Когда мы говорим об изменении климата и парниковых газах, углекислый газ (CO2) — первое, что приходит на ум большинству. Мы видим это постоянно: «Нам необходимо сократить выбросы CO2, чтобы смягчить последствия изменения климата». И хотя да, это правда, углекислый газ — лишь один из многих парниковых газов, способствующих изменению климата, и даже не самый мощный.
Метан (CH4) является вторым по значимости парниковым газом, способствующим изменению климата. Он в 80 раз более эффективен , чем углекислый газ, но его часто упускают из виду, поскольку он разлагается в атмосфере гораздо быстрее. Таким образом, хотя углекислый газ является мощным фактором долгосрочного потепления атмосферы, метан является наиболее эффективным в краткосрочной перспективе.
Метан, как и углекислый газ, также является природным газом, производство которого ускорилось в результате деятельности человека. Естественно, это происходит в заболоченных местах и при пожарах, но добыча ископаемого топлива и сельское хозяйство под руководством человека увеличивают выбросы. Еще одним, возможно неожиданным, источником метана являются свалки, поскольку все, что разлагается, также производит сильнодействующий газ.
По данным Министерства окружающей среды и изменения климата Канады (ECCC), в 2019 году на свалки приходится более 85 процентов ежегодных выбросов метана в стране .
В настоящее время крупнейшие свалки должны иметь инфраструктуру, улавливающую метан и преобразующую его в углекислый газ путем сжигания, который затем можно использовать в качестве энергии. Эта инфраструктура была невероятно успешной в сокращении выбросов метана со свалок в течение первых 30 лет ее использования, но с тех пор застопорилась.
Метан, образующийся на свалках, улавливается и либо сжигается, либо превращается в полезную энергию. (Лондонский Сити)
Как сказано в сообщении ECCC, в 2019 году инфраструктурой по улавливанию метана были оборудованы 112 свалок. Однако фактически была уловлена только треть выбросов метана с объектов.
Исследователи из Института исследования Земли и космоса Западного университета в Лондоне, Онтарио, в партнерстве с лондонским Сити, а также GHGSat и Concord Environmental, возглавили новый проект по изучению количества выбросов метана из лондонской свалки.
Свалка Лондона W12a, используемая в проекте, является одной из свалок в Канаде, где используется инфраструктура улавливания метана. Доктор Сара Галлахер, директор Института исследования Земли и космоса Западного университета и руководитель группы проекта, говорит, что одна из целей этого проекта — измерить, сколько метана улавливает нынешняя инфраструктура.
«Поэтому они знают, сколько метана они улавливают, но не знают, весь ли это метан», — сказал доктор Галлахер. «У города есть модель количества выбросов метана, но они не знают, насколько она точна. Так что одна из наших целей — выяснить, насколько точна эта модель, потому что мы сможем измерить выбросы метана на земле с помощью дрона из космоса и определить, сколько их выбрасывается».
«Другая особенность заключается в том, что они также могут видеть, например, есть ли утечки, которые они не фиксируют», — добавила она.
Свалка W12a в Лондоне, Онтарио. станет местом будущего проекта. (Лондонский Сити)
Использование разных подходов
Для измерения выбросов метана на свалке команда будет использовать четыре различных подхода для проведения исследований, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Одним из подходов является измерение метана с уровня земли с использованием систем непрерывного мониторинга, созданных инженерами инженерного факультета Вестерна.
«Это непрерывно, и это замечательно, потому что у вас есть прекрасный рекорд времени, но это всего лишь четыре места. Так что в этом его слабость», — заявил доктор Галлахер.
Другой подход, в котором до сих пор используются наземные измерения, заключается в том, что группа четыре раза в год выходит пешком с детектором и вручную обследует всю свалку, что называется «подметанием земли».
«Это довольно точно, потому что человек несет детектор и проходит через всю свалку, так что вы находитесь прямо на земле. Но это происходит только четыре раза в год, и это не так уж приятно; это не лучшая работа».
Команда также будет проводить исследования в небе, используя дроны, оснащенные теми же детекторами, что и люди на земле, и используя спутниковые изображения.
Описывая подход беспилотника, доктор Галлахер сказал: “Он будет обладать очень высоким пространственным разрешением. Но когда вы измеряете что-то над землей, возникает некоторая неуверенность в том, действительно ли вы фиксируете все, потому что это действительно важно. Например, если на свалке дует сильный ветер, это может повлиять на то, насколько хорошо вы все запечатлеваете”.
Спутниковые снимки смогут восполнить пробелы, имеющиеся у беспилотника, поскольку смогут запечатлеть всю протяженность метановых шлейфов от земли до космоса.
Эти обследования будут проводиться в течение одного года не только для проверки эффективности каждого подхода, но и для того, чтобы выяснить, существует ли какая-либо сезонная изменчивость выбросов метана.
Что касается того, что произойдет после завершения проекта, “мы хотим иметь возможность предоставить информацию городу, чтобы они могли разработать наилучший протокол мониторинга для эффективного управления свалкой”, — сказал доктор Галлахер.
“У нас такая тесная связь с городом, потому что в конечном счете мы хотим сделать что-то полезное, чтобы они могли наилучшим образом справляться с управлением свалкой”.
За пределами Лондона
Информация, собранная в ходе этого проекта, будет полезна не только Лондону, но и другим муниципалитетам по всей Канаде. Доктор Галлахер заявил, что команда поделится своими выводами с другими муниципалитетами, чтобы помочь им разработать собственные обоснованные протоколы управления свалками. Она также сказала, что эти выводы могут быть распространены даже на другие секторы и отрасли промышленности, которые являются основными производителями выбросов метана. “Это еще один момент обмена исследованиями: часто, когда вы проводите свое исследование для решения конкретной проблемы, может оказаться, что оно может решить и другие проблемы”.
“Нам просто очень повезло, что у нас есть весь этот опыт в Western, так что мы можем собрать вместе эту команду, и все они смогут применить свои методы к этой проблеме, чтобы найти наилучший способ управления свалкой”.