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歐美往湖庫輸入硝酸鹽,中國為何還要頻頻要深度甚至極限脫氮?
發布時間:2019/7/18 瀏覽人數:327

最近幾年,中國污水處理進入了污水廠排放標準快速提高的新階段,新規劃、新設計建設的項目,都是所謂的“準四類”,各種DB相繼出臺。這些標準的制定與實施,逐步牽引中國的污水處理向更高等級的標準邁進!甚至出現了滇池流域TN=5mg/L, TP=0.05mg/L的“雙5”標準。

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制定如此高的排放標準,初衷當然是為了進一步削減進入水體的N、P總量,這原理上是沒有問題的。污水廠出水N、P削減=控制水體富營養化,這個遵循的基本邏輯看上去似乎也是沒有問題。

但是,富營養化的控制遠不是這樣簡單!

筆者擔憂的是,我們在深度脫氮標準上越舉越高,但是我們卻走向了一條不但不經濟,反倒是事倍功半,甚至是對水質沒有改善、甚至還可能會惡化湖庫水質的技術路線!

為什么這樣講?我們不妨先看北美安大略實驗湖進行的一個關于削減TN輸入控制富營養化的案例。

先看看文章標題及結論:“37年的整個生態系統的試驗研究表明削減TN不能控制富營養化”

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文章甚至給出結論,削減TP輸入是有效的,即便將TN削減到0,也不能消除水體富營養化,甚至進一步削減TN反而能誘發固N類藍藻水華!

這是不是讓你很驚異?!因為我們中國的排放標準導向性就是通過不斷同步抬高TN、TP排放標準來想象性實現對水體富營養化的控制,但是,根據歐美過往幾十年的湖庫水體富營養治理經驗和實踐來看,這是很值得商榷的做法,后面文章還會提到,歐美一些湖庫還季節性往水體輸入NO3-N。此外,相對N, 控制P更經濟有效,深度脫氮,起碼就目前中國現階段經濟發展狀況看,是不經濟的做法!

歐美國外的很多案例經驗看,在控制湖庫富營養化措施中,控P比控N更經濟有效!下表給出9個國家控P有效的湖庫清單。

國際環境領域頂級學術期刊《Environ. Sci. Technol》2016年發表一篇重要文章,題目是:“通過削減P的輸入控制湖水富營養化是成功的!”文章給出了9個國家通過控P而實現有效控制水體富營養化的案例。

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表1. 9個國家通過控P實現有效控制湖庫富營養化的案例清單

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本文最終給出的結論:“There is no evidence that eutrophication can be managed by controlling N inputs. In contrast, multiple lines of evidence at the whole-lake scale of management show that P control works to mitigate eutrophication.”沒有證據表明通過控制N輸入能有效控制富營養化,相反,P控制對整個湖泊的富營養化而言更為有效!

需要進一步說明的是,歐美有些湖庫水體水質的控制,不但是沒有采用一直削減入流TN的做法,而且季節性往水體輸送硝酸鹽N,這種做法在國內是不是不可想象?因為我們很多時候,沒有或者缺乏對湖庫水體富營養化或者控制水華的認知的科學規律,因此,我制定排放標準時難免一刀切。

看看美國弗吉尼亞Occoquan Reservoir為了保證水質,季節性輸入NO3-N,到10mg/L,以控制湖庫底泥P和氨的釋放,水庫的富營養化得到遏制。

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往湖庫季節性輸入NO3-N以改善湖庫水質,在歐美案例很多(不一一介紹),主要目的就是控制湖庫底泥、沉積物的P及其它有害物質的釋放。進而有效控制藻類水華的爆發。

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需要補充說明,本文絕不是否認N、P雙控對于流域綜合治理的重要性;不否認特殊水質特殊環境下N控制的效果。比如,湖庫水環境質量控制及治理與河流不同,河流最終會攜帶污水廠排放的TN至河口和海洋水域,可能會加劇海灣地區海水水質N濃度提升,可能會成為海灣赤潮的發生因素,因為河口和海洋水體是N限制性。當然,硝態氮在海岸或海灣流域可能會被快速反硝化,尤其是水-岸交替帶,那邊是厭氧氨氧化發生的熱區。因此,只能說有N在海灣地區的輸入,是存在導致赤潮的潛在因素之一。

此外,控制水體富營養化,水體背景P濃度非常重要,一般認為水體溶解性的活性P濃度在0.02mg/L是控制藍藻爆發的閾值,因此控制外源性P輸入和內源P的釋放對于控制水體P濃度進而控制富營養化是非常重要的措施。_ueditor_page_break_tag_

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國外的案例及數十年的實踐表明,控制TN來實現控制水體富營養化是存在很大不確定性的,甚至很多案例不支持,對特定湖泊的幾十年的跟蹤性研究,最終結論也不支持控制N的輸入可以控制水體富營養化問題,進一步削減TN甚至會誘發固N類水華。相反,歐美發達國家太多的案例表明,控制P的輸入往往是最可靠、最經濟的手段。

我們是不是要重新反思?重新辯證看待NO3-N的作用?重新研究針對TN的排放標準?尤其是去向為湖庫的時候,是不是在走了一條相反、或者是不經濟、不可持續的道路?

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