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“十二五”為什么要控制氨氮?

    為什么要開展氨氮污染防治?
    ■閱讀提示
　　我國氨氮排放量遠遠超出受納水體的環境容量、污染負荷壓力大是造成目前地表水體氨氮超標的最主要原因。氨氮已超過COD成為影響地表水水環境質量的首要指標，氨氮是否納入污染減排約束性指標，直接影響COD污染減排工作的環境質量績效。

　　氨氮污染物對水環境的綜合影響較大
　　水體中的氨氮是指以氨(NH3)或銨(NH4＋)離子形式存在的化合氨。氨氮是各類型氮中危害影響比較大的一種形態，是水體受到污染的標志，其對水生態環境的危害表現在多個方面。與COD一樣，氨氮也是水體中的主要耗氧污染物，氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧，使水體發黑發臭。氨氮中的非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，對水生生物有較大的毒害，其毒性比銨鹽大幾十倍。在氧氣充足的情況下，氨氮可被微生物氧化為亞硝酸鹽氮，進而分解為硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮與蛋白質結合生成亞硝胺，具有致癌和致畸作用。同時氨氮是水體中的營養素，可為藻類生長提供營養源，增加水體富營養化發生的幾率。
　　氨氮是總氮在自然水體中的存在形式之一，控制氨氮有利于減輕湖庫氨氮和總氮的負荷。雖然污水處理氨氮降解只是將氨氮轉化為硝態氮和亞硝態氮，不能實現總氮的去除。但是可以通過實施氨氮總量控制減少源頭氨氮產生量，降低進入水體的氨氮污染負荷，也就直接減少了水體總氮含量，有利于緩解湖庫富營養化。
　　氨氮污染物排放量大，污染負荷遠超出水體環境容量
　　“十五”期間，氨氮排放總量呈現逐年上升的趨勢。“十一五”時期，排放總量開始有所下降，但仍未達到“十五”初期的水平。我國氨氮排放量遠遠超出受納水體的環境容量、污染負荷壓力大是造成目前地表水體氨氮超標的最主要原因。初步測算，2007年氨氮排放總量約相當于環境容量的4倍左右。未來一段時間，我國經濟仍將處于工業化和城市化“雙快速”發展階段，污染物排放增量壓力巨大，氨氮排放量大與環境容量相對不足的矛盾仍然難以得到根本緩解。
　　氨氮已成為現階段影響我國水質的主要污染因子
　　氨氮作為主要超標污染物在七大水系中出現頻率非常高，氨氮污染是全國性的污染問題。2007年，氨氮是長江、黃河、海河和遼河的首要污染物，同時也是珠江和淮河的主要污染物。2008年重點流域水污染防治專項規劃考核結果表明，重點流域氨氮污染嚴重，海河、遼河、三峽庫區及其上游、黃河中上游等流域大部分斷面氨氮超標，太湖、巢湖、滇池等流域氨氮達標率也偏低。2008年全國地表水河流國控斷面中氨氮劣Ⅴ類斷面占19.2％，全部斷面氨氮平均濃度為1.9mg/l，僅達Ⅴ類標準水平。
　　根據《中國環境狀況公報》，2003～2005年，全國七大流域高錳酸鹽指數超標斷面比例分別為30.0％、25.2％、38.7％，氨氮超標斷面比例分別為37.8％、31.8％、33.3％，氨氮對水質的影響與高錳酸鹽指數基本持平。而2008年重點流域高錳酸鹽指數超過Ⅴ類標準值的斷面比例為10.5％和7.3％，氨氮超過Ⅴ類標準值的斷面比例為18.9％和22.1％，氨氮已超過COD成為影響地表水水環境質量的首要指標。氨氮是否納入污染減排約束性指標，直接影響COD污染減排工作的環境質量績效。

    實施氨氮減排條件是否具備?
    ■閱讀提示
　　我國氨氮去除效率提升空間較大，且技術經濟基本可控合理。氨氮作為全國約束性指標的基礎儲備基本成熟。“十一五”期間，污染減排“三大體系”建設得到一定程度的提升，COD污染減排工作全面開展為氨氮污染減排創造了基礎，也有利于將氨氮減排工作落到實處。 

　　我國氨氮去除效率提升空間較大，且技術經濟基本可控合理
　　受行業發展水平限制，我國目前部分行業標準的氨氮排放限值相比國外同類標準還有相當的收嚴空間。一些行業缺乏行業排放標準，以通用排放標準代替。一些企業治理設施簡陋，缺乏深度治理設施，運行管理不到位，無法穩定達標排放，偷排漏排現象在一定范圍內依然存在。早期建設的城市生活污水處理廠不具備脫氮除磷的功能，需要進行提標改造；不少污水處理廠污水管網不配套，污水負荷率低；此外，污水處理廠運行水平低下、污水處理費征收不足、監管不力等因素也影響實際處理效果，這些都使我國目前氨氮去除效率總體較低。
　　氨氮削減工藝主要分物化和生化兩類方法。物化法處理投資成本高，運行費用高，易造成二次污染。生化法具有條件溫和，處理成本低、二次污染少等多種優勢，國內外針對氨氮廢水處理的新技術研發主要集中在生物處理領域。傳統的生物脫氮工藝具有有機物和氮去除效果良好等特點，經改進和優化后在目前脫氮工藝中占有較大比重，包括A/O工藝(厭氧—好氧法)、多級A/O脫氮工藝(多次交替使用硝化和反硝化池)、A/A/O工藝(厭氧－缺氧－好氧法)、SBR工藝(序批式反應器)、曝氣生物濾池(淹沒式曝氣生物濾池)等工藝，其氨氮去除效率可達70％～80％，其中部分工藝在90％以上。氨氮控制不存在技術上的制約因素。選擇合適的生化工藝，只要運行調試得當，氨氮去除效率有較大的提升空間，技術經濟合理性也是有保障的。
　　氨氮作為全國約束性指標的基礎儲備基本成熟
　　適合于全國進行總量控制的水污染物必須滿足如下條件:區域性而非局地性的污染物；可監測、可統計、可考核，有基礎；控制對象是一次污染物，最好也不是混合型污染物；有治理減排途徑，減排技術經濟合理，經濟負擔可以承受。根據氨氮污染物自身特性，氨氮屬于一次污染物，而根據我國氨氮污染的現狀，氨氮屬于區域性而非局地性的污染物。“十一五”以來，我國在污染物監測能力建設、排放統計數據完整性、減排目標制定及實施考核等方面取得了一定的積累，氨氮納入“十二五”約束性指標成為可能。
　　自2001年起，我國環境統計中增加了城鎮生活氨氮排放量指標，從而使點源氨氮統計數據得以完善。全國污染源普查查實了全國主要污染物排放總量，摸清了污染源的流域、區域和行業特征以及治理情況，掌握了農業源污染物排放狀況，氨氮排放量數據的準確性得到進一步提高。隨著污染源普查數據動態更新和未來環境統計調查體系的繼續完善，普查結果與環境統計數據的對接將進一步夯實氨氮總量控制的數據基礎。
　　2007年，環境統計全國廢水中氨氮排放量132.4萬噸(不含農業源)。其中，工業氨氮排放量34.1萬噸，約占氨氮排放總量的26％。城鎮生活氨氮排放量98.3萬噸，占氨氮排放總量的74％以上。生活污染物在其中所占比例逐年上升，由2005年的64.95％上升到2007年的74.30％。根據2007年全國污染源普查，農業源氨氮排放量約31.4萬噸(其中種植業和規模化畜禽養殖業占93％)。與總氮較多地來源于面源有所不同，農業源、面源對氨氮貢獻比總氮相對偏小，也使氨氮總量控制可以比總氮總量控制先行一步。以工業加生活源為基礎，輔以規模化畜禽養殖等重點農業源，基本可以覆蓋氨氮排放總量的重點。實際上我國淮河流域“十一五”規劃等已將氨氮指標明確列入規劃目標指標。
　　COD和氨氮污染排放具有高度的同源性，氨氮總量控制與COD控制模式也基本類似。目前各項COD污染減排制度、技術措施都對氨氮污染防治工作起到重要的基礎性作用。“十一五”期間，污染減排“三大體系”建設得到一定程度的提升，COD污染減排工作全面開展為氨氮污染減排創造了基礎，也有利于將氨氮減排工作落到實處。

    如何有效減少氨氮排放?
    ■閱讀提示
　　完善氨氮的排放標準，促進氨氮污染防治水平提升；推進城鎮污水處理設施建設和升級改造，大幅度強化氨氮削減作用；以重點行業為抓手，加大工業結構調整力度，加強工業污染治理；多管齊下，綜合試點，大力防治農業源污染。

　　完善氨氮的排放標準，促進氨氮污染防治水平提升
　　我國目前有26個現行水污染物排放標準對氨氮的排放規定了控制標準值。總體來說，我國目前現行國家和地方有關氨氮的排放標準中，發布年代較早的標準，其氨氮控制要求已不能滿足當地目前的環境管理工作要求；而最近幾年發布的地方標準基本可以滿足當地的環境管理工作要求。應根據現有工業企業氨氮達標排放標準低的狀況，完善國家環境質量標準體系，加大行業型污染物排放標準工作制(修)訂力度，縮小通用型、綜合型污染物排放標準適用范圍，對實施時間較長的排放標準進行全面復審和修訂，提高氨氮排放控制要求，督促企業進行深度治理，提高工業氨氮治理水平。
　　考慮到工業企業廢水處理設施實際進水氨氮濃度很高，很多企業面臨氨氮達標出水困難，且各行業污水特點不盡相同，應避免一刀切，基于技術經濟可行性提出“提標升級”要求，既要體現對水體水質的要求，又要考慮各行業實際的經濟承受能力和處理水平。通過“提標升級”，促進企業升級改造，工業氨氮排放水平有望進一步降低。
　　推進城鎮污水處理設施建設和升級改造，大幅度強化氨氮削減作用
　　由于進水水量變化大、工業廢水影響、進水SS(固體懸浮物)濃度高等因素，我國污水處理工藝氨氮去除效果不理想。我國絕大部分污水處理廠缺乏控制氨氮的有效手段，硝化效果的有無很大程度上是依賴于自然界春夏秋冬的自然更替，部分污水處理廠提高硝化的效果僅僅是簡單地減少排泥或者增加曝氣量，遠遠沒有達到優化運行的效果。一些老的污水處理廠在建設之初沒有考慮硝化的功能，只有簡單的COD去除功能，污水處理廠的出水氨氮較高。這些污水處理廠的曝氣池容積較小，達不到硝化所需要的泥齡要求；沉淀池容積偏小，無法適應硝化所需要的高污泥濃度；曝氣設備的能力較低，達不到硝化所需的供氧量。
　　通過污水處理廠COD減排協同效應并升級改造強化生活源氨氮去除效率，可以有效地減少氨氮排放。一方面深挖潛力，注重提升現有設施負荷率和運營水平。根據流域水質的情況，有條件改造的，繼續分期分批在城市污水處理廠中增加脫氮除磷的功能；排入封閉式水域及對近岸海域水質有直接影響的地區污水處理廠應選用具有強化除磷脫氮功能的處理工藝，鼓勵新建污水處理廠將去除水中總氮作為控制污染指標之一；負荷率低的，完善污水收集管網，通過管網改造提升等措施提升負荷率。另一方面全面啟動縣縣污水處理廠建設工作，推進農村分散式污水處理設施建設，鼓勵有條件的地區因地制宜建設農村分散式污水處理設施。同時以缺水地區為重點大力推行污水再生利用工作，鼓勵其他地區開展污水再生利用，重點提高污水再生利用率。
　　需要注意的是，硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，必須同時進行污泥回流和硝化液回流，反硝化時往往要另外加入碳源(如甲醇)和堿，這些需要統籌考慮加以解決，應以老污水處理廠提標改造為主，鼓勵企業采取技術措施，降低污水處理過程中的能耗，淘汰落后的技術，優化運行，使氨氮減排最優化。
　　以重點行業為抓手，加大工業結構調整力度，加強工業污染治理
　　不少工業廢水進水COD偏高，難降解COD比例過高，易降解有機碳源占COD中的10％左右，可利用的碳源不能滿足生物脫氮反硝化需求，這些造成工業廢水處理廠出水氨氮和總氮達標比較困難。根據2007年《中國環境統計年報》，2007年，工業氨氮去除率為60.3％，比工業COD去除率低10個百分點；生活氨氮排放量為98.3萬噸，去除率僅為26.1％，比城鎮生活COD去除率低13個百分點；根據主要氨氮產生排放行業氨氮去除率的分析，除石化行業去除率超過90％，其他行業均有提升潛力。
　　氨氮污染排放的污染結構性問題突出，化工、有色、石化、農副食品、紡織等8個行業氨氮排放量占工業排放總量的85.9％。化工行業是氨氮的主要排放行業，占工業企業氨氮總排放量的40％以上，其次為造紙、食品加工、紡織、黑色冶金、石化和食品制造等行業，具有高氨氮廢水排放問題的工業部門主要有煉油、化肥、無機化工、農藥、鐵合金、玻璃制造、食品和飼料生產等。此外，養殖場排出的廢水和垃圾填埋場產生的垃圾滲濾液等廢水中氨氮的含量也很高。重點抓住化工、有色、石化、農副食品、紡織等重點行業，可以有效控制工業氨氮排放總量。
　　按照先控制新增量后削減存量的順序，首先，在項目審批階段嚴格環境準入標準，合理控制行業發展速度和經濟規模，在源頭污染物增量環節多做“減法”，控制氨氮污染物新增量；其次，嚴格執行國家產業政策，加大工業結構調整力度，對重點行業、重點流域依法實行強制清潔生產審核，對達不到清潔生產水平的應予以關閉和淘汰；第三，抓好企業末端治理，加強污染治理設施的運行監管，確保工業企業實現全面穩定達標排放。
　　多管齊下，綜合試點，大力防治農業源污染
　　一些地區僅考慮對工業點源及城市生活污染源的氨氮削減尚無法保證環境功能區的全面達標，要從根本上緩解氨氮污染問題，必須把主要農業源氨氮污染物逐步納入控制。由于基礎工作不到位、工程監管缺位、管理對象難以落實、缺乏治理手段等，農業源將是“十二五”水污染防治需要攻堅克難的重點領域。對于COD如此，對于氨氮污染防治也是如此。
　　現階段農業源治理應以規模化畜禽養殖等為重點，落實各項管理制度和政策措施，開展規模化畜禽養殖場(小區)、畜禽散養密集區污染防治。規模化畜禽養殖企業參照點源進行管理，嚴格要求，以氨氮穩定達標排放為目標。對散養式畜禽養殖場，以綜合利用為主要措施，推廣畜禽糞便生物處理技術，發展生態農業。對于農業面源防治，主要采用管理措施從源頭防治，條件允許的情況下輔以工程措施，積極開展試點。通過推廣測土施肥的方法，擴大有機農產品種植面積，減少農業生產化肥施用量。促進緩釋∕控釋肥料研發、生產、運輸和銷售，改善化肥產品結構，提高氮素利用率。研究建立完善的規模化畜禽養殖場—有機肥—農戶—農田運營模式和渠道，實現面源點源協同削減的同時，促進農業可持續發展。
　　作者單位:環境保護部環境規劃院