水資源配置角度 重審“提標(biāo)改造”
編者按：目前全國(guó)各地都在紛紛的提高污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，我們對(duì)于污水的治理更多的著眼于排放角度，但是水資源是循環(huán)的，我們是不是可以換一個(gè)角度看待問(wèn)題，比如說(shuō)從水資源的配制角度來(lái)理解污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，將投入的財(cái)力、人力發(fā)揮到最大的作用。學(xué)術(shù)界對(duì)此呼聲也非常高，是否應(yīng)該嚴(yán)控污水處理廠的總氮指標(biāo)是一件影響很大的事情，中國(guó)水網(wǎng)今年6月底舉辦的“2009城市水業(yè)技術(shù)論壇”也將就此問(wèn)題展開(kāi)深入的討論。
湖泊富營(yíng)養(yǎng)化及隨之暴發(fā)的藍(lán)藻水華成為中國(guó)以及世界許多國(guó)家面臨的重大環(huán)境問(wèn)題。2007年我國(guó)太湖爆發(fā)了大規(guī)模的藍(lán)藻，無(wú)錫地區(qū)飲用水停止供應(yīng)1星期，痛定思痛，2008年太湖流域168家污水處理廠提出升級(jí)改造的口號(hào)，下大力氣堅(jiān)決執(zhí)行一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前普遍認(rèn)為，除控磷處理外，富營(yíng)養(yǎng)化治理需要嚴(yán)格控制氮的排放，各地都紛紛投入巨資開(kāi)展污水脫氮處理。近日江蘇省政府又推出《太湖流域水環(huán)境綜合治理實(shí)施方案》，確定將投資1083億元投資用以實(shí)施保障飲用水安全、工業(yè)點(diǎn)源提標(biāo)治理、節(jié)水減排等工程建設(shè)，確保到2012年，太湖湖體水質(zhì)由2005年的劣Ⅴ類(lèi)提高到Ⅴ類(lèi)；到2020年，基本實(shí)現(xiàn)太湖湖體水質(zhì)從Ⅴ類(lèi)提高到Ⅳ類(lèi)的目標(biāo)。遼寧省2008年8月1日開(kāi)始實(shí)施的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 21/1627-2008）規(guī)定省轄市規(guī)劃城市中心區(qū)的城鎮(zhèn)污水處理廠及國(guó)家、省、市級(jí)的各類(lèi)工業(yè)園區(qū)污水處理廠執(zhí)行GB 18918《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
目前我國(guó)大部分地區(qū)污水處理廠執(zhí)行的仍是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的二級(jí)或一級(jí)B的排放標(biāo)準(zhǔn)，如果要達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮指標(biāo)需要從20mg/L提到15mg/L。據(jù)太湖流域升級(jí)改造的一線專家介紹，BOD5、COD、TP都比較容易達(dá)標(biāo)，但是總氮及氨氮處理達(dá)標(biāo)很困難，一般都需要在后續(xù)增加深度處理且費(fèi)用比較高，而且在冬天氣溫較低等情況下總氮達(dá)標(biāo)很不穩(wěn)定，可以說(shuō)總氮及氨氮的去除是污水處理廠升級(jí)改造的最難點(diǎn)也是投入資金最大的地方。
嚴(yán)格控制污水處理廠的總氮、總磷排放指標(biāo)就可以控制湖泊水體的富營(yíng)養(yǎng)化了嗎？！中國(guó)科學(xué)院水生物研究所研究員王洪鑄通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江流域40多個(gè)湖泊進(jìn)行了多年的比較研究后，認(rèn)為無(wú)論總氮濃度高低，湖水總磷濃度都是限制浮游藻類(lèi)生長(zhǎng)的最重要因素，藻類(lèi)總量決定于總磷而不是總氮，從而證明在野外條件下控氮并不能減少藻類(lèi)總量（其相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在2008年5月出版的英國(guó)刊物《淡水生物學(xué)》）。同年8月，加拿大和美國(guó)的科學(xué)家基于對(duì)一個(gè)湖泊近40年的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)湖沼學(xué)研究，也提出了湖沼富營(yíng)養(yǎng)化治理無(wú)須控氮的觀點(diǎn)：削減水體氮的輸入反而大大促進(jìn)固氮藍(lán)藻的發(fā)展；只要磷充足且有足夠的時(shí)間，固氮過(guò)程就可使藻類(lèi)總量達(dá)到較高水平，從而使湖泊仍保持高度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。
若要限制生物生長(zhǎng)，其必須因子控一即可。這兩項(xiàng)研究共同揭示了一個(gè)規(guī)律，即在較長(zhǎng)的時(shí)間尺度上單純消減氮負(fù)荷不能控制浮游藻類(lèi)的總量，反而誘發(fā)固氮藍(lán)藻水華生長(zhǎng)。自然生物固氮和閃電固氮不斷把空氣中存在大量氮元素，轉(zhuǎn)化到水體中的氮元素，但是好在水體中的磷沒(méi)有類(lèi)似的補(bǔ)充途徑，且磷化合物大多溶解性較差。在污水處理中，脫氮需要通過(guò)硝化和反硝化過(guò)程，工藝復(fù)雜，成本較高，而除磷則相對(duì)較容易，通過(guò)沉淀和絮凝等方法即可去除水中80%～95%的磷，成本較低。對(duì)于藻類(lèi)生長(zhǎng)而言，氮、磷均為必須元素， 如此看來(lái)控磷成為長(zhǎng)期有效治理湖沼富營(yíng)養(yǎng)化、限制藻類(lèi)生長(zhǎng)的最重要因素。
《自然雜志》24卷2期刊登的《美國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的研究和治理》一文中指出，目前美國(guó)對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物在水體中的內(nèi)循環(huán)、營(yíng)養(yǎng)物與底泥沉積物的相互關(guān)系以及它們與藻類(lèi)增長(zhǎng)的影響等方面的研究備受關(guān)注。對(duì)美國(guó)Clear湖的研究表明，儲(chǔ)存在底泥上部10mm層高內(nèi)的磷為3500t，每年由外源輸入的磷平均為160t，而參加內(nèi)循環(huán)的磷則為550-700t，底泥中釋放出來(lái)的磷成為支持藻類(lèi)增長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)源。
控制藻類(lèi)，尤其是控制和治理有害藻類(lèi)(包括藍(lán)藻和甲藻等)，絕非易事；更不可能畢其功為一役。控制和治理藻類(lèi)，首先要對(duì)藻類(lèi)本身的生理學(xué)和生態(tài)學(xué)有足夠的認(rèn)識(shí)和了解，要對(duì)藻類(lèi)周邊環(huán)境的生物地球化學(xué)，水化學(xué)和動(dòng)力學(xué)，以及湖泊海洋生態(tài)學(xué)有足夠的認(rèn)識(shí)和了解。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，我們還應(yīng)當(dāng)對(duì)分子水平上的生物學(xué)、藻類(lèi)、病毒學(xué)和基因工程有足夠的認(rèn)識(shí)和了解。只有掌握了這些知識(shí)，我們才能真正找到控制和治理有害藻類(lèi)的經(jīng)濟(jì)有效的工程方法，把我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的研究和治理提高到現(xiàn)代高科技的水準(zhǔn)。
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