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?
最近幾年,中國污水處理進(jìn)入了污水廠(chǎng)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(lèi)”,各種DB相繼出臺。這些標準的制定與實(shí)施,逐步牽引中國的污水處理向更高等級的標準邁進(jìn)!甚至出現了滇池流域TN=5mg/L, TP=0.05mg/L的“雙5”標準。
制定如此高的排放標準,初衷當然是為了進(jìn)一步削減進(jìn)入水體的N、P總量,這原理上是沒(méi)有問(wèn)題的。污水廠(chǎng)出水N、P削減=控制水體富營(yíng)養化,這個(gè)遵循的基本邏輯看上去似乎也是沒(méi)有問(wèn)題。
但是,富營(yíng)養化的控制遠不是這樣簡(jiǎn)單!
筆者擔憂(yōu)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(jīng)濟,反倒是事倍功半,甚至是對水質(zhì)沒(méi)有改善、甚至還可能會(huì )惡化湖庫水質(zhì)的技術(shù)路線(xiàn)!
為什么這樣講?我們不妨先看北美安大略實(shí)驗湖進(jìn)行的一個(gè)關(guān)于削減TN輸入控制富營(yíng)養化的案例。
先看看文章標題及結論:“37年的整個(gè)生態(tài)系統的試驗研究表明削減TN不能控制富營(yíng)養化”
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(yíng)養化,甚至進(jìn)一步削減TN反而能誘發(fā)固N類(lèi)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(guò)不斷同步抬高TN、TP排放標準來(lái)想象性實(shí)現對水體富營(yíng)養化的控制,但是,根據歐美過(guò)往幾十年的湖庫水體富營(yíng)養治理經(jīng)驗和實(shí)踐來(lái)看,這是很值得商榷的做法,后面文章還會(huì )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(jīng)濟有效,深度脫氮,起碼就目前中國現階段經(jīng)濟發(fā)展狀況看,是不經(jīng)濟的做法!
歐美國外的很多案例經(jīng)驗看,在控制湖庫富營(yíng)養化措施中,控P比控N更經(jīng)濟有效!下表給出9個(gè)國家控P有效的湖庫清單。
國際環(huán)境領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)期刊《Environ. Sci. Technol》2016年發(fā)表一篇重要文章,題目是:“通過(guò)削減P的輸入控制湖水富營(yíng)養化是成功的!”文章給出了9個(gè)國家通過(guò)控P而實(shí)現有效控制水體富營(yíng)養化的案例。
表1. 9個(gè)國家通過(guò)控P實(shí)現有效控制湖庫富營(yíng)養化的案例清單
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(méi)有證據表明通過(guò)控制N輸入能有效控制富營(yíng)養化,相反,P控制對整個(gè)湖泊的富營(yíng)養化而言更為有效!
需要進(jìn)一步說(shuō)明的是,歐美有些湖庫水體水質(zhì)的控制,不但是沒(méi)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(shí)候,沒(méi)有或者缺乏對湖庫水體富營(yíng)養化或者控制水華的認知的科學(xué)規律,因此,我制定排放標準時(shí)難免一刀切。
看看美國弗吉尼亞Occoquan Reservoir為了保證水質(zhì),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(yíng)養化得到遏制。
往湖庫季節性輸入NO3-N以改善湖庫水質(zhì),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(zhì)的釋放。進(jìn)而有效控制藻類(lèi)水華的爆發(fā)。
需要補充說(shuō)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(zhì)特殊環(huán)境下N控制的效果。比如,湖庫水環(huán)境質(zhì)量控制及治理與河流不同,河流最終會(huì )攜帶污水廠(chǎng)排放的TN至河口和海洋水域,可能會(huì )加劇海灣地區海水水質(zhì)N濃度提升,可能會(huì )成為海灣赤潮的發(fā)生因素,因為河口和海洋水體是N限制性。當然,硝態(tài)氮在海岸或海灣流域可能會(huì )被快速反硝化,尤其是水-岸交替帶,那邊是厭氧氨氧化發(fā)生的熱區。因此,只能說(shuō)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(yíng)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(fā)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(jìn)而控制富營(yíng)養化是非常重要的措施。
1 2編輯:王媛媛
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