Wetenschap
De methode van de Amerikaanse Environmental Protection Agency voor het opsporen van methaanlekken op stortplaatsen is gebrekkig, en de uitstoot van dit krachtige hittevangende gas is waarschijnlijk veel hoger dan wat wordt gerapporteerd, volgens een nieuwe studie waarin stortplaatsen in Illinois en zeven andere staten worden geanalyseerd. P>
Het onderzoek, dat op 15 mei werd gepubliceerd door de non-profitorganisatie Industrious Labs, is het meest recente van verschillende rapporten waaruit blijkt dat exploitanten van stortplaatsen hun jaarlijkse uitstoot aan de federale overheid waarschijnlijk onderschatten, omdat grote methaanlekken onopgemerkt blijven.
Uit een onderzoek van Harvard met behulp van satellietgegevens die eerder deze maand werden vrijgegeven, bleek dat de emissies op stortplaatsen in het hele land in 2019 51% hoger waren dan de EPA-schattingen voor dat jaar. Een studie gepubliceerd in maart in het tijdschrift Science maakte gebruik van onderzoeken vanuit de lucht en ontdekte dat de emissies tussen 2016 en 2022 zelfs nog hoger waren.
“Het probleem is erger dan de cijfers laten zien of dan we dachten”, zegt Katherine Blauvelt, directeur circulaire economie bij Industrious Labs, dat de zware industrie opnieuw wil uitvinden op manieren die de uitstoot verminderen en het klimaat beschermen. Het onderzoek van de non-profitorganisatie was gebaseerd op EPA- en operatorgegevens.
Volgens het onderzoek staat Illinois op de achtste plaats in het land met de meeste methaanemissies uit stortplaatsen in 2022, het laatste beschikbare rapportagejaar.
Geurloos en kleurloos komt methaangas vrij in de atmosfeer wanneer voedselafval wordt afgebroken in een luchtdichte omgeving zonder zuurstof, zoals stortplaatsen, die de derde grootste bron van mensgerelateerde methaanemissies in het land zijn, na fossiele brandstoffen en landbouw. P>
Methaan wordt wel eens vergeleken met kooldioxide ‘op steroïden’, dus het terugdringen van de uitstoot ervan is van cruciaal belang om de opwarming van de aarde op de korte termijn te vertragen. Tijdens de eerste twintig jaar in de atmosfeer heeft methaan meer dan 80 keer de opwarmkracht van CO2 , waarmee effectief het tempo wordt bepaald voor de wereldwijde temperaturen in de nabije toekomst.
"Niemand betwist dat methaan afkomstig van stortplaatsen een impact heeft op de mens, op het milieu en op ons klimaat", aldus Blauvelt. "Ik denk dat er veel consensus over bestaat:we hebben betere instrumenten en betere manieren nodig om dat methaan af te vangen, om dat methaan te vinden. En de instrumenten en normen die stortplaatsexploitanten vandaag de dag volgen, zijn niet de voorbereiding voor succes." P>
Uit het onderzoek kwamen landelijke ‘verontrustende’ inconsistenties naar voren bij 29 stortplaatsen, waar exploitanten weinig tot geen methaanlekken documenteerden, en federale inspecteurs er later verschillende ontdekten. Tijdens inspecties op verschillende stortplaatsen in Illinois heeft de EPA bij verschillende faciliteiten tussen de 20 en 60 opmerkelijke methaanlekken aangetroffen.
Methaanlekken worden als een belangrijke bron van vervuiling beschouwd wanneer ze de methaanconcentratielimiet van de EPA van 500 delen per miljoen overschrijden.
Er zijn 96 stortplaatsen in Illinois; 54 van hen zijn verplicht om jaarlijkse schattingen aan de federale overheid te rapporteren vanwege de hoeveelheid broeikasgassen die zij uitstoten. Volgens documenten verkregen van de EPA en haar tegenhanger in de staat via verzoeken uit de Freedom of Information Act, waren dit enkele van de discrepanties die tussen 2021 en 2023 werden aangetroffen:
Buren van de stortplaats in Winnebago klagen al jaren over de geuren. Sinds de kwestie voor het eerst aan de orde kwam in 2019 hebben ruim 530 inwoners het bedrijf dat de faciliteit exploiteert, Waste Connections, aangeklaagd. Velen van hen hopen dat hun zorgen over de stank een bredere discussie op gang kunnen brengen over het beheer van stortplaatsen.
"Als we het methaanprobleem zouden kunnen oplossen, zouden we een heel eind op weg zijn naar de aanpak van broeikasgassen", zegt Brad Roos, president van Sustain Rockford, een non-profitorganisatie die Winnebago County helpt bij het ontwikkelen van een duurzaamheidsplan. "En omdat hun potentie zo hoog is, zou het een grote impact hebben. Weet je, het is misschien een kleiner percentage dan de totale uitstoot van kooldioxide, maar het is krachtig... Laten we ermee omgaan."
Waste Connections, dat de stortplaats in Winnebago exploiteert, Waste Management, dat de stortplaatsen Prairie Hill en Countryside exploiteert, en Republic Services, het bedrijf dat eigenaar is van de stortplaatsen Roxana en LandComp en meer dan twintig andere faciliteiten in Illinois, waren het niet eens met de bevindingen van de EPA. /P>
"Het monitoren van emissies uit stortplaatsen leidt tot veel discussie en is de bron van misvattingen geweest", aldus een verklaring van Republic Services. "De emissies op stortplaatsen variëren gedurende de dag als gevolg van factoren als het weer, de samenstelling en de ouderdom van het afval. De huidige meet- en rapportagetechnieken houden geen rekening met deze dynamische factoren, maar zijn van cruciaal belang om een representatieve beoordeling van de emissies op stortplaatsen te garanderen."
Inconsistente monitoring op lekken was slechts een van de tekortkomingen die in het onderzoek werden vastgesteld. Het materiaal dat wordt gebruikt om stortplaatsen af te dekken, wanneer gasopvangsystemen worden geïnstalleerd, en welke stortplaatsen nodig zijn om deze verzamelsystemen te installeren, dragen ook bij aan ondergerapporteerde emissies, aldus het onderzoek.
“Ik denk dat wat we zeggen is dat het systeem niet zo goed werkt. Het is niet zo dat het helemaal niet werkt”, zegt John Coequyt, directeur Amerikaanse overheidszaken bij het Rocky Mountain Institute, een non-profitorganisatie op het gebied van duurzaamheid. "Het is gewoon zo dat er soms een discrepantie bestaat tussen wat de operators vinden en wat inspecties, viaducten of satellieten vinden."
Stortplaatsen stoten methaan uit dat overeenkomt met 287 miljoen ton kooldioxide per jaar, wat hetzelfde is als 74 kolencentrales of meer dan 68 miljoen benzineauto's die een jaar lang op de weg rijden.
"Dit wordt een brand met vijf alarmsignalen voor het klimaat en voor gemeenschappen", zei Blauvelt.
Op een doordeweekse middag in maart liep Mark Furman op een groene heuvel op de stortplaats van Winnebago. Verborgen onder het gras lagen lagen afval; het onopvallende heuveltje bevindt zich bovenop een uitbreidingseenheid die in bedrijf was van de jaren negentig tot 2009. Zelfs nadat ze zijn afgedicht, kunnen inactieve eenheden nog steeds methaan vrijgeven.
Furman hield een pijp vast die was uitgerust met een GPS-apparaat en een sonde aan het uiteinde, en zweefde het apparaat, waarvoor patent is aangevraagd, een paar centimeter boven de grond. Hij controleerde de gesloten eenheid op methaanemissies als onderdeel van de driemaandelijkse inspectie van de stortplaats, die volgens hem wel twee uur zou kunnen duren. Als er lekken worden gevonden, wordt verwacht dat de stortplaats deze zal repareren.
Exploitanten in de sector beweren dat de EPA tijdens haar inspectie meer lekken opmerkt dan voor hun kwartaalrapporten, vanwege verschillen in testprocedures, zoals de afstand waarop de sonde tot de dekking wordt gehouden.
Tijdens de locatie-inspectie van juni 2021 op de locatie in Winnebago registreerde de EPA 59 overschrijdingen "duidelijk boven de historische tarieven", waarvan sommige "op locaties waren die onlangs gecorrigeerd zouden zijn", aldus het EPA-rapport.
"De EPA-kaart is als een kerstboom vol rode stippen van overschrijdingen", zei Blauvelt, kijkend naar satellietbeelden in de bijlage bij het federale rapport van die inspectie.
Volgens Kurt Shaner, vice-president engineering en duurzaamheid bij Waste Connections, worden de oppervlakte-emissies op de stortplaats in Winnebago gescand door iemand als Furman, die met een sonde over het terrein loopt, met het mondstuk 10 cm boven de grond.
“We zijn het er niet over eens hoe de Amerikaanse EPA sommige van hun oppervlaktescans heeft uitgevoerd toen ze onze locaties bezochten”, zei hij. "Ze gingen naar gasbronnen en staken het op de zijkant van de put... in de spleten langs de grond. We hebben dus een meningsverschil over hoe die test precies werd uitgevoerd en wordt gedaan."
Een EPA-woordvoerder zei dat het bureau geen commentaar kan geven op de details van de inspectie.
“De regelgeving voor stortplaatsen bevat normen voor de manier waarop monitoring van oppervlakte-emissies moet worden uitgevoerd”, aldus de verklaring. "Deze regelgeving vereist dat de monitoringsonde 5 tot 10 centimeter van het oppervlak van de stortplaats wordt gehouden. EPA-inspecteurs volgen deze methodologie bij het uitvoeren van inspecties van oppervlakte-emissiemonitoring op stortplaatsen."
Blauvelt zei dat lekkages over het hoofd kunnen worden gezien en niet worden gerapporteerd als een stortplaatsexploitant door het terrein loopt in een rasterpatroon van 30 meter, de lengte van een basketbalveld.
"Ze houden niet elke centimeter in de gaten. We kunnen deze naald-in-een-hooiberg-aanpak niet doen", zei ze, waarbij één persoon de opdracht krijgt om kleine scheurtjes in het deksel, dierenholen of losgeraakte pakkingen te vinden. . "Die dingen zijn moeilijk te zien op een stortplaats van hectares en hectares en hectares."
Een gorgelend geluid onderbrak het gezang van vogels, terwijl bellen bruisten uit een gat dat half bedekt was met gedroogd gras op de grond. In de video, gefilmd door federale inspecteurs op de Prairie Hill Landfill in Morrison in augustus 2021, toonde een meetapparaat een methaanoverschrijding van meer dan 2% aan:20.000 delen per miljoen, oftewel twee op de 100 luchtmoleculen, waren methaan. Het gas is ontvlambaar wanneer de aanwezigheid ervan in de lucht 5,3% bereikt.
"Als het meer dan 500 delen per miljoen is, is dat een overschrijding", zei Blauvelt. "En als het in percentages wordt uitgedrukt, dan weet je dat het echt slecht is:je bent al ver voorbij de delen per miljoen."
"Er is veel context bij deze zaken betrokken, en daarom is WM niet geneigd gedetailleerde opmerkingen te maken, afgezien van het feit dat die inspecties enkele jaren geleden plaatsvonden, net toen nieuwe regelgeving van kracht werd", aldus Waste Management in een verklaring. .
"Bijgevolg zou een gebrek aan volledige afstemming of overeenstemming met betrekking tot de bevindingen op dat moment niet onverwacht of ongegrond zijn. Hoe dan ook, WM ondernam tijdige en passende corrigerende maatregelen om de geïdentificeerde problemen op te lossen", aldus het bedrijf.
Elke dag stoten stortplaatsen methaan uit in de atmosfeer. In sommige gevallen lekken deze emissies uit scheuren of erosie in de bodembedekking. Volgens deskundigen omvat de regelgeving minimale eisen over het onderhoud, de reparatie en de monitoring van de dekking van stortplaatsen.
Het ontbreken van gasopvang- en controlesystemen of gebreken in de apparatuur kunnen er ook voor zorgen dat methaan ontsnapt. Deze systemen omvatten extractieputten om stortgas – vooral methaan en koolstofdioxide – op te vangen terwijl bacteriën afval afbreken. Leidingen transporteren het gas vervolgens om het via verbranding met een fakkel af te voeren of om te zetten in energie.
Maar alleen stortplaatsen van een bepaalde omvang zijn verplicht een opvang- en controlesysteem te installeren, een drempel die volgens voorstanders te hoog is. De huidige normen staan grote stortplaatsen ook vijf jaar toe voordat ze een verzamelsysteem moeten installeren in een eenheid die actief afval ontvangt.
Toch wordt de helft van de koolstof in voedselafval in 3,6 jaar afgebroken tot methaan, wat betekent dat veel methaan waarschijnlijk uit de stortplaats ontsnapt voordat het kan worden opgevangen. De EPA schat dat dit aantal op 61% ligt.
"Wat een gemakkelijke oplossing:laten we updaten en ervoor zorgen dat de gasinzameling op tijd gebeurt", zei Blauvelt. "Dat is allemaal geen rocket science. Het is haalbaar... Je lost het probleem op door de leidingen in de grond te steken voordat het voedselafval vergaat en de methaanlekken daadwerkelijk op te sporen zodra ze zich voordoen."
Omdat er geen technologie bestaat om de totale jaarlijkse uitstoot daadwerkelijk te meten, eist de federale overheid dat stortplaatsen een model gebruiken om te schatten wat ze in de atmosfeer vrijgeven.
"Wanneer bedrijven hun inventarisatie doen om te rapporteren aan het Greenhouse Gas Reporting (federaal programma), meten ze feitelijk helemaal geen uitstoot. Ze maken alleen een schatting van wat er op de stortplaats terechtkomt", zegt Coequyt van het Rocky Mountain Institute. "Dus wat ze rapporteren is slechts een gemodelleerd emissiepotentieel van de stortplaats. En wat we in deze rapporten ontdekken is dat dat model niet erg nauwkeurig is en dat het veel operationele problemen over het hoofd ziet."
De stortplaats in Winnebago, de grootste uitstoter van methaan op stortplaatsen in Illinois, rapporteerde aan de federale overheid dat de methaanemissies in 2022 gelijk waren aan 229.513 ton kooldioxide. Met behulp van een andere methodologie, die volgens Shaner een “nauwkeuriger beeld” geeft van hun uitstoot, schatten de stortplaatsexploitanten dat de faciliteit in 2022 een methaanuitstoot produceerde die overeenkomt met 131.775 ton kooldioxide. Beide methoden zijn gebaseerd op modellen.
De EPA erkende dat haar model verbeterd moest worden en heeft vorige maand de methodologie herzien om rekening te houden met operationele verschillen tussen faciliteiten. Op stortplaatsen kunnen deze variaties bestaan uit de hoeveelheid stilstand die optreedt wanneer gasopvangsystemen moeten worden gerepareerd, de efficiëntie van het materiaal voor landbedekking en de hoeveelheid organisch afval op de locatie.
Voorstanders dringen er bij het federale agentschap op aan om deze bijgewerkte regel de komende maanden verder door te voeren, omdat schattingen nog steeds gebaseerd zullen zijn op modellen en geen fysieke, directe metingen zullen opleveren van wat er ter plaatse gebeurt. Hoewel de schattingen nauwkeuriger zullen zijn, lost de update nog steeds niet het kernprobleem op van de uitstoot van methaan in een tempo dat waarschijnlijk alarmerender is dan bekend is.
In augustus zal de EPA haar normen en emissierichtlijnen in het kader van de Clean Air Act herzien en beslissen of deze wordt bijgewerkt. Voorstanders zeggen dat het agentschap ervoor kan kiezen om verregaande regelgeving te implementeren die exploitanten van stortplaatsen verplicht om de beschikbare best practices en technologieën te gaan gebruiken om de belangrijkste bronnen van methaanemissies en -lekken te identificeren en op te lossen.
"Wat we hopen dat EPA zal doen is een nieuwe standaard vaststellen voor de exploitatie van stortplaatsen, waarvoor het gebruik van moderne technologie vereist is", aldus Coequyt. "En die moderne technologie omvat drones, maar er zijn andere systemen die op stortplaatsen kunnen worden geïnstalleerd en die een enorm verschil zouden maken."
Technologie op de grond voor stortplaatsen kan klein maar krachtig zijn, zoals het automatisch afstemmen van een systeem dat automatisch en continu boorputten controleert op lekkages, wat volgens de EPA slechts één keer per kwartaal door een persoon moet worden gedaan.
"We hebben het erover dat je, in plaats van een lastig systeem van lopen op de stortplaats, een drone-operator inhuurt, en dan vinden zij de lekken en ga jij ze repareren", zei Coequyt. "Misschien moet je een iets duurder productiesysteem installeren. Misschien huur je een bedrijf in om de autotune op dat inzamelingssysteem uit te voeren... Dit zijn geen enorme veranderingen in de stortplaatsactiviteiten. Hier wordt gewoon veel meer aandacht aan besteed."
Sterkere regelgeving zou operators ook kunnen verplichten grotere methaanlekken op te sporen en te corrigeren die zijn geïdentificeerd door teledetectie-instrumenten zoals satellieten vanuit de ruimte.
"Hoewel er meer werk moet worden gedaan voordat nieuwe monitoringtechnologieën kunnen worden gebruikt om emissies te evalueren, blijven we bemoedigd dat deze technologieën in de loop van de tijd verbeteren", aldus de verklaring van Republic Services.
In de tussentijd implementeren sommige bedrijven baanbrekende, nabije grondtechnologie zoals drones, in de hoop hun vermogen om kleine methaanlekken en grote pluimen te detecteren en te repareren te verbeteren.
In zijn verklaring zegt Waste Management dat zijn stortplaatsen satelliet-, lucht- en grondmeettechnologieën gebruiken, in sommige gevallen tegelijkertijd, om gegevens te vergelijken en emissiemetingen te evalueren.
Shaner zei dat Waste Connections ook geïnteresseerd is in het implementeren van dergelijke technologieën op hun locaties, waaronder de stortplaats in Winnebago.
"Ik heb gehoord dat de satellietmethoden zeer krachtig zijn en dat ze snel grote gebieden kunnen bestrijken", zei hij. "En ik denk dat ze allemaal zeer goede concentratiegegevens opleveren."
Maar, zei hij, drones die zich dicht bij de grond bevinden en satellieten die zich hogerop bevinden, houden vaak geen rekening met weergegevens, vooral niet met de windsnelheid. Ze bieden dus niet noodzakelijkerwijs een compleet beeld van de totale emissies en zijn mogelijk beter geschikt om lekken op te sporen. .
"Het is moeilijk om satellietgegevens te nemen en deze in massa om te zetten", zei Shaner. "Satellietgegevens zijn echt goed. We hebben een satellietprovider gezien die een lekkende gasklep in iemands huis kon zien, tot op dat detailniveau. En je kunt iemand eropuit sturen om het lek te repareren en vervolgens op te lossen. Ik kan het gewoon niet bekijken. , voor onze toepassing, als een goede manier om flux, een hoeveelheid, te meten."
Om deze tekortkomingen van de nieuwe technologische benaderingen aan te pakken, zegt hij dat Waste Connections samenwerkt met een milieudienstverlener die een drone heeft ontwikkeld die is uitgerust met een windmeter.
"Door de zeer locatiespecifieke windgegevens te combineren met concentratie, weet je nu of de pluim zich vlak langs de grond of hoger in de lucht bevindt", zei Shaner. "Het haalt alle gekke wiskunde eruit... Elke keer dat de wiskunde ingewikkeld wordt, introduceer je potentiële fouten."
Voorstanders zeggen dat het garanderen van effectieve monitoring en opvang van methaan op stortplaatsen een kwestie is van prioriteiten stellen en politieke wil, en sommige wetgevers hebben zich bij hen aangesloten en er bij staats- en federale instanties op aangedrongen strengere regelgeving op het gebied van stortplaatsen in te voeren.
Begin 2023 diende senator Laura Fine, 9e district, een wetsvoorstel in om de rapportagemethoden en monitoringvereisten in Illinois te versterken. Er is geen vooruitgang geboekt, maar volgens het personeel werkt haar kantoor er nog steeds aan. In januari ondertekende de Amerikaanse vertegenwoordiger Sean Casten samen met 24 andere leden van het Congres een brief waarin hij vroeg of de EPA de emissienormen voor stortplaatsen voor vast stedelijk afval zou actualiseren.
Uit een recente analyse van EPA-gegevens uit 2023 door IT Asset Management Group, een bedrijf dat helpt bij het veilig verwijderen van elektronica, blijkt dat Illinois na Michigan en Indiana op de derde plaats staat van het land wat betreft het meeste afval op stortplaatsen per inwoner, met 56,6 ton stortafval per hoofd van de bevolking. – dat is 42,7% meer dan het nationale gemiddelde. In totaal heeft de staat ruim 712 miljoen ton afval op zijn stortplaatsen.
Het verbeteren en uitbreiden van gemeentelijke composteringsprogramma's zou de hoeveelheid organisch afval die naar stortplaatsen gaat, verminderen. Aangezien meer dan de helft van het methaan op stortplaatsen afkomstig is uit voedselverspilling, zou het aanpakken daarvan de uitstoot van het krachtige broeikasgas aanzienlijk verminderen.
Door Winnebago County te helpen een duurzaamheidsplan te ontwikkelen, begint Sustain Rockford met wat Roos, de president, ook wel 'laaghangend fruit' noemt:de gemakkelijkste en snelste overwinningen die publieke belangstelling kunnen wekken.
Eén van deze oplossingen is het terugdringen van voedselverspilling, wat gedaan kan worden door voedselresten te composteren, thuis op een erf of in verwerkingscentra in zuurstofrijke omgevingen. Het eindproduct kan worden gebruikt als een rijk bodemverbeteringsmiddel om de bodemgezondheid te verbeteren met zijn minerale voedingsstoffen en nuttige micro-organismen.
Het terugdringen van voedselverspilling kan niet alleen de eerste verdedigingslinie tegen broeikasgassen vormen, maar kan ook de druk op de levensduur van een stortplaats verlichten. Bij het huidige groeitempo zal de oostelijke uitbreidingseenheid van Winnebago County Landfill – die in 2019 werd geopend en wordt ontwikkeld tot 225 hectare – nog maar 10 tot 15 jaar afval kunnen accepteren.
“Neem mijn afval mee, houd mijn belastingen laag, zorg ervoor dat mijn straten geploegd worden en blijf uit de buurt – dat is de aanpak van de gemiddelde burger”, zei Roos. "Maar zijn ze zich ervan bewust dat de stortplaats een verwachte levensduur van nog eens zestien jaar heeft? Bijna niemand weet dat... Mensen hebben een druk leven, maar als je de luxe wilt hebben om dat leven te leiden, zul je dat moeten doen." leer wat dat inhoudt."
Net als andere exploitanten van stortplaatsen, zegt Shaner, staat Waste Connections open voor het onderzoeken van nieuwe manieren om te voorkomen dat afval de stortplaats van Winnebago County binnenkomt.
"Die beslissing wordt echt door de samenleving in het algemeen genomen, toch? Als de samenleving een anaerobe vergister (voor) voedselverspilling wil inzetten, zullen we dat doen", zei hij. "We doen ongeveer wat mensen willen dat we doen met hun afval. ... We zijn geen populaire sector. Niemand houdt van de vuilnisman, maar iedereen wil dat zijn afval wordt opgehaald."
Pleitbezorgers hopen op een culturele verschuiving die zowel betere gewoonten als eisen voor een beter, duurzamer afvalbeheer omvat.
"Het is niet zo simpel als:"Mijn afhaalmaaltijden van gisteravond die ik in de prullenbak heb gestopt, gaan gewoon weg." We leven allemaal met de gevolgen van dat voedsel-, papier- en tuinafval, 'zei Blauvelt. "Uiteindelijk gaat het hier om mensen. We verdienen allemaal gezonde en schone plekken om te wonen, werken en spelen."
Meer informatie: Daniel H. Cusworth et al, Kwantificering van de methaanemissies van stortplaatsen in de Verenigde Staten, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adi7735
Journaalinformatie: Wetenschap
Chicago Tribune 2024. Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.
Satellietmissie om te ontrafelen hoe wolken de toekomstige klimaatverandering beïnvloeden
De zeespiegel begint sneller te stijgen:dit is hoeveel Zuid-Florida verwacht
Meer >
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com