污水COD中化石碳排成分(二)

       污水中的生源碳

　　生活污水中有機物主要來源于人類排泄物及其生活活動過程產(chǎn)生的污水、廢棄物（如、手紙）、廚余殘渣等，主要成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、尿素、油類、酚、有機酸堿、表面活性劑、有機農(nóng)藥、取代苯類化合物等。這些有機物具有不同的生化特性，在污水處理過程的降解情況會有所不同。在不考慮污水總有機碳（TOC）來源時這樣的分類有助于確定污水生化特性，從而助選處理工藝。

　　然而，當需要明確CO2直接排放的生源屬性時，則需要從有機物來源進行定位和劃分。也就是說，污水中TOC需要將生源碳（Biogenic Carbon，BC）與化石碳（Fossil Carbon，F(xiàn)C）加以區(qū)分。顯然，洗滌劑、化妝品、藥物等等種種人工合成的化學產(chǎn)品全部或部分來源于地殼中所開采的石油加工化學品。而石化產(chǎn)品之原材料——石油和天然氣（隨之而來的可能是可燃冰）是經(jīng)過數(shù)億年時間被固定、封存在地殼中的化石碳。一旦開采和使用，大量的化石碳被轉化為CO2或原生態(tài)形式（如，CH4）而進入大氣圈。這勢必對大氣圈原有碳循環(huán)造成沖擊，導致溫室氣體濃度（CO2、CH4）劇增，成為當今世界氣候變暖的元兇。因此，這部分污水中由化石碳產(chǎn)生的CO2量應該補充納入溫室氣體排放清單。

　　污水中的化石碳

　　現(xiàn)代社會，污水中的化石碳與生源碳其實一并存在于有機物之中，以顆粒性有機碳（POC）和溶解性有機碳（DOC）兩種形式存在。經(jīng)過傳統(tǒng)一、二級污水處理，大多數(shù)有機物被用于合成細胞物質(zhì)（剩余污泥）或被分解轉化為CO2而進入大氣。由于有機碳來源不同，所直接排放的CO2可區(qū)分為生源性CO2（Biogenic Carbon Dioxide，IPCC排放清單中未計算）和化石源二氧化碳（Fossil Carbon Dioxide，IPCC排放清單中未列入）。以往認為化石碳在污水有機物中所占比例很小，可以忽略不計。然而，這種定性認識隨定量檢測技術水平提高和研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)忽略化石碳存在較大認識誤區(qū)。

化石碳放射性碳元素測定

　　對污水中化石碳含量測定目前采用的方法主要是放射性碳元素測定法。14C含量通常用樣品放射比度來表示，即，每g碳的放射性活度（Bq/g C）。在實際應用中，常使用相對濃度單位（A）予以表示，即，現(xiàn)代碳百分含量（pmc或% mod），如下公式所示。

　　A=Am×102/As（pmc）

　　中：Am—待測樣品的放射性比度（Bq/g C）；As—標準樣品的放射性比度（Bq/g C）。

　　在自然環(huán)境和污水處理廠進水和出水中，放射性14C測定法常被應用于追溯碳元素的來源。通過測定14C放射性比度，可以得到污水中現(xiàn)代碳的比例，這部分被測得的碳即所謂的生源碳。據(jù)此，可以推算出污水中化石碳的比例；再通過質(zhì)量守恒原理，對污水處理廠進/出水、剩余污泥和厭氧消化甲烷產(chǎn)物等樣品中的化石碳進行測定，以此計算得到污水處理過程中CO2直接排放中化石源CO2含量。