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为何我们在忽视硝态氮在湖库富营养化中的积极作用?
2019-08-23 11:11       来源:水进展       作者:刘智晓       分享:

7月17日,笔者发布了一篇微信公众号文章《欧美往湖库输入硝酸盐,中国为何还要频频要深度甚至极限脱氮?》,文章发出后,污水处理及湖泊治理行业反应强烈。也随即看到了湖库富营养化治理领域专家发布的几篇重要的非常精彩的文章,如《学术论坛:(一)湖泊富营养化治理—控磷?还是控氮?》、学术论坛:(二)湖泊富营养化治理—穷了无机磷,富了微囊藻》等微信文章。

其实,对于富营养化N、P指标控制的问题,国外顶级富营养化治理领域专家的争论由来已久。

笔者发表《《欧美往湖库输入硝酸盐,中国为何还要频频要深度甚至极限脱氮?》文章,欲表达的是希望国内污水处理行业及湖泊治理领域,希望我们换个角度,聚焦硝酸盐N在控制湖库富营养化治理中的不同作用,而不是笼统的归集于控制总磷、总氮。但是纵观国内湖泊治理领域专家文章,几乎无一例外地只是笼统强调氮磷双重控制,其实对于磷和氨氮的控制国内外没有任何分歧,主要分歧点在于总氮(TN)的细分组份,主要是硝酸盐氮的具体作用、以及讨论是否有必要控制到极限脱氮从水平?硝酸盐氮在水体富营养化过程的时空足迹、在水体N循环中的作用是什么?为何国外这么多输入硝酸盐N而成功控制底泥P的释放而成功控制富营养化的案例?为何国外案例通过几十年的研究跟踪得出的结果,认为控制氮无益于富营养化控制?对这些案例,我们国内的湖库富营养控制是否借鉴甚至是反思一下我们制定的“一刀切”的氮磷排放标准?氨氮标准提升没有异议,但是我们是否可以就特定的水体放宽总氮(主要是硝态氮)的要求?实际上,往水体中排放的几个毫克升的硝酸盐N,往往会被快速反硝化,残余的硝酸盐N会在很大程度上抑制底泥P的释放,但是恰恰我们国内的湖库底泥内源P的富集及释放对富营养化的贡献,过去恰恰是被忽略的。如果不有效控制底泥P的释放,仅仅依赖对外源性营养盐的输入控制,控制水体富营养化很大程度上的徒劳的,至少也是事倍功半。

 

很久以来,对硝酸盐氮在控制水体富营养化或者控制黑臭等方面的积极作用的认识,我们往往是做有意的忽略,更缺乏这方面有针对性的研究。

回顾对湖库富营养化的控制,我们往往是押宝在污水厂出水标准的提升,只盯住污水厂不放,其实,按照国外对水体输入性营养盐的来源贡献,市政污水厂贡献的比例只能算是“小比例”。非常遗憾的是,笔者几乎没有查阅到国内对特定水体营养盐物料通量的评估资料,更无从获取不同污染源对水体富营养化的N、P输入性贡献。因此,我们借鉴美国俄亥俄州的资料(见下图1):

640.webp (22).jpg


大家很清楚看到,对于Maumee流域而言,无论是N、还是P,非点源污染源贡献很大,占据了87%-89%的贡献率,而传统的市政污水厂只是贡献出了9%-10%。换句话说,对于美国Ohio州Maumee流域而言,污水厂往水体输送的N、P贡献率只是占了极小的比例。查阅美国其他流域的数据,类似规律是完全一致的(图2)。因此,美国流域治理或水环境治理中,都是在基于水环境质量标准,各州都是通过TMDL计划和响应的流程、具体措施,对流域内不同污染源进行识别和定量分析,最终来制定和分配不同污染源要削减的污染物总量。


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以上是美国Ohio主要的7个流域2013-2014年统计分析数据,概括来说,就是面源污染是各个流域的最重要的N、P贡献者!

通过以上案例分享,很容易想到、或延伸出三个需要回答的问题:

1)一是我们国内是否对特定的湖库富营养化治理中,对不同污染源N、P贡献率进行了物料通量分析?得出的结论有吗?

2)其次,如果规律跟美国类似,城镇污水厂N不是首要污染源贡献,那么国内极限性脱氮是否有必要?对湖库N输入通量来说,市政污水厂这点硝酸盐N,是不是九牛一毛?各地是不是用90%的资金去解决这10%的N的问题?

3)三是上次的文章我提出的问题,没有答案,就算花90%的资金去解决5%的N,这其中的硝酸盐N是否有必要这样极限性去除?给出的国外案例,是否在我们国内有些水体治理,也是适用的,我们是否应该认真解析和反思硝态氮?

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