【热点追踪】答水处理专家对总氮水质标准质疑

在国家城镇污水处理厂新排放标准的爭议中,水处理专家郑兴灿提出了“地表水标准中氮磷指标存在明显的逻辑混乱”,並影响GB18918—2002城镇污水处理厂排放标准制定。看来需要为水质标准正本清源。由于近30年来全国一直执行的三代地表水标准都是我主持编制的,当然更有答疑的责任。


郑兴灿专家的意见是2008年发出的,我问了他,他不知又在此次热议排放标准中被中科博联翻了出来。为答疑清楚,他的意见可以归纳为4点:


1,总氮、氨氮和硝酸盐氮在标准中找不到总氮为各组合之和关系;


2,氨氮和总氮标准值相等,硝态氮限值是否应为0?


3,仅湖库限制总氮,河流不限,湖水来自河流,水质如何保障?


4,河流总磷0.2毫克/升,如何保障0.05毫克/升标准的湖库达标?


我认为,以上四点,並不是逻辑混乱所致,而是水处理领域与水质标准领域跨领域交流不够,导致对水质基准标准系统的误解。和郑兴灿等专家自1995年治理淮河污染开始,合作20年,在反对盲目执行一级A标准上我赞成他的观点,並做为十二五重点流域水污染防治规划指导组的意见执行。现在则要就具体标准问题深一步地交流了。


对于水处理专家,工作对象水处理厂是闭合系统,进多少氨氮等氮类污染物,都是总氮组成部分,有个总量。不管氨氮转化为亚硝酸氮,还是再转化为硝酸盐氮,水处理一方面关心这一耗氧过程和氮的形态变化,另一方面,通过对某一时刻,水中总氮总量是氨氮加亚硝酸盐氮、加硝酸盐氮、加有机氮之和,并以此来决定削减总氮的方法。因此,“总氮等于各组分之和”这个概念十分重要。


对于水质标准专家,工作对象江河湖泊水环境系统是开放系统,氮的源和漏是变化的,各种形态的氮源随时进出系统,光合作用、底泥释放、植物生长等都随时改变水质浓度,水质标准不关心氮类浓度场某一时刻的浓度定格,只关心某一种氮类指标对水生态系统的影响浓度,这就是基准。注意,只有每一单指标的限值规定,因为全世界的基准都是单指标的剂量响曲线为基础。水质标准专家对单项指标安全浓度概念则十分清楚。


这样看来,水处理专家关注氮总量转化过程和结果,水质标准专家关注单项指标安全浓度。两个领域的专家关注目标不同,产生不同的评价方法和思维习惯也是正常的。如果承认两个领域的思维差异,再进一步解释水质标准是怎样制定的,就容易沟通了。


先说氨氮,在1999年之前,以非离子氨和总氨为基准,1999年美国颁布了氨的最新基准,以氨氮代替非离子氨和总氨,並给出不同pH和温度下的氨氮基准。由于温度和pH影响氨氮基准可相差10倍以上,V类水体定为2.0毫克/升,可保护pH在8.1,温度在摄氏30度以下的所有水体的水生生物。硝酸盐氮则为保护人体健康的指标,按美国健康基准10毫克/升定标。这两个指标都各自依据保护水生生物和人体健康,不考虑与总氮有组分关系。


再说总氮,在美国2000年公布营养物特别基准后,重申分区调查用统计值制定标准,把总氮、总磷、叶绿素、透明度四个指标列为富营养化评价指标。我国湖库标准在无分区调查资料为依据的情况下,V类标准2.0,高于韩国的1.5,日本的1.0,美国的1.68。由于没有分区调查数据做依据,单项指标执法根据不充分,我一直建议另定富营养化评价标准,国家水质考评也一直不取总氮,所以反对以此指标值为依据定排放标准限值是有原因的。(注:这个指标美国只有湖库基准,为0.1至1.68毫克/升。)


关于总磷,由于美国基准和世界各国标准近30年变化不大,我国水质标准,河流V类0.4,湖库0.2,河流lll类0.2,湖库0.05。由于污水厂除磷技术俱备,对磷指标尚未成热点。只要与总氮等指标一起进入富营养化标准,並分区制定限值,有关营养物指标的管理,则主要是磷对水厂混凝工艺的影响,可在供水保障中提要求。


郑兴灿专家提出的河流标准和湖泊标准不一致的问题是因为水力学条件不一致,传输规律不同,标准有差异是必要的,美国以水力停留时间30天为江河湖库分界。如何让江河与湖库水质相接?我们一靠环评,二靠治污规划来解决。例如:著名的引江济巢工程环评,因长江水总氮1.8,若每年30亿方水进巢湖,会造成巢湖全湖总氮超IV类,环境影响预测巢湖富营养化风险较大。又如:南水北调中线水源地丹江口水库,除总氮指标,水质为I类至ll类,总氮在lll类以下,原因在于陕西来水白河断面即达1.2,河流无总氮要求,因为饮用水,世界卫生组织无控制总氮要求,但进入湖库,为保护湖库生态,防止富营养化,需控制上游来水入库总氮总量。面对汉江削减总氮任务,财政部、环保部、南水北调办,把“十三五”治理陕西、湖北面源氮磷污染列为重点,为保北方水源地长治久安,争取拿出一条江控制总氮的示范。所以,标准虽有分类,各管一段,但流域区域水质问题系统解决,还要靠环评、规划和监管。


一次交流,不一定把问题都解决,相信只要多交流,两个领域会在融合中为我国水污染防治做出更大贡献。【热点追踪】答水处理专家对总氮水质标准质疑插图

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