童家歆，張文龍，徐文筠，童林林

（1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京 210098； 2.鹽城高新水務(wù)有限公司，江蘇鹽城 224006）

工業(yè)園區(qū)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)包括取水、供水、集水、水處理、水回用等多個(gè)涉水環(huán)節(jié)，是維持園區(qū)正常運(yùn)行的生命線?，F(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)園區(qū)的用水需求較大，但用水效率普遍偏低，且傳統(tǒng)的水處理過(guò)程一般采用“以能消能”、“以物質(zhì)換取物質(zhì)”的模式，過(guò)度依賴能耗和藥耗，造成大量溫室氣體排放，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅污水處理環(huán)節(jié)，碳排放量已占全社會(huì)總排放量的約1.5%〔1〕。2021 年，國(guó)務(wù)院和科技部相繼提出要在工業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展和工業(yè)廢水低碳近零排放，因此，在工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展碳減排研究，已經(jīng)成為其綠色低碳發(fā)展的必然要求，也是服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要保障。

精準(zhǔn)碳核算是合理制定工業(yè)園區(qū)碳減排策略、推動(dòng)碳減排任務(wù)向前邁進(jìn)的前提和基礎(chǔ)，碳核算方法主要包括排放因子評(píng)估法、生命周期評(píng)價(jià)法（LCA）和投入產(chǎn)出法3 種〔2〕。排放因子評(píng)估法應(yīng)用最為廣泛，其在獲取碳排放直接活動(dòng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可用活動(dòng)數(shù)據(jù)與排放因子相乘計(jì)算生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中的碳排放量。排放因子又分為間接碳排放因子和直接碳排放因子，間接碳排放因子又稱為通用碳排放因子，在不同區(qū)域之間較為統(tǒng)一，而直接碳排放因子與區(qū)域氣候、處理工藝、運(yùn)行工況和水環(huán)境基礎(chǔ)等息息相關(guān)，波動(dòng)和差異性較大，因此直接碳排放因子的準(zhǔn)確性是水系統(tǒng)精準(zhǔn)碳核算的關(guān)鍵〔3-4〕。直接碳排放因子應(yīng)首選基于實(shí)地監(jiān)測(cè)和模型計(jì)算所得的本地化數(shù)據(jù)，然而目前水系統(tǒng)碳核算主要集中于污水污泥處理處置環(huán)節(jié)，并未涵蓋所有涉水環(huán)節(jié)，且取值多采用國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)特定地區(qū)、行業(yè)和涉水單元的本地化探索，這可能導(dǎo)致水系統(tǒng)碳排放量計(jì)量結(jié)果與實(shí)際值存在巨大的誤差，對(duì)區(qū)域招商引資和提標(biāo)改造決策方案造成影響，因此，在工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展碳排放因子本地化研究可為工業(yè)園區(qū)制定符合區(qū)域現(xiàn)狀的減碳或降碳規(guī)劃提供參考。

本研究以工業(yè)園區(qū)綠色低碳發(fā)展為背景，以電子信息行業(yè)典型工業(yè)園區(qū)為研究區(qū)域，以其水網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，基于野外采樣與實(shí)地監(jiān)測(cè)，量化不同涉水環(huán)節(jié)的直接碳排放因子，分析其分布特征，運(yùn)用相關(guān)性分析識(shí)別其關(guān)鍵影響因素，在此基礎(chǔ)上，量化關(guān)鍵影響因素對(duì)碳排放因子的影響，構(gòu)建工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)直接碳排放因子的本地化方程，并運(yùn)用蒙特卡洛法定量化探究直接碳排放因子的不確定性情況，驗(yàn)證所構(gòu)建本地化方程的合理性。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以鹽城市某典型工業(yè)園區(qū)的水網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，該區(qū)域地處亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡區(qū)，自然環(huán)境宜人，年均氣溫15.4 ℃，年降水量900~1 066 mm，年平均濕度82%，空氣質(zhì)量常年保持一級(jí)水平。區(qū)域占地面積為45 km2，用水戶包括100 余家工業(yè)企業(yè)，電子信息為其主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，多屬于智能終端制造行業(yè)，包括新型電子、柔性線路板、LED 生產(chǎn)等高新技術(shù)企業(yè)。目前已初步構(gòu)建了從核心部件到品牌整機(jī)、從硬件生產(chǎn)到軟件研發(fā)的全產(chǎn)業(yè)鏈條。

區(qū)域內(nèi)建有一座工業(yè)污水處理廠，規(guī)劃處理能力80 000 m3/d，一期規(guī)模為40 000 m3/d，占地約4.67萬(wàn)m2，主要處理智能終端產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)電子信息企業(yè)的污水和少量生活區(qū)污水。現(xiàn)階段實(shí)際處理量約為10 000 m3/d，污水處理工藝為“粗格柵及進(jìn)水泵房+均質(zhì)調(diào)節(jié)池及事故池+混合反應(yīng)池+初沉池+水解酸化池+AAO 生化反應(yīng)池+二沉池+磁混澄清池+濾池（預(yù)留）+加氯接觸池及出水泵房”，包括初沉污泥、水解污泥、剩余污泥和化學(xué)污泥在內(nèi)的原生污泥處理工藝為“污泥濃縮池+板框壓濾+外運(yùn)”。該污水處理廠尾水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際排放尾水水質(zhì)在累計(jì)頻率達(dá)到85% 時(shí)，出水COD、NH3-N、TP、TN 分別為27.80、1.89、0.21、8.61 mg/L。

該區(qū)域現(xiàn)狀水網(wǎng)絡(luò)如圖1 所示。供水過(guò)程的直接碳排放一般可以忽略不計(jì)〔5〕，因此，本研究將對(duì)企業(yè)內(nèi)部污水處理、污水管網(wǎng)和泵站、區(qū)域污水處理廠、尾水受納河流各涉水環(huán)節(jié)CO2、CH4、N2O 3 種溫室氣體的直接碳排放因子進(jìn)行本地化構(gòu)建。

圖1 工業(yè)園區(qū)現(xiàn)狀水網(wǎng)絡(luò)Fig.1 Current water network of the industrial park

1.2 樣品采集與數(shù)據(jù)獲取

工業(yè)園區(qū)水系統(tǒng)直接碳排放環(huán)節(jié)包括企業(yè)用水環(huán)節(jié)、污水收集環(huán)節(jié)、污水處理環(huán)節(jié)和尾水排放環(huán)節(jié)，為全面解析工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)碳排放因子相關(guān)特征，采樣點(diǎn)布設(shè)覆蓋了這些環(huán)節(jié)，在典型企業(yè)內(nèi)部污水處理站、區(qū)域污水管網(wǎng)和泵站、區(qū)域污水處理廠、尾水受納河流共4 個(gè)涉水環(huán)節(jié)設(shè)置了采樣點(diǎn)59 個(gè)，并采集到水樣59 個(gè)、泥樣59 個(gè)、氣體樣91 個(gè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)包括水溫（T）、溶解氧（DO）、pH、電導(dǎo)率（Cond）、氧化還原電位（ORP）、流速（v）；水樣的檢測(cè)指標(biāo)包括COD、TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、TOC、SO42-和重金屬；泥樣的檢測(cè)指標(biāo)包括TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、TOC、SO42-和重金屬（Cu、Ni）；氣體樣品檢測(cè)指標(biāo)包括CO2、CH4和N2O 的氣體濃度。

1.3 碳排放因子本地化方法

在企業(yè)用水環(huán)節(jié)、污水收集環(huán)節(jié)和污水處理環(huán)節(jié)，CO2、CH4、N2O 3 種溫室氣體的排放因子通常采用通量箱法獲取，相應(yīng)的計(jì)算見(jiàn)式（1）~式（7）〔6〕，式中EFCO2-1和EFCO2-2分別表示基于進(jìn)水COD 負(fù)荷和COD 去除負(fù)荷的CO2排放因子，EFCH4-1和EFCH4-2分別表示基于進(jìn)水COD 負(fù)荷和COD 去除負(fù)荷的CH4排放因子，EFN2O-1和EFN2O-2分別表示基于進(jìn)水TN 負(fù)荷和TN 去除負(fù)荷的N2O 排放因子，Eg表示一定時(shí)間內(nèi)各涉水單元CO2、CH4或N2O 排放量，V表示通量箱體積，S表示通量箱覆蓋面積，ρ表示溫室氣體對(duì)應(yīng)溫度下的密度，dC/dt表示箱內(nèi)溫室氣體濃度隨時(shí)間的變化率，St表示池體面積，Q表示處理水量，CODin和CODeff分別表示某環(huán)節(jié)進(jìn)水COD 和出水COD，TNin和TNeff分別表示某環(huán)節(jié)進(jìn)水TN 和出水TN，W表示輸出場(chǎng)外的污泥量，VSS 表示污泥揮發(fā)性懸浮物質(zhì)濃度，KCOD和KN分別表示污泥的COD 當(dāng)量和N當(dāng)量。

在尾水排放環(huán)節(jié)，以通量箱法獲取的氣體排放通量對(duì)碳排放情況進(jìn)行核算，其計(jì)算見(jiàn)式（8）〔6〕，式中F表示CO2、CH4或N2O 的排放通量，α表示單位時(shí)間靜態(tài)箱中氣體濃度的變化率，F(xiàn)′為單位轉(zhuǎn)化常數(shù)，V表示通量箱的體積，S表示通量箱覆蓋面積，M表示CO2、CH4或N2O 的摩爾質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)碳排放因子特征

本研究基于實(shí)地監(jiān)測(cè)與采樣，提出了適用于鹽城工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)的本地化碳排放因子，以更精確地進(jìn)行工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)直接碳排放核算。依據(jù)溫室氣體濃度、進(jìn)出水水量、COD 去除負(fù)荷、TN 去除負(fù)荷等水質(zhì)水量、氣體濃度和運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，分別計(jì)算企業(yè)用水環(huán)節(jié)、污水收集環(huán)節(jié)、污水處理環(huán)節(jié)的實(shí)測(cè)排放因子及尾水排放環(huán)節(jié)的排放通量，并做統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 各涉水環(huán)節(jié)實(shí)測(cè)排放因子或排放通量Fig.2 The emission factors or flux of each water related process

圖2中，在企業(yè)用水環(huán)節(jié)，CO2、CH4和N2O 的平均排放因子分別為0.094、0.009、0.000 36 kg/kg，CH4平均排放因子與《IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）中推薦的0.012 1 kg/kg 相近，N2O 的排放因子較小。

在污水收集環(huán)節(jié)，CO2最大排放因子為0.247 kg/kg，平均值與《指南》推薦的平均值相近，為0.068 kg/kg，符合理論計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果間的比例關(guān)系。CH4排放因子的范圍為0.000 02~0.045 kg/kg，N2O 排放因子的范圍為0.000 6~0.008 kg/kg。工業(yè)廢水收集過(guò)程中CO2、CH4、N2O 3 種溫室氣體排放因子的平均值均大于一般生活污水收集過(guò)程，原因可能是生活污水收集過(guò)程中大量可生物降解有機(jī)物被用于微生物生長(zhǎng)和呼吸，用于產(chǎn)甲烷的有機(jī)物不多。

在污水處理環(huán)節(jié)，CO2、CH4、N2O 的平均排放因子分別為7.504、0.145、0.000 4 kg/kg，在初沉池和AAO 反應(yīng)池處理環(huán)節(jié)中，CH4的排放因子遠(yuǎn)大于其在其他處理環(huán)節(jié)中的值，為污水處理過(guò)程中CH4的主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)，因而便于在此環(huán)節(jié)采取集中統(tǒng)一的減碳措施以減少其直接碳排放。同樣地，N2O 排放因子在AAO 反應(yīng)池中最大為0.003 kg/kg，應(yīng)當(dāng)在AAO 反應(yīng)池中集中采取單元參數(shù)優(yōu)化、運(yùn)行調(diào)整、曝氣控制等措施，以減少溫室氣體的直接排放。

在尾水排放環(huán)節(jié)，CO2、CH4、N2O 的平均排放通量分別為36.29、0.103、0.006 7 mmol/（m2·h），尾水入河后會(huì)導(dǎo)致河流溫室氣體排放通量的激增。

2.2 各涉水環(huán)節(jié)碳排放因子關(guān)鍵影響因素

污水處理環(huán)節(jié)的直接碳排放主要來(lái)源于二級(jí)處理過(guò)程，該過(guò)程利用微生物代謝活動(dòng)降解并去除污水中污染物〔7〕。污水中有機(jī)污染物被微生物攝取利用后，一部分被氧化為CO2，為微生物提供能量，一部分被微生物同化為細(xì)胞物質(zhì)。同時(shí)，微生物還會(huì)發(fā)生內(nèi)源呼吸，消耗體內(nèi)有機(jī)物，生成CO2。污水處理所涉及的處理單元形成厭氧環(huán)境，繼而在生物作用下生成并釋放CH4。此外，在實(shí)際運(yùn)行中，硝化與反硝化過(guò)程通常反應(yīng)不徹底，從而產(chǎn)生中間產(chǎn)物N2O，并釋放于大氣。從上述污水收集和污水處理過(guò)程的溫室氣體產(chǎn)生原理可知，直接碳排放因子與所采用的工藝類型、管理運(yùn)行水平、所在區(qū)域氣候等息息相關(guān)，故將各水質(zhì)、泥質(zhì)指標(biāo)與實(shí)測(cè)碳排放因子/排放通量做相關(guān)性分析，以識(shí)別水網(wǎng)絡(luò)中影響碳排放的關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 水、碳指標(biāo)相關(guān)性分析Fig.3 Correlation analysis of water and carbon index

圖4 碳排放因子/排放通量與環(huán)境變量相關(guān)性Fig.4 Correlation analysis of environmental varible and carbon emission factors/flux

基于圖3、圖4 水網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)、泥質(zhì)指標(biāo)與溫室氣體直接碳排放因子/排放通量的相關(guān)性分析結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在企業(yè)用水環(huán)節(jié)，CO2排放與NO2--N 顯著負(fù)相關(guān)，CH4排放與水體TOC 負(fù)相關(guān)，N2O 排放與COD 正相關(guān)。在污水收集環(huán)節(jié)，CO2排放與TP、NH4+-N 正相關(guān)，CH4排放與水體COD、TN、TP、NH4+-N 和TOC 正相關(guān)，與底泥TP（TP_S）負(fù)相關(guān)，N2O 排放與水體T、Cond、v、TP、NH4+-N、SO42-和銅離子濃度正相關(guān)，與TP_S 負(fù)相關(guān)。在污水處理環(huán)節(jié)，CO2、CH4和N2O 3 種氣體排放均與TN、TP、銅離子、鎳離子濃度正相關(guān)。尾水排放環(huán)節(jié)CO2排放與DO 呈負(fù)相關(guān)。

除污水收集功能外，污水管網(wǎng)也是厭氧發(fā)酵的反應(yīng)區(qū)，CO2和CH4均可在此過(guò)程中產(chǎn)生〔8〕。管壁生物膜和底部沉積物是微生物反應(yīng)的主要發(fā)生地點(diǎn)，只有一小部分生物量懸浮在水體中。廢水中含有豐富的有機(jī)物，有機(jī)物（特別是溶解性有機(jī)物）的流失增加了管網(wǎng)中CO2和CH4的排放量。當(dāng)有機(jī)物濃度較高時(shí)，揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生更加快速高效，這是產(chǎn)甲烷菌的良好碳源，也是厭氧條件下產(chǎn)甲烷菌生存所需的電子供體。

相關(guān)研究表明，在污水處理環(huán)節(jié)中，影響CH4直接排放的因素包括進(jìn)水和出水COD 以及廢水處理量，即CH4直接排放量與厭氧反應(yīng)分解的有機(jī)碳量相關(guān)。此外，好氧池、曝氣沉砂池中的DO 以及沉淀池的水溫對(duì)CH4排放因子也有很大影響，ORP 也對(duì)CH4排放有一定影響，厭氧和缺氧段的ORP 越低，CH4排放量越大。影響N2O 直接排放的因素是進(jìn)水和出水中的TN 以及污水處理量，即處理過(guò)程中分解的有機(jī)氮量，特別是污水中的NO2--N。據(jù)研究，NH4+-N 在生物脫氮過(guò)程，特別是硝化過(guò)程中對(duì)N2O的形成和積累起重要作用〔9〕。污水管道中的厭氧黑暗環(huán)境會(huì)快速消耗氧氣，N2O 還原酶是對(duì)氧氣最為敏感的反硝化酶，有微量的氧存在時(shí)就會(huì)抑制它的活性而導(dǎo)致N2O 的積累。此外，N2O 排放因子還受污水性質(zhì)（碳氮比、碳源類型、N2O 還原酶抑制劑）、運(yùn)行工況、處理工藝和微生物種群結(jié)構(gòu)等因素的影響〔10〕。

在尾水排放環(huán)節(jié)，河流中的有機(jī)污染物對(duì)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)很大。河流下墊面不同氮污染特征也不同，導(dǎo)致碳排放與氮污染具有不同特性。在污染較輕的城市河流，水體的物化指標(biāo)也是碳排放的重要影響因素〔11〕。當(dāng)尾水排放入河流時(shí)，短期內(nèi)會(huì)將大量CH4引入城市河流，大大增加河流的瞬時(shí)碳排放量，釋放大量的CH4〔12〕；而從長(zhǎng)期來(lái)看，尾水排放會(huì)促進(jìn)河流的碳循環(huán)，提高河流溫室氣體的排放潛勢(shì)〔13〕。

綜合以上分析，各涉水環(huán)節(jié)篩選出的關(guān)鍵指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 各涉水環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)Table 1 Key index of each water related process

2.3 工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)碳排放因子本地化

本研究基于溫室氣體排放實(shí)地監(jiān)測(cè)與采樣，對(duì)企業(yè)污水處理、污水管網(wǎng)、污水處理廠、尾水排放等涉水環(huán)節(jié)及水網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的碳排放進(jìn)行檢測(cè)。之后以為工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)碳排放清單構(gòu)建提供基礎(chǔ)為目標(biāo)，基于各涉水環(huán)節(jié)碳排放因子及對(duì)應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合溫室氣體排放機(jī)理，運(yùn)用Matlab 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，構(gòu)建直接碳排放因子的本地化方程，所得企業(yè)用水環(huán)節(jié)、污水收集環(huán)節(jié)、污水處理環(huán)節(jié)、尾水排放環(huán)節(jié)直接碳排放因子（或排放通量）本地化方程分別見(jiàn)式（9）~（11）、式（12）~（14）、式（15）~（17）、式（18）~（20）。式中，θ為溫度系數(shù)，取值為1.05，T為水溫（℃），C、N、COD、OD、TN、TP、CNH4+、CNO2-均以質(zhì)量濃度計(jì)（mg/L）。

1）企業(yè)用水環(huán)節(jié)。

2）污水收集環(huán)節(jié)。

3）污水處理環(huán)節(jié)。

4）尾水排放環(huán)節(jié)。

對(duì)本地化方程構(gòu)建效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 本地化方程構(gòu)建效果評(píng)價(jià)Table 2 Effect evaluation of the construction for the localization equations

如表2 所示，污水收集環(huán)節(jié)CO2和CH4排放因子的擬合R2較低，分別為0.512 和0.521，可能是因?yàn)槭占^(guò)程中污水管網(wǎng)中的溫室氣體會(huì)通過(guò)井蓋上的小孔揮發(fā)泄漏到空氣中，造成溫室氣體濃度測(cè)定的不確定性。后續(xù)需要更多的研究來(lái)改進(jìn)污水管網(wǎng)中碳排放因子的本地化方程，以更好地預(yù)測(cè)管網(wǎng)中CO2和CH4的排放情況。除污水收集環(huán)節(jié)外，其他涉水環(huán)節(jié)的碳排放因子/排放通量本地化方程擬合R2均在0.9 以上，總體上構(gòu)建效果良好。

進(jìn)一步地，采用定量分析法對(duì)碳排放因子/排放通量的不確定性進(jìn)行分析。首先獲得每個(gè)輸入水質(zhì)指標(biāo)的概率分布特征，利用蒙特卡洛模擬法對(duì)每個(gè)指標(biāo)在其概率分布范圍內(nèi)隨機(jī)生成200 個(gè)對(duì)應(yīng)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并將其帶入所構(gòu)建的本地化方程中得到各涉水環(huán)節(jié)碳排放因子/排放通量的概率分布圖，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 排放因子本地化方程不確定性分析Fig.5 Uncertainty analysis of the localization equations for emission factors

由圖5 可知，除污水處理環(huán)節(jié)CH4的碳排放因子外，其余所有碳排放因子/排放通量均服從偏態(tài)分布。企業(yè)用水環(huán)節(jié)的CO2、CH4、N2O 排放因子分布范圍分別為0~0.2、0~0.025、0~0.009 kg/kg，污水收集環(huán)節(jié)的CO2、CH4、N2O 排放因子分布范圍分別為0~0.3、0~0.045、0.003~0.007 kg/kg，污水處理環(huán)節(jié)的CO2、CH4、N2O 排放因子分布范圍分別為0~0.4、0~0.5、0~0.006 kg/kg；尾水排放環(huán)節(jié)的CO2、CH4、N2O 排放通量分布范圍分別為0~55、0~7、0.002~0.017 mmol/（m2·h）。與其他涉水環(huán)節(jié)相比，污水處理環(huán)節(jié)CH4的碳排放因子不確定性最大。

鄧淋月等〔14〕研究表明碳排放因子具有明顯的季節(jié)特征，因此為進(jìn)一步降低本地化方程的不確定性，后續(xù)研究應(yīng)提高采樣的次數(shù)和頻率，在不同季節(jié)甚至是不同月份對(duì)工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)水量、活動(dòng)水平和溫室氣體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，得到更為精確、穩(wěn)定的本地化碳排放因子方程。

3 結(jié)論

本研究聚焦于工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)中的溫室氣體直接碳排放特征與關(guān)鍵影響因素，基于野外采樣與實(shí)地監(jiān)測(cè)，運(yùn)用相關(guān)性分析識(shí)別了不同涉水環(huán)節(jié)直接碳排放因子的關(guān)鍵影響因素，量化了關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)對(duì)直接碳排放因子的影響并構(gòu)建了本地化方程，最后運(yùn)用蒙特卡洛模擬法進(jìn)行了碳排放因子不確定性分析，所得結(jié)論如下：

1）通過(guò)對(duì)不同涉水環(huán)節(jié)碳排放因子的分析發(fā)現(xiàn)，企業(yè)污水處理過(guò)程中排放濃度最高的溫室氣體是CO2，而CH4和N2O 排放強(qiáng)度略低。污水收集環(huán)節(jié)排放濃度較高的溫室氣體主要是CO2和CH4，但由于CH4的全球增溫潛能強(qiáng)，在污水收集管網(wǎng)中受環(huán)境因素的影響大，因此應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注CH4的產(chǎn)排和控制。污水處理環(huán)節(jié)中CH4排放因子在污水處理廠各水池中的差異較大，排放點(diǎn)位較為集中，初沉池和AAO反應(yīng)池中的CH4排放因子遠(yuǎn)大于其他處理環(huán)節(jié)中的CH4排放因子，因此該處理環(huán)節(jié)是污水處理過(guò)程中CH4排放的主要環(huán)節(jié)。在尾水排放環(huán)節(jié)，尾水入河后會(huì)導(dǎo)致河流溫室氣體排放通量的激增。

2）在工業(yè)園區(qū)水網(wǎng)絡(luò)中，企業(yè)用水環(huán)節(jié)的直接碳排放關(guān)鍵影響因素有T、NO2--N、COD 和TN，污水收集環(huán)節(jié)的直接碳排放關(guān)鍵影響因素有水體NH4+-N、NO2--N、COD、TN、T、NO2--N 和TP，污水處理環(huán)節(jié)的直接碳排放關(guān)鍵影響因素有水體TN、NH4+-N、COD 和DO，尾水排放環(huán)節(jié)的直接碳排放關(guān)鍵影響因素有水體T、DO、TN、COD 和TP。本研究中，除污水收集環(huán)節(jié)CO2和CH4排放因子外，本地化方程的擬合R2均接近或高于0.9，總體上本地化方程構(gòu)建效果良好。同時(shí)，除污水處理環(huán)節(jié)CH4的碳排放因子外，其余所有涉水環(huán)節(jié)碳排放因子均服從偏態(tài)分布，因此與其他涉水環(huán)節(jié)相比，污水處理環(huán)節(jié)CH4的碳排放因子不確定性最大。