Ученые из Колумбийского университета установили, что выбросы метана на мусорных полигонах могут значительно превышать существующие расчеты экологических ведомств. Исследователи проанализировали данные непрерывных наземных измерений, собранные за 2,5 года наблюдений. Статья опубликована в журнале Environmental Science & Technology.
Метан является мощным парниковым газом, способствующим нагреванию атмосферы планеты. Особая геометрическая структура его молекул позволяет активнее поглощать инфракрасное излучение по сравнению с углекислым газом. Одна тонна этого вещества дает такой же тепловой эффект, как 28 тонн диоксида углерода. По официальным данным за 2022 год, на мусорные полигоны приходится около 17% всех выбросов метана в США.
Стандартные методики оценки загрязнения строятся на экстраполяции данных об общем объеме отходов. Специалисты также учитывают показатели систем улавливания газа, установленных непосредственно на полигонах. Однако измерения с помощью спутников или самолетов периодически демонстрировали более высокие значения, чем прогнозировали математические модели. Главным недостатком воздушного мониторинга оставалась эпизодичность получаемых данных, зависящая от облачности и водяного пара.
Влияние сезонов и погоды
Для получения более точной картины исследователи использовали стационарную вышку, расположенную рядом с полигоном в штате Нью-Джерси. Датчики непрерывно фиксировали концентрацию газов в течение длительного времени, охватывая все сезоны года. Результаты наземного мониторинга совпали с контрольными замерами, сделанными во время пролетов авиации. Непрерывная фиксация данных позволила выявить факторы, напрямую управляющие интенсивностью выделения газов.
Анализ показал, что максимальные значения выбросов приходятся на начало зимы. Эту закономерность невозможно зафиксировать с помощью самолетов, так как полеты обычно совершаются летом. При понижении температуры микроорганизмы в верхних слоях почвы засыпают и перестают перерабатывать выходящий газ. При этом бактерии в глубине свалки продолжают активно вырабатывать метан благодаря сохраняющемуся теплу.
Роль атмосферного давления
Еще одним фактором, влияющим на эмиссию газов, стали зоны низкого атмосферного давления. При падении давления в окружающей среде метану становится физически проще выходить на поверхность. Во время действия антициклонов парниковые газы скапливаются внутри полигона, не имея возможности преодолеть сопротивление воздуха. Как только погодные условия меняются, происходит резкий и массивный выброс накопленного вещества в атмосферу.
По итогам наблюдений выяснилось, что в 2023 году полигон выделил в 5 раз больше газа, чем предполагали нормативы. Авторы работы рекомендуют экологическим службам проводить замеры в разные сезоны, обращая внимание на погодные условия. Операторам свалок предлагается усиливать работу систем откачки газа в периоды перед падением атмосферного давления. Широкое внедрение новой методики на других объектах поможет определить реальный масштаб проблемы выбросов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые нашли насекомое, способное разлагать пластик в своем кишечнике.