"Оценка эмиссии метана из твердых городских отходов и сточных вод."

Potential of methane emissions from communal firm wastes and waste water is given.

Твердые городские отходы включают бытовые отходы, отходы, образующиеся в садах, парках, и отходы торговой и иной коммерческой деятельности. Анаэробный распад органических веществ на мусорных свалках происходит под действием метаногенной бактерии и приводит к выбросу метана, составляющему 5-20% от общей глобальной эмиссии этого газа в атмосферу [3]. На количество выделяющегося метана влияют разнообразные факторы, включающие приемы сбора и удаления отходов, а также физические факторы.

В зависимости от объема и типа выполняемых на свалках работ и с целью коррекции потенциальной генерации метана на них принято рассматривать две категории размещения твердых отходов: компактные санитарные свалки и открытые свалки.

Первая категория подразумевает наличие статистики о частоте удаления отходов в стране, их количестве и составе. Должны быть также известны характеристики свалки: типы специальных работ, глубина свалки, плотность отходов, а также грунт, влажность, температура. Такие данные существуют во многих развитых странах и позволяют детально определить эмиссию метана [2]. Там же, где такая статистика не ведется, оценки эмиссии метана проводятся по количеству городского населения на основе рекомендаций Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Такой метод основан на приблизительной, без учета временных факторов, оценке количества твердых отходов, получаемых в стране, и предположении, что эмиссия метана в атмосферу происходит в результате разложения органического компонента отходов в анаэробных условиях при воздействии метаногенных бактерий и физических факторов. Этот метод на 10-18% завышает объем эмиссии метана [3], однако, проанализировав доступные материалы о системе управления свалками и сточными водами в Кыргызской Республике, мы использовали упомянутую методологию МГЭИК [3], основанную на количественных данных по городскому населению.

Бытовые отходы сельского населения не учитываются ввиду их значительного рассеивания и отсутствия условий для генерации метана.

При оценке объема эмиссии метана нами были использованы рекомендованные МГЭИК коэффициенты пересчета удельных бытовых отходов в метан. Учитывая близость региона и схожую организацию хранения отходов, нами были приняты следующие коэффициенты, используемые для России: фракция разлагающегося органического углерода в твердых городских отходах - 0,17, дневная генерация отходов на 1 человека - 0,93 (кг/чел. день), фракция отходов, подлежащих захоронению, - 0,94. В остальном приняты коэффициенты МГЭИК: фактически разлагающаяся фракция органического углерода - 0,77, доля углерода, высвобождаемого в виде метана, - 0,5, коэффициент коррекции потока метана - 0,6.

Численность городского населения приводится в соответствии с официальными статистическими данными [4]. Количество твердых городских отходов и объем эмиссии метана получаются в результате пересчета удельных коэффициентов накопления углерода в отходах и конверсии углерода в метан к текущей численности городского населения и временному периоду.

Сводные результаты по оценке эмиссии метана от твердых бытовых отходов показывают, что в течение 1990-1997 гг. эмиссия метана из системы свалок твердых отходов выросла на 8%, что, вероятно, обусловлено динамикой численности населения. Очевидно, что основная доля в распределении отходов принадлежит наиболее крупным городам и в первую очередь Бишкеку.

Очистка сточных вод, содержащих большое количество органического вещества, включая бытовые, коммерческие и часть промышленных сточных вод, приводит к 8-11%-й глобальной эмиссии метана [3].

Существуют два основных типа очистки сточных вод, которые следует рассматривать раздельно:

- бытовые и коммерческие (иные непромышленные);
- промышленные.

В сточных водах образование метана происходит только в анаэробных условиях, а основным фактором, определяющим потенциальную генерацию метана, является количество органического материала в потоке сточных вод и физические параметры (температура). Для бытовых и коммерческих сточных вод и илистых отходов объем генерации метана количественно характеризуется биохимической потребностью в кислороде (БПК) сточных вод, т.е. количеством кислорода, потребленного органическим материалом в сточной воде в период разложения.

Стандартным измерением БПК является 5-дневный тест (БПК5). Для промышленных вод используется показатель химического потребления кислорода (ХПК), показывающий общее количество углерода, пригодного для окисления, как биологически разложимого, так и устойчивого к разложению.

В развитых странах перед сливом в общую систему сточные воды биологически или химически дезактивируются. В Кыргызстане лишь 30% сточных вод подвергается различным видам очистки.

Таблица 1. Нормы образования сточных вод и ХПК,
действующие на предприятиях Кыргызстана, в сравнении с коэффициентами МГЭИК [3]

Для расчетов нами были использованы рекомендации МГЭИК, представляющие количественные факторы пересчета различных компонентов в метан. Для городских сточных вод годовое значение БПК5 принималось равным 18250 кг/1000 человек, фракция сточных вод, подвергающихся очистке, - 0,3, коэффициент конверсии метана - 0,75, коэффициент эмиссии метана - 0,06.

Учет промышленных сточных вод осуществлялся для групп промышленных производств, имеющих ГОСТ на ХПК и нормы образования сточных вод на единицу продукции. Были использованы рекомендованные МГЭИК коэффициенты для типов производства и номенклатуры продукции. Следует отметить, что коэффициенты МГЭИК по ХПК значительно больше коэффициентов, принятых по ГОСТ в нашей республике. Это обстоятельно выдвигает проблему выработки региональных коэффициентов для государств бывшего СССР. В Кыргызстане развита пищевая промышленность (мясо-молочная, масложировая, ликеро-водочная) и текстильно-бумажная, объемы стоков которых и были проанализированы.

При расчете эмиссии метана из промышленных сточных вод фракция очищаемых вод принималась равной 0,3, метановый конверсионный фактор - 0,9, коэффициент эмиссии метана из промышленных сточных вод - 0,07 кг метана на 1 кг ХПК (табл. 2).

Анализ результатов показывает, что в Кыргызстане эмиссия метана из городских стоков в течение 1990-2000 гг. была стабильной и составила 3,1-3,2 Гг, отражая главным образом рост численности городского населения (табл. 2).

Эмиссия метана от промышленных сточных вод в настоящее время незначительна, в основном на стадии их обработки. Во многих развитых странах промышленные стоки до их слива в общую систему химически или биологически обрабатываются, а в развивающихся странах, как и в Кыргызстане, они обрабатываются лишь частично и затем смешиваются со стоками в системе очистки, оказываясь таким образом в поверхностных водах. Общая эмиссия метана из промышленных сточных вод в 1990-1997 гг. сократилась более чем в 20 раз и составила 0,9 Гг. Следует отметить, что величина эмиссии метана отражает неполный учет промышленных стоков из-за отсутствия данных по отдельным видам продукции. Уменьшение стока промышленных вод обусловлено также снижением использования имеющихся производственных мощностей (табл. 2).

Таблица 2. Выбросы метана от городских и промышленных сточных вод

Таблица 3. Суммарная эмиссия метана от твердых и жидких отходов

Общее количество метана, выброшенное в атмосферу от твердых городских отходов и сточных вод (табл. 3), составляет 8-9% общей эмиссии метана по Кыргызстану, из них 75-90% приходится на долю твердых городских отходов, 10-25% - на обработку промышленных и городских стоков. Общее уменьшение эмиссии метана в этой категории за период 1990-2000 гг. составило 47,4%.

Таким образом, настоящие данные представляют оценку антропогенной эмиссии метана от твердых и жидких отходов с территории Кыргызской Республики и могут быть использованы при инвентаризации парниковых газов по модулю <отходы>.



Литература

1. Рабочая книга по инвентаризации парниковых газов // Пересмотренные руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов /МГЭИК, 1997. - Т.2.

2. Рабочая книга по инвентаризации парниковых газов // Руководство МГЭИК по составлению общенациональных кадастров газов с парниковым эффектом /МГЭИК/ ОЭСР, 1995. - Т.2.

3. Бюллетень Национального центра климатических исследований. - Тбилиси, 1997. - №6 (Е). - 47 с.

4. Кыргызстан в цифрах /Национальный статистический комитет. - Бишкек, 1995, 1998, 2001.