然提出建立甲烷排放核算的制度，讓大多數(shù)污水廠完全不知道下一步該做什么，采取的最好的應(yīng)對(duì)措施就是鴕鳥(niǎo)政策，埋頭在沙子中，不去知道環(huán)境的變化。
不管采取怎么樣的政策，不論從全球環(huán)境變化的風(fēng)險(xiǎn)還是從國(guó)家政策的變化，污水處理行業(yè)是服務(wù)于環(huán)境改善的，必須也理所應(yīng)當(dāng)為環(huán)境做出積極的應(yīng)對(duì)措施。
首先認(rèn)識(shí)甲烷，甲烷是有機(jī)化合物的一種，分子式是CH4，是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物質(zhì)。分子結(jié)構(gòu)是四面體，四個(gè)鍵的長(zhǎng)度相同，鍵的角度相同等。標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)為無(wú)色無(wú)味體。由于其高度可燃性，通常被用作我們?nèi)粘Ｉ畹娜剂?以天然空氣、沼澤空氣等為主要成分)。
甲烷是原始大氣的主要成分之一。自然界中主要以產(chǎn)甲烷菌為甲烷的生物來(lái)源。產(chǎn)甲烷菌是地球上最古老的生命體。產(chǎn)甲烷菌是不需要氧氣便能呼吸的微生物，它們能在厭氧環(huán)境中分解氫、乙酸和其他簡(jiǎn)單碳化合物等底物來(lái)產(chǎn)生甲烷氣體。因此能夠產(chǎn)生厭氧環(huán)境的地方都是產(chǎn)甲烷菌的家，如泥濘的大沼澤和水稻田、反芻家畜(牛、羊)的瘤胃、沼氣池和垃圾填埋場(chǎng)，包括城市的地下污水管網(wǎng)、污水廠的厭氧消化過(guò)程中的污泥儲(chǔ)池，生物池的厭氧段等。
甲烷是形成地面臭氧的主要因素，大氣中甲烷濃度增加還會(huì)影響空氣質(zhì)量。甲烷影響對(duì)流層大氣氧化性能，大氣中90%的甲烷被羥基自由基氧化，促發(fā)大氣臭氧生成。臭氧是一種有害的空氣污染物和溫室氣體，暴露于臭氧超標(biāo)的環(huán)境，可導(dǎo)致每年10萬(wàn)人減壽。大氣對(duì)流層中的臭氧濃度升高，不僅危害人體健康，影響植物和農(nóng)作物生長(zhǎng)，而且會(huì)誘發(fā)光化學(xué)煙霧。
甲烷是一種強(qiáng)大的溫室氣體。在20年的區(qū)間里，臭氧的升溫潛能值是二氧化碳的80倍。自工業(yè)化前時(shí)代以來(lái)，甲烷造成了約30%的全球變暖。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始記錄以來(lái)，人為甲烷排放的增長(zhǎng)速度超過(guò)了任何時(shí)候。美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，即使在2020年大流行封鎖期，二氧化碳排放量有所下降，但大氣中的甲烷卻猛增。
自然界中甲烷菌不斷地通過(guò)自身的生物作用將自然界中的有機(jī)物在無(wú)氧，厭氧，缺氧的條件下分解成甲烷氣體，大氣中的甲烷約40%是自然界產(chǎn)生的，60%來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)排放。其中自然濕地底部的淤泥在厭氧狀態(tài)下釋放甲烷，是最大的自然排放源，約占總自然排放源的70%。人為源中，能源排放(包括石油、天然氣和煤礦開(kāi)采)與反芻動(dòng)物這兩大類(lèi)的甲烷排放量最高，均占總?cè)藶樵吹?0%左右。其次是垃圾填埋、水稻田和生物質(zhì)燃燒，分別占總?cè)藶樵吹?6%、8%和9%。排放到大氣中的甲烷約90%通過(guò)對(duì)流層中的羥基化合物以及其他光化學(xué)反應(yīng)消耗，約10%被土壤、海洋和平流層吸收氧化。
聯(lián)合國(guó)氣候組織將二氧化碳和甲烷都列為了溫室氣體，但是二氧化碳會(huì)在大氣中停留數(shù)百至數(shù)千年。由于二氧化碳的穩(wěn)定性，即使人類(lèi)采取了各種嚴(yán)厲的溫室氣體排放控制措施將二氧化碳的排放量得到迅速且大幅度地削減，也要等到本世紀(jì)后期看到二氧化碳消減后對(duì)氣候產(chǎn)生的影響。但甲烷分解只需要大約十年的時(shí)間，從現(xiàn)在開(kāi)始減少甲烷排放將在短期內(nèi)產(chǎn)生環(huán)境影響，對(duì)于全世界實(shí)現(xiàn)1.5°C溫度上升的控制目標(biāo)至關(guān)重要。
如果人類(lèi)積極的采取措施，預(yù)計(jì)在十年內(nèi)，人為造成的甲烷排放量有望減少45%之多。到2045年，減少的甲烷排放可以降低全球升溫近0.3°C，從而有助于將全球升溫幅度控制在1.5°C以?xún)?nèi)，并使地球保持在實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的正常軌道上。同時(shí)，減少的這部分甲烷排放量可以減少地面臭氧的形成數(shù)量，而這一項(xiàng)臭氧減少數(shù)量根據(jù)科學(xué)家們的推算，每年可以避免26萬(wàn)人過(guò)早死亡、減少77.5萬(wàn)次與哮喘相關(guān)的疾病的發(fā)作、減少了因極端高溫而損失的勞動(dòng)時(shí)間能達(dá)到730億小時(shí)，也可以減少因強(qiáng)降雨和其他極端惡劣天氣帶來(lái)的2500萬(wàn)噸農(nóng)作物損失。
作為城鎮(zhèn)居民來(lái)說(shuō)，日?；顒?dòng)中所產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物，通過(guò)底下的排水管網(wǎng)，被污水處理廠所接納，那么作為城鎮(zhèn)有機(jī)物排放的最終去向，污水廠的內(nèi)的甲烷是怎樣產(chǎn)生的呢？我們下面將繼續(xù)圍繞污水廠的甲烷排放展開(kāi)討論，歡迎大家持續(xù)關(guān)注并參與討論。
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原標(biāo)題：污水處理廠與甲烷氣體排放(一)
