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污水处理的繁荣改变了湖泊中必需的养分平衡-东鲁环保

原创2020-06-21 09:51:45 935

      

发展中国家大量的新废水处理厂导致地表水中磷和氮之间的不平衡。结果可能是潜在的有毒藻类过度生长,偏爱氮。一项新的研究呼吁更好地减少养分,以维持湖泊和其他地表水体中的生态系统生物多样性。

作为联合国的17个可持续发展目标之一清洁水和卫生设施受到了广泛关注。为了实现这一综合目标,有效的市政废水管理起着重要作用。大多数人类活动都会产生废水-目前,全球范围内市政废水的年产量已经超过了巨大的亚马逊河在大约12天内释放到大西洋的水量。

NIVA研究员Yan Lin说:“ 随着城市化进程以及相关人口的增加,废水量继续增长。废水产量的增加,以及收集和处理设施的不足,已经对水质产生负面影响。”

林说,许多发展中国家正在通过快速建设新的废水处理厂来解决这个问题。

林说:“ 然而,和磷去除效率的差异导致水体中氮相对于磷的失衡。这可能对生物多样性和接收水生生态系统的整体功能产生负面影响。”

在本文中,我们将更加关注氮和磷以及这两个元素对水生生态系统的影响。氮和磷都是生物生长的必需元素。但是,由于过多的养分可能导致水体富营养化,因此控制进入这些水的养分通量非常重要。

中国废水处理的繁荣

许多国家通过增加市政废水处理能力来解决营养过剩的问题。这通常比减少非点状养分来源更容易实现,例如通过减少肥料施用量和流域保护实践。在本文重点关注的中国,废水处理厂的建设在过去的15年中发展迅速。

2005年,在全国范围内,城市污水处理的比例仅为40%左右。2017年达到90%以上。

但是,这种措施相对于湖泊养分浓度的变化结果尚不清楚。

可能导致藻类大量繁殖

PNAS的出版物“改善城市污水处理改变了人口稠密地区的湖泊氮磷比例”中,包括挪威水研究所(NIVA)的专家在内的广泛的科学家联盟表明,中国的城市污水处理热潮是主要的该国湖泊中氮/磷质量比增加的驱动力。这在人口稠密的华东地区尤其重要。

研究人员认为,主要原因是在目前大多数废水处理厂中,磷比氮更有效地去除。

NIVA研究人员林说:“我们调查了中国46个主要湖泊的营养状况变化。虽然总体上水越来越干净,但研究结果表明磷的下降速度要快得多。”

结果表明,在过去的十年中,中国东部大多数湖泊的磷浓度已经显着下降。另一方面,氮浓度基本保持稳定。因此,氮与磷的比率一直在增加。

林说,这可能给水生食物网的功能带来一些意想不到的后果,例如某些类型的蓝细菌在富营养化湖泊中的患病率上升。

林说:“我们的发现突显了污水处理中除磷减少以外还需要更有效地减少氮,以减少浮游植物开花和毒素产生的风险,并维持下游水体中的生态系统生物多样性,”林说。

良好的平衡至关重要

对营养化学计量一词不熟悉?该术语可以说是一门探索各种生态过程中重要生命元素(例如碳,氮和磷)之间平衡的科学。其核心是揭示生活环境和生物元素组成的变化对陆地和水生生态系统整体功能的影响。

正如人类在碳水化合物,蛋白质和脂肪之间取得良好平衡的饮食中最能best壮成长一样,自然也有一定的偏爱。营养素(例如氮和磷)之间的良好平衡至关重要。

为了维持具有良好生物多样性的健康水,已安装了废水处理厂,以防止自然界中沉积过多的养分。然而,在最新的PNAS论文中,研究人员认为,现在是废水处理厂开发更有效的脱氮技术的时候了。

林说:“掌握水体中氮和磷的化学计量特征的长期演变,是弄清水生生态系统初级生产力变化和发现负面生态后果的潜在先决条件。”

呼吁新规定

NIVA研究人员认为,在评估环境管理措施的实施并制定未来的养分管理和控制目标时,应考虑该项目的成果。

林说:“氮和磷之间日益严重的不平衡对水生生态学具有重要意义,至今人们对水生生态学的认识和了解仍然很少。”

他说:“当前法规需要更新,以包括营养物化学计量参数,而不是单个营养物极限值。”

特别是,研究结果对发展中国家的废水处理政策制定具有重大影响,因为发展中国家正在大规模建设包括废水处理厂在内的基础设施。

林总结说:“ 废水处理厂的设计应更有效地除磷外还减少氮,以使氮磷质量比保持平衡。”                                                                                                                          

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