污水COD中化石碳排成分(二)

       污水中的生源碳

　　生活污水中有机物主要来源于人类排泄物及其生活活动过程产生的污水、废弃物（如、手纸）、厨余残渣等，主要成分是碳水化合物、蛋白质、脂肪、尿素、油类、酚、有机酸碱、表面活性剂、有机农药、取代苯类化合物等。这些有机物具有不同的生化特性，在污水处理过程的降解情况会有所不同。在不考虑污水总有机碳（TOC）来源时这样的分类有助于确定污水生化特性，从而助选处理工艺。

　　然而，当需要明确CO2直接排放的生源属性时，则需要从有机物来源进行定位和划分。也就是说，污水中TOC需要将生源碳（Biogenic Carbon，BC）与化石碳（Fossil Carbon，FC）加以区分。显然，洗涤剂、化妆品、药物等等种种人工合成的化学产品全部或部分来源于地壳中所开采的石油加工化学品。而石化产品之原材料——石油和天然气（随之而来的可能是可燃冰）是经过数亿年时间被固定、封存在地壳中的化石碳。一旦开采和使用，大量的化石碳被转化为CO2或原生态形式（如，CH4）而进入大气圈。这势必对大气圈原有碳循环造成冲击，导致温室气体浓度（CO2、CH4）剧增，成为当今世界气候变暖的元凶。因此，这部分污水中由化石碳产生的CO2量应该补充纳入温室气体排放清单。

　　污水中的化石碳

　　现代社会，污水中的化石碳与生源碳其实一并存在于有机物之中，以颗粒性有机碳（POC）和溶解性有机碳（DOC）两种形式存在。经过传统一、二级污水处理，大多数有机物被用于合成细胞物质（剩余污泥）或被分解转化为CO2而进入大气。由于有机碳来源不同，所直接排放的CO2可区分为生源性CO2（Biogenic Carbon Dioxide，IPCC排放清单中未计算）和化石源二氧化碳（Fossil Carbon Dioxide，IPCC排放清单中未列入）。以往认为化石碳在污水有机物中所占比例很小，可以忽略不计。然而，这种定性认识随定量检测技术水平提高和研究的不断深入，发现忽略化石碳存在较大认识误区。

化石碳放射性碳元素测定

　　对污水中化石碳含量测定目前采用的方法主要是放射性碳元素测定法。14C含量通常用样品放射比度来表示，即，每g碳的放射性活度（Bq/g C）。在实际应用中，常使用相对浓度单位（A）予以表示，即，现代碳百分含量（pmc或% mod），如下公式所示。

　　A=Am×102/As（pmc）

　　中：Am—待测样品的放射性比度（Bq/g C）；As—标准样品的放射性比度（Bq/g C）。

　　在自然环境和污水处理厂进水和出水中，放射性14C测定法常被应用于追溯碳元素的来源。通过测定14C放射性比度，可以得到污水中现代碳的比例，这部分被测得的碳即所谓的生源碳。据此，可以推算出污水中化石碳的比例；再通过质量守恒原理，对污水处理厂进/出水、剩余污泥和厌氧消化甲烷产物等样品中的化石碳进行测定，以此计算得到污水处理过程中CO2直接排放中化石源CO2含量。