污水中的生源碳

　　生活污水中有機(jī)物主要來源于人類排泄物及其生活活動(dòng)過程產(chǎn)生的污水、廢棄物（如、手紙）、廚余殘?jiān)?，主要成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、尿素、油類、酚、有機(jī)酸堿、表面活性劑、有機(jī)農(nóng)藥、取代苯類化合物等。這些有機(jī)物具有不同的生化特性，在污水處理過程的降解情況會(huì)有所不同。在不考慮污水總有機(jī)碳（TOC）來源時(shí)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(dāng)需要明確CO2直接排放的生源屬性時(shí)，則需要從有機(jī)物來源進(jìn)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(xué)產(chǎn)品全部或部分來源于地殼中所開采的石油加工化學(xué)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(shí)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(zhuǎn)化為CO2或原生態(tài)形式（如，CH4）而進(jìn)入大氣圈。這勢(shì)必對(duì)大氣圈原有碳循環(huán)造成沖擊，導(dǎo)致溫室氣體濃度（CO2、CH4）劇增，成為當(dāng)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(yīng)該補(bǔ)充納入溫室氣體排放清單。

　　污水中的化石碳

　　現(xiàn)代社會(huì)，污水中的化石碳與生源碳其實(shí)一并存在于有機(jī)物之中，以顆粒性有機(jī)碳（POC）和溶解性有機(jī)碳（DOC）兩種形式存在。經(jīng)過傳統(tǒng)一、二級(jí)污水處理，大多數(shù)有機(jī)物被用于合成細(xì)胞物質(zhì)（剩余污泥）或被分解轉(zhuǎn)化為CO2而進(jìn)入大氣。由于有機(jī)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(jì)算）和化石源二氧化碳（Fossil Carbon Dioxide，IPCC排放清單中未列入）。以往認(rèn)為化石碳在污水有機(jī)物中所占比例很小，可以忽略不計(jì)。然而，這種定性認(rèn)識(shí)隨定量檢測(cè)技術(shù)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(rèn)識(shí)誤區(qū)。

化石碳放射性碳元素測(cè)定

　　對(duì)污水中化石碳含量測(cè)定目前采用的方法主要是放射性碳元素測(cè)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(shí)際應(yīng)用中，常使用相對(duì)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(cè)樣品的放射性比度（Bq/g C）；As—標(biāo)準(zhǔn)樣品的放射性比度（Bq/g C）。

　　在自然環(huán)境和污水處理廠進(jìn)水和出水中，放射性14C測(cè)定法常被應(yīng)用于追溯碳元素的來源。通過測(cè)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(cè)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(duì)污水處理廠進(jìn)/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(jìn)行測(cè)定，以此計(jì)算得到污水處理過程中CO2直接排放中化石源CO2含量。