Wastewater sector emits nearly twice as much methane as previously thought

اینڈلنگر سینٹر فار انرجی اینڈ دی انوائرمنٹ میں سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ کے پروفیسر اور اس سے وابستہ فیکلٹی مارک زونڈلو نے کہا، \”فضلہ کا شعبہ دنیا میں میتھین کے سب سے بڑے بشریاتی ذرائع میں سے ایک ہے۔\” \”چونکہ شہر شہری بنانا اور خالص صفر کے منصوبے تیار کرتے رہتے ہیں، وہ مائع گندے پانی کی صفائی کے شعبے کو نظر انداز نہیں کر سکتے۔\”

زونڈلو نے اس موضوع پر دو نئی تحقیقوں میں سے ایک کی قیادت کی، دونوں میں شائع ہونے والے کاغذات میں رپورٹ کیا گیا۔ ماحولیاتی سائنس اور ٹیکنالوجی ایک مطالعہ نے ریاستہائے متحدہ میں 63 گندے پانی کے علاج کے پلانٹس پر زمین پر میتھین کے اخراج کی پیمائش کی۔ دنیا بھر میں گندے پانی کو جمع کرنے اور ٹریٹمنٹ کے مختلف عملوں کے میتھین مانیٹرنگ اسٹڈیز سے شائع شدہ لٹریچر ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کے لیے مشین لرننگ کے دوسرے استعمال شدہ طریقے۔

\”زیادہ سے زیادہ لوگوں نے گندے پانی کے بنیادی ڈھانچے سے وابستہ میتھین کے اخراج کا مطالعہ نہیں کیا ہے، حالانکہ ہم جانتے ہیں کہ یہ میتھین کی پیداوار کے لیے ایک ہاٹ سپاٹ ہے،\” Z. Jason Ren، جنہوں نے دوسری تحقیق کی قیادت کی۔ رین سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ اور اینڈلنگر سینٹر فار انرجی اینڈ دی انوائرمنٹ کے پروفیسر ہیں۔

موسمیاتی تبدیلی پر بین الحکومتی پینل (IPCC) نے رہنما خطوط قائم کیے ہیں جو محققین اور امریکی ماحولیاتی تحفظ ایجنسی (EPA) جیسے اداروں کو ان کے مخصوص علاج کے عمل کی بنیاد پر گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس سے میتھین کے اخراج کا اندازہ لگانے کی اجازت دیتے ہیں۔ تاہم، یہ رہنما خطوط نسبتاً کم تعداد میں گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس پر محدود پیمائش سے تیار کیے گئے تھے۔

اور جب محققین نے مشرقی ساحل اور کیلیفورنیا میں 63 ٹریٹمنٹ پلانٹس کے پلمز کی پیمائش کرکے پودوں کے وسیع اخراج کی مقدار درست کرنے کے لیے پرنسٹن ایٹموسفیرک کیمسٹری ایکسپیریمنٹ (PACE) موبائل لیبارٹری کا استعمال کیا، تو انھوں نے پایا کہ آئی پی سی سی کے رہنما خطوط ہر سائز کے ٹریٹمنٹ پلانٹس کو مسلسل کم کرتے ہیں۔ اور علاج کے عمل.

اگر ان 63 پلانٹس کے نتائج نمائندہ ہیں، تو پورے امریکہ میں گندے پانی کی صفائی کی سہولیات سے میتھین کا اصل اخراج اخراج کے تخمینے سے تقریباً 1.9 گنا زیادہ ہوگا جو کہ موجودہ IPCC اور EPA گائیڈ لائنز کا استعمال کرتے ہیں، یعنی یہ گائیڈ لائنز 5.3 ملین میٹرک ٹن کے برابر میتھین کے اخراج کو کم کرتی ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کی.

دلچسپ بات یہ ہے کہ تحقیقی ٹیم جس نے میتھین کے اخراج پر لٹریچر ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کے لیے دوسرا آزاد مطالعہ کیا وہ بھی اسی نتیجے پر پہنچی: امریکہ میں میونسپل گندے پانی کے علاج سے میتھین کا تخمینہ تقریباً دوگنا تھا جو موجودہ رہنما خطوط پیش گوئی کریں گے۔

رین نے کہا، \”ہم دو مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے یہ ظاہر کرنے میں کامیاب رہے کہ میتھین کا اخراج گندے پانی کے شعبے کے لیے اس سے کہیں زیادہ بڑا مسئلہ ہے جو پہلے سوچا گیا تھا۔\”

گندے پانی کے میتھین کے اخراج میں معمول کے مشتبہ افراد

محققین کا خیال ہے کہ چونکہ IPCC کے رہنما خطوط گندے پانی کی صفائی کے پلانٹس کی ایک چھوٹی سی تعداد میں محدود پیمائش سے تیار کیے گئے ہیں، اس لیے وہ سہولیات کے درمیان موجود اخراج میں فرق کی درست نمائندگی نہیں کرسکتے ہیں۔

براہ راست پیمائش کے مطالعہ کے پہلے مصنف اور سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ میں گریجویٹ طالب علم، ڈینیئل مور نے کہا، \”ہدایات گندے پانی کے علاج کے ان نظاموں میں کارکردگی کی ایک خاص سطح کو فرض کرتی ہیں جو پودوں سے پودوں کی بنیاد پر موجود نہیں ہو سکتی ہیں۔\” انہوں نے رساو اور ناکارہ آلات کی طرف اشارہ کیا جو گندے پانی کی صفائی کرنے والے پلانٹس میں ناقابل شناخت ہو سکتے ہیں لیکن اہم گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کا باعث بن سکتے ہیں۔

تنقیدی جائزے کے پہلے مصنف اور پرنسٹن میں سول اور ماحولیاتی انجینئرنگ کے ایک پوسٹ ڈاکٹرل محقق Cuihong Song نے کہا کہ anaerobic digesters سے لیس ٹریٹمنٹ پلانٹس میتھین کے سب سے بڑے اخراج میں شامل تھے۔

اینیروبک ڈائجسٹر ایئر ٹائٹ برتن ہیں جن میں اینیروبک جرثومے ہوتے ہیں جو آکسیجن کے بغیر گندے پانی کے کیچڑ یا ٹھوس فضلہ کو توڑنے اور اس عمل میں میتھین سے بھرپور بائیو گیس پیدا کرنے کے لیے کام کرتے ہیں۔ اس میتھین کو علاج کے عمل کے دیگر پہلوؤں کو طاقت دینے کے لیے گرمی یا بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

لیکن جب انیروبک ڈائجسٹر غیر موثر طریقے سے کام کرتے ہیں تو، لیکس اور دباؤ کی تعمیر میتھین کو مفرور اخراج کے طور پر فرار ہونے کی اجازت دے سکتی ہے۔ سونگ نے کہا، \”اگر ڈائجسٹر گیس سے تنگ نہیں ہے، تو آپ میتھین کے زیادہ اخراج کو ختم کر سکتے ہیں۔\” محققین نے پایا کہ انیروبک ڈائجسٹر والے پودے بغیر ڈائجسٹر والے پودوں کی نسبت تین گنا زیادہ میتھین خارج کرتے ہیں۔

انیروبک ڈائجسٹروں سے زیادہ اخراج ایک سنگین مسئلہ ہو سکتا ہے: جب کہ انیروبک ڈائجسٹروں سے لیس گندے پانی کے علاج کے پلانٹس امریکہ کے تمام ٹریٹمنٹ پلانٹس میں سے 10% سے بھی کم ہیں، ان میں سے زیادہ تر پلانٹس بڑی سہولیات ہیں جو مل کر، تقریباً 55% علاج کرتے ہیں۔ ملک میں گندا پانی

مور نے مزید کہا کہ \”ان ڈائجسٹروں کو لاگو کرنے سے اخراج کو کم کرنے میں بہت زیادہ پیسہ خرچ ہو رہا ہے، کیونکہ نظری طور پر، یہ بند نظام ہیں۔ جب وہ صحیح طریقے سے کام کر رہے ہوں، تو آپ میتھین کو ایک جگہ پر سنٹرلائز کر سکتے ہیں،\” مور نے مزید کہا۔ \”یہ ناکاریاں اور لیکیجز ہیں جو بہت سے مسائل کا باعث بنتے ہیں۔\”

anaerobic digesters کے ساتھ ساتھ، تنقیدی جائزے سے پتہ چلا ہے کہ سیوریج سسٹم سے میتھین کا اخراج ملک گیر میتھین کے اخراج میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ تاہم، موجودہ رہنما خطوط بڑے پیمانے پر گٹروں سے مفرور میتھین کے اخراج کا حساب نہیں رکھتے، جس کے بارے میں محققین کا کہنا ہے کہ مستقبل میں گرین ہاؤس گیس کی انوینٹریوں کا حساب دینا ضروری ہے۔

رین نے کہا، \”ہمارے پاس امریکہ میں ایک ملین میل سے زیادہ گٹر ہیں، جو کہ بھرپور نامیاتی مادے سے بھرے ہوئے ہیں جو میتھین کے اخراج کا سبب بن رہے ہیں، لیکن ہمیں ان کے دائرہ کار کے بارے میں بہت کم سمجھ ہے۔\”

بہتر نگرانی، بہتر رہنما خطوط

محققین اب شراکت داروں کے ساتھ مل کر ایک انوینٹری اور طریقہ کار بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں جو مینیجرز کو آسانی سے اپنے میتھین کے اخراج کی نگرانی کر سکیں گے۔ گندے پانی کے علاج کے عمل کے ذرائع کی نشاندہی کرکے جو سب سے زیادہ میتھین کا اخراج کرتے ہیں، ان کا کام مفرور اخراج کو کم کرنے کی کوششوں کو بھی آگاہ کر سکتا ہے۔

مور نے کہا، \”میتھین کی فضا میں زندگی بہت کم ہے، لہذا اگر ہم پورے ملک میں اس کے اخراج کو ختم کرنے میں کامیاب ہو جاتے ہیں، تو گرمی میں میتھین کا حصہ تیزی سے کم ہو جائے گا،\” مور نے کہا۔ \”اب سے دس سال بعد، ہمیں میتھین کے بارے میں اتنی فکر نہیں کرنی پڑے گی۔\”

رین نے مزید کہا کہ انیروبک عمل انہضام جیسے عمل سے پیدا ہونے والا میتھین توانائی کے ایک قیمتی ذریعہ کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔ انہوں نے کہا کہ \”مفرور میتھین کے اخراج کی شناخت اور تخفیف کرنے سے، ہم دوہرے فوائد دیکھیں گے۔\” \”ہم قریبی مدت میں گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو کم کریں گے، اور ہم میتھین کی مقدار کو زیادہ سے زیادہ کریں گے جو ہم گندے پانی کے علاج کے عمل سے بازیافت کر سکتے ہیں۔\”

پھر بھی، ٹریٹمنٹ پلانٹس اور مختلف سائز اور علاج کے عمل کے سیوریج نیٹ ورکس سے مختلف اوقات میں میتھین کے اخراج کی نگرانی کے لیے مزید کام کی ضرورت ہے۔

مثال کے طور پر، کچھ مطالعات نے گندے پانی کے علاج کے پلانٹس سے میتھین کے اخراج کی طویل مدتی، مسلسل نگرانی کی ہے، اگرچہ اخراج کی شرح روزانہ یا موسمی طور پر بھی مختلف ہو سکتی ہے، موسم سرما کی نسبت موسم بہار اور گرمیوں میں عموماً زیادہ ہوتی ہے۔ زونڈلو نے کہا، \”بالآخر، ہمیں پودوں سے ہونے والے اخراج کا مکمل حساب کتاب کرنے کی ضرورت ہے۔ انہوں نے مزید کہا کہ سال کے مختلف اوقات میں اضافی پودوں کے بعد کی پیمائش کے ابتدائی تجزیوں نے اخراج میں موسمی تغیرات کو سمجھنے کی اہمیت کو اجاگر کیا ہے۔

ایک ہی وقت میں، محققین کو گٹر جیسے مشکل سے پہنچنے والے علاقوں سے اخراج کو سمجھنے کے لیے نمونے لینے کے بہتر طریقے تیار کرنے کی ضرورت ہوگی، کیونکہ سیوریج نیٹ ورکس کی پھیلی ہوئی نوعیت کے ساتھ ساتھ ان کی اعلی نمی کی سطح کے ساتھ اخراج کی درست تصویر کھینچنا مشکل ہو جاتا ہے۔ موجودہ طریقہ کار

ان رکاوٹوں پر قابو پا کر اور اپنی نگرانی کی کوششوں کو جاری رکھتے ہوئے، محققین تازہ ترین رہنما خطوط تخلیق کرنے کے لیے وسیع تر کوششوں میں حصہ ڈال سکتے ہیں جو گندے پانی کے شعبے سے میتھین کے اخراج کا بہتر اندازہ لگا سکتے ہیں۔

رین نے کہا، \”بہت سی ایجنسیاں اس بات کو تسلیم کر رہی ہیں کہ گندے پانی کے شعبے سے میتھین کے اخراج کا مطالعہ کرنا ضروری ہے۔\” \”یہ تحقیق صرف ہمارے اپنے نتائج کی اطلاع نہیں دے رہی ہے۔ ہم اس کی بازگشت کر رہے ہیں جسے وسیع تر تحقیقی برادری نے مشاہدہ کیا ہے اور علم کے ایک اہم خلا کے طور پر شناخت کیا ہے۔\”

تحقیقی منصوبوں کے لیے معاونت الفریڈ پی سلوان فاؤنڈیشن (یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ریور سائیڈ کے ساتھی پروجیکٹ لیڈ فرانسسکا ہاپکنز کے ساتھ)، صاف پانی کے چیلنج کے ذریعے ہائی میڈو انوائرنمنٹل انسٹی ٹیوٹ، اور انرجی اینڈ انوائرنمنٹ پروگرام کے ذریعے فراہم کی گئی۔ پال ایل بش ایوارڈ کے ذریعے واٹر ریسرچ فاؤنڈیشن۔