Emissões de gases de efeito estufa de instalações municipais de tratamento de águas residuais na China de 2006 a 2019

Scientific Data volume 9, Número do artigo: 317 (2022) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

As estações de tratamento de águas residuais (ETARs) aliviam a poluição da água, mas também induzem o consumo de recursos e os impactos ambientais, especialmente as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Mitigar as emissões de GEE de WWTPs pode contribuir para alcançar a neutralidade de carbono na China. Mas ainda faltam inventários de emissões de GEE de alta resolução e séries temporais de WWTPs na China. Neste estudo, construímos um inventário de emissões em nível de empresa de ETEs para emissões de CH4, N2O e CO2 de diferentes processos de tratamento de águas residuais, consumo de energia e descarga de efluentes para o período de 2006 a 2019. Nosso objetivo é desenvolver um relatório transparente e verificável e inventário comparável de emissões de GEE de WWTP para apoiar a mitigação de GEE de WWTPs na China.

Medidas)

emissões de metano, óxido nitroso e dióxido de carbono de instalações municipais de tratamento de águas residuais

Tipos de tecnologia

técnica de modelagem computacional

Tipo(s) de fator

massa de demanda química de oxigênio (COD) afluente e efluente • massa total de nitrogênio (TN) afluente e efluente • COD removido • consumo de eletricidade • fatores de emissão • tecnologia de tratamento de águas residuais

Característica da Amostra - Organismo

Nenhum

Característica da Amostra - Ambiente

instalações de tratamento de águas residuais • processo de tratamento físico • processo de tratamento químico • processo de tratamento físico-químico • lodo ativado convencional • processo de lodo ativado aprimorado • processo de tratamento de biofilme • processo de tratamento biológico anaeróbico • lagoa de estabilização, wetland construído e tratamento de solo • biorreator de membrana

Característica da Amostra - Localização

China

As instalações municipais de tratamento de águas residuais são a principal solução técnica para mitigar a poluição da água. Mas a purificação de águas residuais em ETEs e outras instalações de tratamento sempre ocorre com o custo do consumo de energia, uso de produtos químicos e impactos ambientais1,2, entre os quais as emissões de GEE são as mais preocupantes3,4. Embora as emissões de GEE de águas residuais façam apenas uma pequena contribuição para as emissões antropogênicas globais de GEE, ainda é importante mapear as emissões de GEE de sistemas de tratamento de águas residuais e estabelecer metas razoáveis ​​para a mitigação das emissões de GEE5,6. Para atingir esses objetivos, um inventário abrangente de GEE é um pré-requisito. Existem inúmeros estudos estabelecendo contas de GEE de ETEs7,8,9,10,11,12,13, mas ainda existem desafios e problemas.

As contas atuais de GEE muitas vezes não consideram diferenças de processos/tecnologias de tratamento. A contabilização das emissões de GEE das ETEs no nível regional usa principalmente fatores de emissão do IPCC, onde os processos de tratamento biológico centralizado são categorizados apenas em processos aeróbicos e anaeróbicos, mas negligenciam a diferenciação de subcategorias de tecnologias aeróbicas ou anaeróbicas7,10,11,12 ,13,14, levando a grandes incertezas dos fatores de emissão de GEE. Para contabilizar com precisão as emissões de GEE em WWTPs, processos/tecnologias detalhados devem ser considerados e analisados.

Frequentemente, apenas CH4 e/ou N2O são contabilizados, excluindo as emissões de CO2 de processos de tratamento biológico, pois 'estes são geralmente derivados de matéria orgânica moderna (biogênica) em excrementos humanos ou resíduos de alimentos e não devem ser incluídos nas emissões totais nacionais (IPCC 2019 , Volume 5, Capítulo 6, Página 7)'15. Mas pesquisas intensivas mostraram que uma quantidade significativa de CO2 fóssil é emitida diretamente de WWTPs, e assumir que todas as emissões diretas de CO2 são biogênicas pode subestimar as emissões de GEE16,17,18,19,20.

Os próprios GEE dissolvidos no efluente tratado têm potencial para serem liberados. Além disso, muitas hidrovias estão em condições eutróficas ou ricas em nutrientes, o que pode induzir ainda mais o lançamento de águas residuais a aumentar as emissões de GEE15. No entanto, as emissões de GEE das águas receptoras raramente são contabilizadas, devido à falta de dados sobre a qualidade da água do corpo receptor e das vias de descarga a jusante. Embora alguns estudos considerem emissões fora do local do efluente tratado, apenas uma via de descarga de entrada em rios, lagos ou oceanos foi assumida7,8,9. É essencial contabilizar as emissões de diferentes vias de descarga (como descarga direta em rios, lagos, reservatórios, mares, solo e terras agrícolas irrigadas com esgoto) para identificar as principais fontes de emissão, composição de GEE e sua contribuição para todo o sistema de tratamento de águas residuais.