教授开发减少垃圾填埋场温室气体排放的方法

大多数人每周思考垃圾 30 秒——他们将垃圾桶带到路边所需的时间。

Tarek Abichou 花了三年时间专注于它。

作为弹性基础设施和灾难响应 (RIDER) 中心的执行主任和 FAMU-FSU 工程学院的土木与环境工程教授，他研究如何减少垃圾填埋场和其他来源的甲烷量。

他回答了有关 RIDER 的甲烷减排倡议 (MERI) 以及这项研究如何在减少温室气体排放方面发挥重要作用的问题。

为什么甲烷很重要?

很容易看出为什么很多人对甲烷知之甚少。当谈到温室气体时，头条新闻往往集中在二氧化碳 (CO2) 上，因此大多数科学家和工程师一直专注于减少二氧化碳。然而，尽管甲烷相对低调，但它在全球变暖中起着至关重要的作用。甲烷 (CH4) 造成了大约五分之一的温室气体效应，尽管地球大气中的甲烷 (CH4) 比二氧化碳少 200 倍。

甲烷的全球变暖潜能值 (GWP) - 或与二氧化碳相比的变暖效力 - 约为 23 到 80，具体取决于它的测量方式。这意味着它在 100 年内捕获大气中热量的效率是二氧化碳的 23 到 80 倍。

甲烷很重要的另一个原因是它在大气中的寿命为 10 到 12 年。这与二氧化碳非常不同，二氧化碳可以在大气中停留几个世纪。这就是为什么现在对甲烷采取行动很重要。

我们怎样才能减少大气中的甲烷?

人类活动约占全球甲烷排放量的 64%，垃圾填埋场约占其中的 15%。MERI 开发了新技术来测量和减少甲烷排放。

新的测量工具使我们能够量化垃圾填埋场对温室气体排放的贡献，并评估干预措施是否有效。其中包括使用无人机和其他遥感技术测量排放的方法，使我们能够更轻松地了解整个垃圾填埋场的甲烷排放情况，该填埋场可能有数百英亩大。

我们开发并现场测试了一系列生物过滤技术以减少排放。生物过滤器非常适合排放来自某一点的情况，例如垃圾填埋气井、废弃的油气井、煤矿或奶牛场通风系统。其他技术，例如生物覆盖物，是为更大的区域设计的。我们开发了允许用户考虑当地气候和土壤条件的工具，以优化细菌将甲烷转化为水和二氧化碳的速率。

另一个重要工具是将甲烷排放量的减少转化为碳信用的计算机模型。那么，如果存在碳信用市场，那么这种减少就具有财务价值。这让垃圾填埋场运营商有理由将时间和金钱投入到减少甲烷排放的项目中。

告诉我更多关于 MERI 为减少来自垃圾填埋场的甲烷量而开发的技术。

我们开发了一种可以轻松部署且无需花费大量资金的解决方案。它利用了一种天然存在的细菌，这种细菌生活在有甲烷的地方。我们正在优化其使用甲烷作为食物来源的能力。

我们的技术所做的是根据气候开发合适的土壤混合物和设计，以确保我们为细菌生长和消耗甲烷提供最佳条件。这些细菌是生物。就像我们一样，它们会对雨或热等天气条件做出反应。我们能够模拟它们在不同条件下的行为，因此我们可以解释它们在不同条件下的不同氧化能力。例如，你不能在阿拉斯加和佛罗里达一样设计生物过滤器。

这项研究具有跨学科成分，对吗?

是的。地球、海洋和大气科学系的 Jeff Chanton 是该倡议的一部分。我们见面时，他正在研究湿地的甲烷排放。垃圾填埋场和湿地有一些相似之处。它们都有由有机物分解引起的甲烷排放。在垃圾填埋场，这来自丢弃的食物和其他废物。在湿地，泥炭和植物土壤正在分解。Jeff 在测量甲烷氧化方面的专业知识转化为这项研究，并帮助指导创建工具以帮助管理垃圾填埋场排放的工程。

MERI 的下一步是什么?

我们认为，即使在全球范围内，我们也可以在这个问题上发挥重要作用。这个国家的大多数垃圾填埋场都经过精心设计、良好运营和严格监管。与世界其他地方相比，美国垃圾填埋场的排放相对优化。然而，在发展中国家，我们有许多管理不善的垃圾填埋场，这些垃圾填埋场是甲烷排放的更大来源。发展中国家缺乏减少垃圾填埋场甲烷排放的资源和知识。

我们开发的垃圾填埋场生物覆盖物是发展中国家的理想解决方案，因为它们可以同时减少甲烷排放以及土壤和地下水的污染。我们希望成为了解甲烷生物氧化、甲烷排放测量技术以及生物过滤器和生物覆盖物设计的地方。我们还设想我们可以帮助发展中国家开发融资工具，使用我们开发的“甲烷氧化碳信用”工具和协议来修复他们的垃圾填埋场。