Исследование "Изучение высоких выбросов метана из городских районов, обнаруженных TROPOMI, и их связи с неочищенными сточными водами" было проведено Бенджамином де Фоем, доктором философии, профессором наук о Земле и атмосфере в Университете Сент-Луиса, и опубликовано онлайн 14 марта.

Исследователи обнаружили, что выбросы метана при сбросе неочищенных сточных вод являются основной причиной глобальных выбросов метана и что улучшение очистки сточных вод в городских районах может привести к значительному сокращению выбросов парниковых газов, помогая городам в стремлении к углеродной нейтральности.

"По нашим оценкам, сокращение сбросов неочищенных сточных вод могло бы сократить глобальные выбросы метана на 5-10%", - сказал де Фой. "Это также могло бы принести значительные экологические и человеческие выгоды".

Двумя крупнейшими факторами, влияющими на изменение климата, являются углекислый газ и метан. В 2021 году глобальные концентрации метана увеличились самыми высокими темпами за всю историю наблюдений, и текущие оценки кадастра выбросов метана не могут объяснить последние тенденции.

Одним из методов оценки выбросов метана является дистанционное зондирование со спутника, например, с помощью прибора для мониторинга тропосферы (TROPOMI) на борту спутника-предшественника Sentinel 5. Это позволяет измерять метан и другие загрязнители воздуха по всему миру с ноября 2017 года.

Исследование показывает, что выбросы метана из городских районов могут быть занижены в 3-4 раза в Базе данных о выбросах для глобальных атмосферных исследований (EDGAR) по кадастру выбросов парниковых газов. Результаты исследования были обобщены на 385 городских районов по всему миру с населением более 2 миллионов человек в каждом, что позволяет предположить, что на их долю может приходиться до 22% глобальных выбросов метана.

Оценки выбросов по 61 городскому району не коррелируют с общим или секторальным кадастром выбросов EDGAR. Однако они коррелируют с расчетными показателями неочищенных сточных вод, варьирующимися от 33 кг метана на человека в год для городов с нулевым уровнем неочищенных сточных вод до 138 кг метана на человека в год для городов с наибольшим количеством неочищенных сточных вод.

В исследовании рассматривались различные сценарии сокращения выбросов в 61 городском районе, а также для всех районов с населением более 2 миллионов человек. За счет сокращения выбросов 33 городов со средним или высоким уровнем неочищенных сточных вод до среднего уровня выбросов городов с нулевым или низким уровнем выбросов неочищенных сточных вод можно было бы сократить 2% от общего объема выбросов в мире. Если бы все 61 город сократили свои выбросы до самого низкого уровня, это сократило бы 6% от общего объема выбросов метана в мире.

Модель исследователей указывает на то, что большая доля общих выбросов метана приходится на неочищенные сточные воды, а не на другие варианты, включая утечки природного газа или устаревшую инфраструктуру.

"Наши оценки выбросов метана предполагают, что в окружающей среде образуется метан в результате выброса неочищенных сточных вод, что намного превышает оценки в текущих кадастрах", - сказал де Фой. "Некоторые городские районы могли бы сократить свои выбросы на 50% и более, полностью очистив все свои сточные воды".

Исследователи говорят, что необходима дополнительная работа по преодолению разрыва между кадастрами и измерениями, чтобы создать более уточненный глобальный кадастр выбросов и более точно определить различия в выбросах от города к городу. Например, города Европы и Китая выбрасывают гораздо меньше метана, чем города Северной Америки и Азии.

Де Фой сказал, что внутри стран могут быть большие различия, отметив, что в Милуоки наблюдается значительное увеличение выбросов метана, а в соседнем Миннеаполисе - нет, что может быть связано с различиями в способах обращения с ливневой водой и сточными водами.

Сто пятьдесят стран взяли на себя обязательство сократить свои выбросы метана на 30% к 2030 году по сравнению с 2020 годом в рамках Глобального обязательства по метану. Усовершенствованная очистка сточных вод могла бы внести значительный вклад в достижение этой цели.

Среди дополнительных авторов - Джеймс Дж. Шауэр, доктор философии, профессор экологической инженерии Уильяма К. Бойла и директор Государственной лаборатории гигиены штата Висконсин в Университете Висконсин-Мэдисон; Альба Лоренете, доктор философии, научный сотрудник Нидерландского института космических исследований (в настоящее время работает в Фонде защиты окружающей среды); и Тобиас Борсдорф, доктор философии, научный сотрудник Нидерландского института космических исследований.

Эта работа была частично поддержана двумя грантами Государственного департамента Соединенных Штатов (SMLAQM19CA2361 и SLMAQM20CA2398). Обработка данных TROPOMI осуществлялась в национальной электронной инфраструктуре Нидерландов при поддержке SURF Cooperative.