教授開發減少垃圾填埋場溫室氣體排放的方法

大多數人每周思考垃圾 30 秒——他們將垃圾桶帶到路邊所需的時間。

 

Tarek Abichou 花了三年時間專注于它。

 

作為彈性基礎設施和災難響應 (RIDER) 中心的執行主任和 FAMU-FSU 工程學院的土木與環境工程教授，他研究如何減少垃圾填埋場和其他來源的甲烷量。

 

他回答了有關 RIDER 的甲烷減排倡議 (MERI) 以及這項研究如何在減少溫室氣體排放方面發揮重要作用的問題。

 

為什么甲烷很重要?

 

很容易看出為什么很多人對甲烷知之甚少。當談到溫室氣體時，頭條新聞往往集中在二氧化碳 (CO2) 上，因此大多數科學家和工程師一直專注于減少二氧化碳。然而，盡管甲烷相對低調，但它在全球變暖中起著至關重要的作用。甲烷 (CH4) 造成了大約五分之一的溫室氣體效應，盡管地球大氣中的甲烷 (CH4) 比二氧化碳少 200 倍。

 

甲烷的全球變暖潛能值 (GWP) - 或與二氧化碳相比的變暖效力 - 約為 23 到 80，具體取決于它的測量方式。這意味著它在 100 年內捕獲大氣中熱量的效率是二氧化碳的 23 到 80 倍。

 

甲烷很重要的另一個原因是它在大氣中的壽命為 10 到 12 年。這與二氧化碳非常不同，二氧化碳可以在大氣中停留幾個世紀。這就是為什么現在對甲烷采取行動很重要。

 

我們怎樣才能減少大氣中的甲烷?

 

人類活動約占全球甲烷排放量的 64%，垃圾填埋場約占其中的 15%。MERI 開發了新技術來測量和減少甲烷排放。

 

新的測量工具使我們能夠量化垃圾填埋場對溫室氣體排放的貢獻，并評估干預措施是否有效。其中包括使用無人機和其他遙感技術測量排放的方法，使我們能夠更輕松地了解整個垃圾填埋場的甲烷排放情況，該填埋場可能有數百英畝大。

 

我們開發并現場測試了一系列生物過濾技術以減少排放。生物過濾器非常適合排放來自某一點的情況，例如垃圾填埋氣井、廢棄的油氣井、煤礦或奶牛場通風系統。其他技術，例如生物覆蓋物，是為更大的區域設計的。我們開發了允許用戶考慮當地氣候和土壤條件的工具，以優化細菌將甲烷轉化為水和二氧化碳的速率。

 

另一個重要工具是將甲烷排放量的減少轉化為碳信用的計算機模型。那么，如果存在碳信用市場，那么這種減少就具有財務價值。這讓垃圾填埋場運營商有理由將時間和金錢投入到減少甲烷排放的項目中。

 

告訴我更多關于 MERI 為減少來自垃圾填埋場的甲烷量而開發的技術。

 

我們開發了一種可以輕松部署且無需花費大量資金的解決方案。它利用了一種天然存在的細菌，這種細菌生活在有甲烷的地方。我們正在優化其使用甲烷作為食物來源的能力。

 

我們的技術所做的是根據氣候開發合適的土壤混合物和設計，以確保我們為細菌生長和消耗甲烷提供最佳條件。這些細菌是生物。就像我們一樣，它們會對雨或熱等天氣條件做出反應。我們能夠模擬它們在不同條件下的行為，因此我們可以解釋它們在不同條件下的不同氧化能力。例如，你不能在阿拉斯加和佛羅里達一樣設計生物過濾器。

 

這項研究具有跨學科成分，對嗎?

 

是的。地球、海洋和大氣科學系的 Jeff Chanton 是該倡議的一部分。我們見面時，他正在研究濕地的甲烷排放。垃圾填埋場和濕地有一些相似之處。它們都有由有機物分解引起的甲烷排放。在垃圾填埋場，這來自丟棄的食物和其他廢物。在濕地，泥炭和植物土壤正在分解。Jeff 在測量甲烷氧化方面的專業知識轉化為這項研究，并幫助指導創建工具以幫助管理垃圾填埋場排放的工程。

 

MERI 的下一步是什么?

 

我們認為，即使在全球范圍內，我們也可以在這個問題上發揮重要作用。這個國家的大多數垃圾填埋場都經過精心設計、良好運營和嚴格監管。與世界其他地方相比，美國垃圾填埋場的排放相對優化。然而，在發展中國家，我們有許多管理不善的垃圾填埋場，這些垃圾填埋場是甲烷排放的更大來源。發展中國家缺乏減少垃圾填埋場甲烷排放的資源和知識。

 

我們開發的垃圾填埋場生物覆蓋物是發展中國家的理想解決方案，因為它們可以同時減少甲烷排放以及土壤和地下水的污染。我們希望成為了解甲烷生物氧化、甲烷排放測量技術以及生物過濾器和生物覆蓋物設計的地方。我們還設想我們可以幫助發展中國家開發融資工具，使用我們開發的“甲烷氧化碳信用”工具和協議來修復他們的垃圾填埋場。