不可忽視的無下水道衛(wèi)生系統(tǒng)溫室氣體排放

程世昆，龍錦云，Barbara Evans，戰(zhàn) 哲，李天昕，陳 聰，Heinz-Peter Mang，李子富

（1. 北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院工業(yè)典型污染物資源化處理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.利茲大學(xué)土木工程學(xué)院，英國 利茲 LS2 9JT；3.北京科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京100083；4.德國廁所組織，德國 柏林 12163）

譯者：龍錦云；審查：程世昆；單位：北京科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系

1 研究亮點(diǎn)

*估計(jì)了全球無下水道衛(wèi)生系統(tǒng)（Non-sewered Sanitation System，NSSS）的甲烷排放量，將其全球分布情況進(jìn)行了可視化；

*分析了溫度在NSSS 溫室氣體原位監(jiān)測中的影響；

*比較了國家層面NSSS 與集中污水處理的溫室氣體排放量。

2 背景

NSSS 是不連接集成管網(wǎng)下水道的可原位或異位安全處理糞污的集成系統(tǒng)，例如坑廁和化糞池。由于分布分散且難以系統(tǒng)性管理，其排放的溫室氣體對環(huán)境造成的影響并不受到重視，但不可否認(rèn)NSSS 正在推動發(fā)展中國家環(huán)境衛(wèi)生的進(jìn)步。目前，NSSS 似乎是消除全球露天排便（Open Defecation，OD）和獲得安全衛(wèi)生設(shè)施的有效解決辦法。在第26 屆聯(lián)合國氣候變化締約方會議上，世界各國承諾在全球范圍內(nèi)減少甲烷排放。然而，NSSS 產(chǎn)生的溫室氣體對全球變暖的貢獻(xiàn)還不明晰。因此，本研究將評估全球NSSS通過厭氧消化產(chǎn)生的CH4排放量，以及NSSS 作為OD 的替代方案將產(chǎn)生的增排量。

3 研究方法

本研究基于排放因子法建立了坑廁、化糞池和OD 的溫室氣體排放模型，即排放量=活動水平數(shù)據(jù)×排放因子。活動水平數(shù)據(jù)來源于世界衛(wèi)生組織，排放因子取自《IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories》。同時(shí)通過文獻(xiàn)搜集和篩選獲得人糞便厭氧消化CH4排放因子，從而改進(jìn)估算結(jié)果。

4 主要研究結(jié)果

2020 年，來自全球225 個(gè)國家及地區(qū)NSSS 的總CH4排放量估計(jì)為377（22～1 003）MtCO2e/a，占全球人為CH4排放量的4.7%。排放量最高的前5 個(gè)國家為印度、中國、印度尼西亞、巴基斯坦和美國。集中污水處理與NSSS 在國家層面的溫室氣體排放量相當(dāng)。OD 在2020 年只排放了約1.6（0.07～6.7）MtCO2e，遠(yuǎn)小于NSSS 的排放量。預(yù)計(jì)當(dāng)完全消除OD 時(shí)將增加55 MtCO2e/a。

5 結(jié)論與展望

NSSS 或集中污水處理取代OD 是社會發(fā)展的必然趨勢，溫室氣體排放增加是衛(wèi)生設(shè)施改革過程必須承擔(dān)的負(fù)面影響。由于缺少可靠的排放因子以及系統(tǒng)的檢測手段，精確測量計(jì)算NSSS 溫室氣體排放量具有挑戰(zhàn)。研究結(jié)果僅代表NSSS 原位處理糞便污泥產(chǎn)生的排放，還需要大量的額外工作來改進(jìn)排放因子和縮小結(jié)果的不確定性。環(huán)境條件是影響NSSS 厭氧發(fā)酵過程溫室氣體排放量的重要因素，掌握驅(qū)動因素的影響機(jī)制將有助于改善排放因子，精確核算結(jié)果。