一(yi)般認為(wei)，二(er)氧化碳(tan)（CO2）對溫(wen)室(shi)(shi)效應的(de)(de)貢獻率(lv)最(zui)高。但對污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)來說，甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）這兩種高溫(wen)室(shi)(shi)效應（分別為(wei)CO2的(de)(de)25倍(bei)和近300倍(bei)）的(de)(de)氣(qi)體則不(bu)容忽視(shi)，它們(men)的(de)(de)釋放往往使(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)在實現“能量中和”時并不(bu)能形成(cheng)“碳(tan)中和”。此外，污(wu)(wu)水(shui)(shui)在向污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)傳輸過程中還(huan)會(hui)在化糞(fen)池(chi)或管道中因厭氧而(er)產生CH4，除了會(hui)逸散大氣(qi)成(cheng)為(wei)隱形碳(tan)源(yuan)，再(zai)就是CH4聚積后(hou)遇明火而(er)頻(pin)頻(pin)發生爆炸事故。

1 化糞池及其功能

化糞池(chi)是在城市(shi)還(huan)沒有(you)污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)設(she)施情況下所(suo)誕生的(de)(de)簡(jian)(jian)(jian)易污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)設(she)施，但一直被(bei)沿用至市(shi)政污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)已經(jing)完全普(pu)及(ji)的(de)(de)今天。當(dang)然，作為農村簡(jian)(jian)(jian)易污(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)裝置，化糞池(chi)似(si)乎還(huan)有(you)它(ta)的(de)(de)存(cun)在必要，以(yi)至于到2020年，我國僅農村化糞池(chi)數量便多達2億(yi)個(ge)。通過簡(jian)(jian)(jian)易沉淀，化糞池(chi)可截留50~60 %污(wu)水中懸浮物（SS）及(ji)其(qi)所(suo)含有(you)機(ji)物（COD）。結果，沉淀有(you)機(ji)物清(qing)掏不及(ji)時(shi)而因厭氧發(fa)酵(jiao)而最終導致CH4產(chan)生，形成隱形碳源或危險的(de)(de)定時(shi)炸彈。

2 化糞池甲烷排放量測算

根(gen)據測(ce)算，我國城市/城鎮(zhen)化糞池CH4年排放總量(liang)高達126.126萬(wan)t/a，換算成CO2當(dang)量(liang)則為3 153萬(wan)tECO2/a（范圍2000~4000萬(wan)t ECO2/a），已(yi)接近3 985萬(wan)t ECO2/a（2015年數據）的全國污水處理碳(tan)排總量(liang)。

3 下水道甲烷排放量估算

與化(hua)糞池類似，下水道(dao)空(kong)間相對封(feng)閉(bi)，空(kong)氣(qi)流通性(xing)差，易形成缺氧甚至(zhi)厭(yan)氧環境，導(dao)致掛壁或沉積的(de)有機物厭(yan)氧發酵而產生CH4。這就使得下水道(dao)成為(wei)(wei)繼化(hua)糞池后的(de)又一大(da)隱形碳源(yuan)，通氣(qi)不暢(chang)時還會(hui)為(wei)(wei)公共(gong)安全帶(dai)來巨大(da)威脅（遇(yu)明火爆炸(zha)！）。此外，大(da)量硫酸鹽還原(yuan)菌還會(hui)在厭(yan)氧污泥(ni)層中產生劇毒氣(qi)體(ti)——硫化(hua)氫（H2S），往往成為(wei)(wei)下水道(dao)檢查(cha)井工人(ren)(ren)作業(ye)的(de)一大(da)殺(sha)手（工人(ren)(ren)因H2S窒息死亡事故屢見不鮮）。

下(xia)水(shui)(shui)道CH4產生(sheng)主要與COD厭氧(yang)降(jiang)解(jie)有(you)關(guan)。數(shu)據顯(xian)示，化(hua)糞池COD降(jiang)解(jie)系數(shu)為0.2，而(er)檢查(cha)井(jing)為其3倍之多，高達0.6。城市下(xia)水(shui)(shui)道CH4產生(sheng)因(yin)子與諸多因(yin)素(su)有(you)關(guan)，包括(kuo)管道中固(gu)體(ti)沉積物(wu)(wu)情況（與產甲烷(wan)菌(jun)(jun)生(sheng)存(cun)(cun)空間(jian)有(you)關(guan)）、有(you)機物(wu)(wu)濃(nong)度(du)(du)（提供電子與有(you)機物(wu)(wu)濃(nong)度(du)(du)）、碳硫比（決定硫酸(suan)(suan)鹽(yan)還(huan)原菌(jun)(jun)與產甲烷(wan)菌(jun)(jun)優勢）、污(wu)水(shui)(shui)流(liu)(liu)速(su)（影響沉積物(wu)(wu)聚集(ji)和(he)輸送以及溶解(jie)氧(yang)濃(nong)度(du)(du)）、水(shui)(shui)力停(ting)留時間(jian)（HRT）和(he)表(biao)面積與體(ti)積比（A/V）、溫度(du)(du)及pH（存(cun)(cun)在環境）、管道坡(po)度(du)(du)與充滿度(du)(du)（水(shui)(shui)流(liu)(liu)流(liu)(liu)速(su)與DO等有(you)關(guan)）、亞硝酸(suan)(suan)鹽(yan)和(he)金屬(shu)離子濃(nong)度(du)(du)（對甲烷(wan)菌(jun)(jun)產生(sheng)影響）等等。

研(yan)究顯示，下(xia)(xia)水道甲烷排放(fang)系數模擬值(zhi)為(wei)0.0532 g CH4/g COD（每g COD會(hui)產生(sheng)0.0532 g CH4）。理論上，1g COD最多可以產生(sheng)0.25 gCH4，這意味著下(xia)(xia)水道中有機物（COD）厭氧(yang)轉化率>20%。

對(dui)韓(han)國大田廣域(yu)市(shi)（DaejeonMetropolitan City，約150 萬(wan)人(ren)）下(xia)水(shui)道溫室(shi)氣體（GHG）排(pai)放量研(yan)究顯示，該市(shi)下(xia)水(shui)道年均GHG釋(shi)放量為5.65萬(wan)t ECO2/a，其中，CH4貢獻(xian)3.51萬(wan)t ECO2/a，折(zhe)算到人(ren)均年CH4貢獻(xian)為23.4 kgECO2/PE·a。

國(guo)內人均COD產生量(liang)(liang)(liang)為(wei)24 kg/(PE·a)（范圍19.35~29.93 kg/PE·a）；考(kao)慮管道COD收集(ji)等綜合折減系(xi)數(shu)0.7，按照上(shang)述下(xia)水(shui)道的CH4排放系(xi)數(shu)（0.0532 g CH4/g COD）計算，國(guo)內人均CH4貢獻約(yue)為(wei)22.3 kgECO2/ PE·;a，該值與上(shang)述韓國(guo)研究數(shu)據相當。據此，考(kao)慮國(guo)內城市/城鎮人口8.5億，粗略估算中國(guo)下(xia)水(shui)道CH4排放量(liang)(liang)(liang)約(yue)1 900萬(wan)tECO2/a，低于化(hua)糞池CH4排放量(liang)(liang)(liang)，約(yue)為(wei)全國(guo)污(wu)水(shui)處理總碳排放量(liang)(liang)(liang)的一半。

與(yu)化(hua)糞池不同，污水(shui)管(guan)道設置(zhi)不可(ke)避免，需要(yao)尋求更合理的(de)手(shou)段抑制CH4和H2S產生，如，通過降低水(shui)的(de)紊流程度、改善通風環(huan)境、采用耐腐蝕或由內襯保護膜的(de)管(guan)材等方式。但(dan)只要(yao)存在厭氧環(huan)境便(bian)勢必會產生CH4，因此，如何有效(xiao)可(ke)持續地防(fang)止CH4和H2S產生成(cheng)為近年國際(ji)研究熱(re)點。

4 總結

化糞池與(yu)下(xia)水(shui)(shui)道產生CH4是不爭的事(shi)實，且(qie)各自排放(fang)量(liang)(liang)與(yu)全國污(wu)水(shui)(shui)處理碳排量(liang)(liang)同(tong)屬一個(ge)數量(liang)(liang)級(ji)。這種(zhong)隱形(xing)溫室氣體(ti)排放(fang)數量(liang)(liang)巨大而往(wang)往(wang)又被忽視，即(ji)使意識到(dao)又難以消(xiao)除、且(qie)難以記賬到(dao)哪個(ge)部門身上。這種(zhong)“野排”溫室氣體(ti)排放(fang)量(liang)(liang)不可(ke)小(xiao)覷，應該引起政府有關部門的高度關注。當然(ran)，也應從防患于未然(ran)角度考(kao)慮解(jie)決辦法(fa)，如，在目前城市已普及污(wu)水(shui)(shui)處理的情況下(xia)應取消(xiao)化糞池設置規定，不僅最大程(cheng)度消(xiao)除CH4產生，而且(qie)可(ke)為污(wu)水(shui)(shui)處理廠保留更多脫氮除磷(lin)可(ke)用碳源。

參考文獻：

郝(hao)曉(xiao)地, 楊(yang)文宇, 林(lin)甲. 不可小覷的化(hua)糞池(chi)(chi)甲烷碳排量.中國給水排水, 2017, 33(10): 28-33.郝(hao)曉(xiao)地, 趙靖, 李俊奇. 集中式污水處理廠取代化(hua)糞池(chi)(chi)可行(xing)性分(fen)析. 水資源保(bao)護, 2006, 22(4), 85-87.Kyung D, Kim D, Yi S, et al. 2017. Estimationof greenhouse gas emissions from sewer pipeline system[J]. The InternationalJournal of Life Cycle Assessment, 2017, 22(12):1901-1911. 10.1007/s11367-017-1288-9.

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