U.S. Environmental Protection Agencys metod för att upptäcka metanläckor vid deponier är felaktig, och utsläppen av denna kraftfulla värmefångande gas är sannolikt mycket högre än vad som rapporteras, enligt en ny studie som analyserar deponier i Illinois och sju andra delstater.
Studien, som släpptes den 15 maj av den icke-vinstdrivande miljöorganisationen Industrious Labs, är den senaste av flera rapporter som visar att deponioperatörer sannolikt underskattar sina årliga utsläpp till den federala regeringen eftersom stora metanläckor går obemärkt förbi.
En Harvard-studie med satellitdata som släpptes tidigare denna månad fann att utsläppen vid deponier över hela landet 2019 var 51 % högre än EPA:s uppskattningar för det året. En studie publicerad i mars i tidskriften Science använde luftburna undersökningar och fann att utsläppen mellan 2016 och 2022 var ännu högre.
"Problemet är värre än vad siffrorna visar eller än vad vi trodde", säger Katherine Blauvelt, chef för cirkulär ekonomi på Industrious Labs, som försöker återuppfinna tung industri på sätt som minskar utsläppen och skyddar klimatet. Den ideella organisationens studie förlitade sig på EPA- och operatörsdata.
Illinois rankades åttonde i landet med flest metanutsläpp från deponier 2022, det sista tillgängliga rapporteringsåret, enligt studien.
Luktfri och färglös, metangas släpps ut i atmosfären när matavfall bryts ner i en lufttät miljö utan syre, som deponier, som är den tredje största källan till mänskligt relaterade metanutsläpp i landet efter fossila bränslen och jordbruk.
Metan har liknats vid koldioxid "på steroider", så att minska dess utsläpp är avgörande för att bromsa den kortsiktiga globala uppvärmningen. Under de första 20 åren i atmosfären har metan mer än 80 gånger så hög uppvärmningseffekt som CO2 , som effektivt sätter takten för världsomspännande temperaturer inom en snar framtid.
"Ingen ifrågasätter att metan som kommer från deponier påverkar människor, påverkar miljön, vårt klimat," sa Blauvelt. "Jag tror att det finns en hel del konsensus kring:Vi behöver bättre verktyg och bättre sätt att fånga upp det metanet, för att hitta det metanet. Och de verktyg och standarder som deponioperatörerna följer idag gör dem inte till framgång."
Studien fann "störande" inkonsekvenser rikstäckande bland 29 deponier, där operatörer dokumenterade få eller inga metanläckor, och federala inspektörer upptäckte senare flera. Under inspektioner vid flera deponier i Illinois fann EPA allt från 20 till 60 anmärkningsvärda metanläckor vid olika anläggningar.
Metanläckor anses vara en betydande föroreningskälla när de överskrider EPA:s metankoncentrationsgräns på 500 ppm.
Det finns 96 deponier i Illinois; 54 av dem är skyldiga att rapportera årliga uppskattningar till den federala regeringen på grund av hur mycket växthusgaser de släpper ut. Enligt dokument som erhållits från EPA och dess statliga motsvarighet genom Freedom of Information Act-förfrågningar, var dessa några av de avvikelser som hittades mellan 2021 och 2023:
Grannar till deponin i Winnebago har klagat på lukterna i flera år. Sedan frågan först uppstod 2019 har mer än 530 invånare stämt företaget som driver anläggningen, Waste Connections, och många av dem hoppas att deras oro för stanken kan starta en större diskussion om deponihantering.
"Om vi kunde lösa metangrejen skulle vi gå långt mot att hantera växthusgaser", säger Brad Roos, president för Sustain Rockford, en ideell organisation som hjälper Winnebago County att utveckla en hållbarhetsplan. "Och eftersom deras styrka är så hög skulle det ha en stor inverkan. Du vet, det kan vara en mindre andel än de totala koldioxidutsläppen av växthusgaser, men det är kraftfullt ... Låt oss ta itu med det."
Waste Connections, som driver deponin i Winnebago, Waste Management, som driver deponierna Prairie Hill och Countryside, och Republic Services, företaget som äger Roxana- och LandComp-deponierna och över två dussin andra anläggningar i Illinois, höll inte med om EPA-resultaten.
"Övervakningen av utsläpp från deponier väcker stor debatt och har varit källan till missuppfattningar", enligt ett uttalande från Republic Services. "Utsläpp från deponier varierar under dagen på grund av faktorer som väder, sammansättning och avfallets ålder. Aktuella mätnings- och rapporteringstekniker tar inte hänsyn till dessa dynamiska faktorer men är avgörande för att säkerställa en representativ bedömning av utsläpp från deponier."
Inkonsekvent övervakning av läckor var bara en av de brister som identifierades i studien. Materialet som används för att täcka deponier, när gasuppsamlingssystem installeras, och vilka deponier som krävs för att installera dessa uppsamlingssystem bidrar också till underrapporterade utsläpp, säger studien.
"Jag tror att det vi säger är att systemet inte fungerar särskilt bra. Det är inte så att det inte fungerar alls", säger John Coequyt, chef för amerikanska regeringsfrågor vid Rocky Mountain Institute, en ideell hållbarhetsorganisation. "Det är bara det att det ibland finns en bristande överensstämmelse mellan vad operatörerna hittar och vad inspektioner eller flygningar eller satelliter hittar."
Deponier släpper ut metan motsvarande 287 miljoner ton koldioxid per år, vilket är samma sak som 74 kolkraftverk eller mer än 68 miljoner bensindrivna bilar på vägarna under ett år.
"Det här håller på att bli en brand med fem larm för klimatet, för samhällen," sa Blauvelt.
En vardagseftermiddag i mars gick Mark Furman på en grön kulle i Winnebago soptippen. Gömda under gräset låg lager på lager av skräp; den oansenliga kullen sitter ovanpå en expansionsenhet som fungerade från 1990-talet fram till 2009. Även efter att ha förseglats kan inaktiva enheter fortfarande släppa ut metan.
Furman höll ett rör utrustat med en GPS-enhet och en sond i dess ände, och svävade den patentsökta enheten några centimeter över marken. Han övervakade den stängda enheten för metanutsläpp som en del av deponins kvartalsvisa inspektion, som han sa kunde ta honom upp till två timmar. Om läckor upptäcks förväntas deponin åtgärda dem.
Operatörer i branschen hävdar att EPA fångar upp fler läckor under sin inspektion än vad de gör för sina kvartalsrapporter på grund av skillnader i testprocedurer, såsom avståndet på vilket sonden hålls från locket.
Under platsinspektionen i juni 2021 på Winnebago-anläggningen registrerade EPA 59 överskridanden "distinkt över historiska priser", av vilka några var "på platser som nyligen skulle ha korrigerats", enligt EPA-rapporten.
"EPA-kartan är som en julgran av röda prickar av överskridanden," sa Blauvelt och tittade på satellitbilder i bilagan till den federala rapporten från den inspektionen.
Enligt Kurt Shaner, vice vd för teknik och hållbarhet på Waste Connections, skannas ytutsläppen vid deponin i Winnebago av någon som Furman som går över platsen med en sond, dess munstycke 10 cm över marken.
"Vi har problem med hur U.S. EPA gjorde några av sina ytskanningar när de kom till våra webbplatser", sa han. "De skulle upp till gasbrunnar och stoppade ner den på sidan av brunnen ... nere i sprickorna längs marken. Så vi har en meningsskiljaktighet om exakt hur det testet gjordes och görs."
En talesman för EPA sa att byrån inte kan kommentera detaljerna i inspektionen.
"Deponiföreskrifterna innehåller standarder för hur övervakning av ytutsläpp måste utföras", stod det i dess uttalande. "Dessa bestämmelser kräver att övervakningssonden hålls 5 till 10 centimeter från ytan av deponin. EPA-inspektörer följer denna metod när de utför inspektioner för övervakning av ytutsläpp vid deponier."
Blauvelt sa att läckor kan missas och bli orapporterade om en deponioperatör går på fastigheten i ett 100-fots rutmönster – längden på en basketplan.
"De övervakar inte varje tum. Vi kan inte göra den här nål-i-höstack-metoden", sa hon, där en enda person får i uppdrag att hitta små sprickor på locket, djurhålor eller packningar som har lossnat . "Dessa saker är svåra att se över en deponi som är tunnland och tunnland och tunnland."
Ett gurglande ljud präglade fågelsången när bubblor susade från ett hål halvt täckt med torkat gräs på marken. I videon, filmad av federala inspektörer vid Prairie Hill deponi i Morrison i augusti 2021, visade en övervakningsenhet ett metanöverskridande på över 2 % – 20 000 ppm, eller två av 100 luftmolekyler, var metan. Gasen är brandfarlig när dess närvaro i luften når 5,3 %.
"Om det är över 500 delar per miljon, är det ett överskridande," sa Blauvelt. "Och om det går in i procent så vet du att det är riktigt dåligt - du är långt förbi delar per miljon."
"Det finns ett stort sammanhang inblandat i de här frågorna, och därför är WM inte benägen att ge detaljerade kommentarer utöver det faktum att dessa inspektioner ägde rum för flera år sedan precis när nya regler trädde i kraft", säger Waste Management i ett uttalande .
"Därför skulle en brist på fullständig anpassning eller överenskommelse med avseende på fynden vid den tidpunkten inte vara oväntat eller obefogat. Oavsett vilket vidtog WM lämpliga korrigerande åtgärder i rätt tid för att lösa de identifierade problemen", sade företaget.
Varje dag släpper deponier ut metan i atmosfären. I vissa fall läcker dessa utsläpp från sprickor eller erosion i jordtäcket. Reglerna inkluderar minimala krav på underhåll, reparation och övervakning av deponi, enligt experter.
Bristen på gasuppsamlings- och kontrollsystem eller brister i utrustningen kan också tillåta att metan läcker ut. Dessa system inkluderar utvinningsbrunnar för att fånga upp deponigas – mestadels metan och koldioxid – när bakterier bryter ner avfall. Rör transporterar sedan gasen för att göra sig av med den genom förbränning med en fakkel eller för att omvandla den till energi.
Men endast deponier av en viss storlek krävs för att installera ett insamlings- och kontrollsystem, en tröskel som förespråkarna säger är för hög. Nuvarande standarder tillåter också stora deponier fem år innan de måste installera ett insamlingssystem i en enhet som aktivt tar emot avfall.
Ändå bryts hälften av kolet i matavfallet ned till metan på 3,6 år, vilket innebär att mycket metan sannolikt kommer ut från soptippen innan det kan fångas upp – EPA uppskattar att siffran är 61 %.
"Vilken enkel fix:Låt oss uppdatera och bara se till att gasinsamlingen sker i tid," sa Blauvelt. "Inget av det är raketvetenskap. Det är genomförbart... Du löser problemet genom att sätta rören i marken innan matavfallet förfaller och faktiskt hitta metanläckorna när de inträffar."
Eftersom det inte finns någon teknik för att faktiskt mäta de totala årliga utsläppen, kräver den federala regeringen att deponier använder en modell för att uppskatta vad de släpper ut i atmosfären.
"När företag gör sin inventering för att rapportera till Greenhouse Gas Reporting (federalt program) mäter de faktiskt inte utsläppen alls. De gör bara en uppskattning av vad som händer i soptippen", säger Coequyt, från Rocky Mountain Institute. "Så vad de rapporterar är bara några modellerade utsläppspotentialer från soptippen. Och vad vi hittar i dessa rapporter är att den modellen inte är särskilt exakt, och den missar många driftsproblem."
Winnebago-deponin, den största deponin-utsläpparen av metan i Illinois, rapporterade till den federala regeringen att dess metanutsläpp 2022 motsvarade 229 513 ton koldioxid. Med hjälp av en annan metod, som Shaner sa ger en "mer exakt representation" av deras utsläpp, uppskattade deponioperatörerna att anläggningen genererade metan motsvarande 131 775 ton koldioxid 2022. Båda metoderna är baserade på modeller.
EPA erkände att dess modell behövde förbättras och förra månaden reviderade metoden för att ta hänsyn till operativa skillnader mellan anläggningar. På deponier kan dessa variationer inkludera hur mycket stillestånd som uppstår när gasuppsamlingssystem behöver fixas, effektiviteten hos marktäckningsmaterial och hur mycket avfall på platsen som är organiskt.
Förespråkarna trycker på för att den federala myndigheten ska ta denna uppdaterade regel vidare under de kommande månaderna, eftersom uppskattningar fortfarande kommer att baseras på modeller och inte ger fysiska, direkta mätningar av vad som händer på marken. Även om uppskattningar kommer att vara mer exakta, löser uppdateringen fortfarande inte kärnproblemet med att metan släpps ut i en takt som sannolikt är mer alarmerande än vad som är känt.
I augusti kommer EPA att se över sina standarder och utsläppsriktlinjer under Clean Air Act och besluta om de ska uppdateras. Förespråkare säger att byrån kan välja att implementera omfattande regleringar som kräver att deponioperatörer börjar använda tillgängliga bästa praxis och teknik för att identifiera och åtgärda viktiga källor till metanutsläpp och läckor.
"Vad vi hoppas EPA kommer att göra är att etablera en ny standard för de operativa deponierna som kräver användning av modern teknik," sa Coequyt. "Och den moderna tekniken inkluderar drönare, men det finns andra system som kan sättas på plats på deponier som skulle göra en enorm skillnad."
Teknik på marken för deponier kan vara liten men mäktig, till exempel en autotuning av ett system som automatiskt och kontinuerligt kontrollerar brunnshuvuden för läckor – vilket EPA bara kräver att en person gör kvartalsvis.
"Vi pratar om, istället för att göra ett betungande system för att gå på soptippen, hyr du en drönaroperatör, och sedan hittar de läckorna och du går och fixar dem," sa Coequyt. "Du kanske måste installera ett lite dyrare produktionssystem. Kanske anlitar du ett företag för att göra autojusteringen på det insamlingssystemet ... Det här är inga stora förändringar i deponiverksamheten. Detta är bara mycket mer uppmärksamhet."
Starkare regler kan också kräva att operatörer hittar och korrigerar större metanläckor som identifierats av fjärravkänningsinstrument som satelliter från rymden.
"Även om mer arbete behöver göras för att nya övervakningstekniker ska användas för att utvärdera utsläpp, är vi fortfarande uppmuntrade över att dessa tekniker förbättras över tiden", sa ett uttalande från Republic Services.
Under tiden implementerar vissa företag spelförändrande teknik nära marken som drönare i hopp om att förbättra deras förmåga att upptäcka och åtgärda små metanläckor och stora plymer.
I sitt uttalande sa Waste Management att dess deponier använder satellit-, flyg- och markmätningstekniker, i vissa fall samtidigt, för att jämföra data och utvärdera utsläppsmätningar.
Shaner sa att Waste Connections också är intresserade av att implementera sådan teknik på sina webbplatser, inklusive deponin i Winnebago.
"Jag har hört att satellitmetoderna är mycket kraftfulla och att de kan täcka stora områden snabbt", sa han. "Och jag tycker att alla ger mycket bra koncentrationsdata."
Men, sa han, drönare nära marken och satelliter som är högre upp tar ofta inte hänsyn till väderdata, särskilt vindhastighet, så de skulle inte nödvändigtvis ge en komplett bild av de totala utsläppen och kan vara bättre lämpade för att lokalisera läckor .
"Det är svårt att ta satellitdata och omvandla det till massa," sa Shaner. "Satellitdata är riktigt bra. Vi såg en satellitleverantör som kunde se en läckande gasventil i någons hus, till den detaljnivån. Och du kan skicka ut någon för att fixa läckan och sedan felsöka. Jag ser det bara inte , för vår applikation, som ett bra sätt att mäta flöde, en kvantitet."
För att komma till rätta med dessa brister i de nya tekniska tillvägagångssätten sa han att Waste Connections arbetar tillsammans med en miljötjänstleverantör som har utvecklat en drönare utrustad med en vindmätare.
"Genom att kombinera mycket, mycket platsspecifika vinddata med koncentration, vet du nu om plymen är precis längs marken eller högre upp i luften," sa Shaner. "Det tar bort all den galna matematiken ... Varje gång matematiken blir snygg, introducerar du potentiella fel."
Förespråkarna säger att säkerställande av effektiv övervakning och infångning av metan från deponier är en fråga om prioritering och politisk vilja, och några lagstiftare har anslutit sig till dem och uppmanat statliga och federala myndigheter att införa starkare regler för deponi.
I början av 2023 presenterade delstatssen. Laura Fine, 9:e distriktet, ett lagförslag för att stärka rapporteringsmetoder och övervakningskrav i Illinois. Det har inte gått framåt, men hennes kontor jobbar fortfarande med det, enligt personalen. I januari skrev den amerikanska representanten Sean Casten tillsammans med 24 andra kongressmedlemmar under ett brev som bad att EPA skulle uppdatera utsläppsstandarderna för kommunala deponier för fast avfall.
En nyligen genomförd analys av EPA-data från 2023 av IT Asset Management Group, ett företag som hjälper till med säker kassering av elektronik, fann att Illinois rankas på tredje plats i landet efter Michigan och Indiana för flest skräp på soptippar per invånare, med 56,6 ton deponiavfall per capita —Det är 42,7 % mer än riksgenomsnittet. Totalt sett har staten över 712 miljoner ton avfall på sina deponier.
Att förbättra och utöka kommunala komposteringsprogram skulle minska mängden organiskt avfall som leds till deponier. Eftersom mer än hälften av metanet från deponi kommer från matavfall, skulle detta avsevärt minska utsläppen av den kraftfulla växthusgasen.
Genom att hjälpa Winnebago County att utveckla en hållbarhetsplan börjar Sustain Rockford med vad Roos, dess president, också kallar "lågt hängande frukt" – de enklaste, snabbaste vinsterna som kan generera allmänhetens intresse.
En av dessa lösningar är att minska matsvinnet, vilket kan göras genom att kompostera matrester, hemma på en gård eller på bearbetningsanläggningar i syrerika miljöer. Slutprodukten kan användas som en rik jordförbättring för att förbättra markens hälsa med dess mineralnäringsämnen och nyttiga mikroorganismer.
Förutom att bli den första försvarslinjen mot växthusgaser, kan minskat matsvinn också lindra stressen på en soptipps livslängd. Till exempel, med sin nuvarande tillväxttakt, kommer Winnebago County Soptippens östra expansionsenhet – som öppnade 2019 och utvecklas till upp till 225 hektar – att kunna ta emot avfall i endast 10 till 15 år till.
"Ta mitt sopor, håll mina skatter låga, håll mina gator plogade och håll mig ur vägen - det är den genomsnittlige medborgarens inställning", sa Roos. "Men är de medvetna om att soptippen har en beräknad livslängd på ytterligare 16 år? Nästan ingen vet att ... Människor har ett hektiskt liv, men om du ska ha lyxen att leva det livet, måste du lär dig vad det innebär."
Liksom andra deponioperatörer, sa Shaner, är Waste Connections öppna för att utforska nya sätt att avleda avfall från att komma in på Winnebago County deponi.
"Det beslutet fattas verkligen av samhället i allmänhet, eller hur? Om samhället vill lägga in anaerob rötkammare (för) matavfall, kommer vi att göra det", sa han. "Vi gör ungefär som folk vill att vi ska göra med deras sopor... Vi är ingen populär industri. Ingen gillar soptippen, men alla vill att deras sopor plockas upp."
Förespråkarna hoppas på en kulturell förändring som inkluderar bättre vanor och krav på förbättrad, mer hållbar avfallshantering.
"Det är inte så enkelt som "Min hämtmat från igår kväll som jag lade i papperskorgen försvinner bara." Vi lever alla med konsekvenserna av mat, papper och trädgårdsavfall, säger Blauvelt. "I slutändan handlar det här om människor. Vi förtjänar alla hälsosamma och rena platser att bo och arbeta och leka på."
Mer information: Daniel H. Cusworth et al, Kvantifiering av metanutsläpp från deponier i USA, Science (2024). DOI:10.1126/science.adi7735
Journalinformation: Vetenskap
Chicago Tribune 2024. Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.
