Spildevandsrensningsboom ændrer væsentlig næringsbalance i søer

Et stort antal nye spildevandsrensningsanlæg i udviklingslande har ført til en ubalance mellem fosfor og nitrogen i overfladevand. Resultatet kan være overdreven vækst af potentielt giftige alger med en præference for nitrogen. En ny undersøgelse kræver bedre næringsreduktion for at opretholde økosystemets biodiversitet i søer og andre overfladevandkroppe.

Som et af FN's 17 mål for bæredygtig udvikling, rent vand og sanitet får stor opmærksomhed. For at nå dette omfattende mål, effektiv kommunal spildevandshåndtering spiller en stor rolle. De fleste menneskelige aktiviteter producerer spildevand - og den årlige produktion af kommunalt spildevand på verdensplan overstiger nu mængden, da vandet frigiver den enorme Amazon -flod til Atlanterhavet på cirka 12 dage.

"Spildevandsmængden fortsætter med at vokse med urbanisering og den tilhørende befolkningsstigning. Stigende spildevandsproduktion, sammen med utilstrækkelige indsamlings- og behandlingsfaciliteter, har ført til en negativ indvirkning på vandkvaliteten, "NIVA -forsker Yan Lin sagde.

Ifølge Lin, mange udviklingslande løser problemet ved hurtig opførelse af nye rensningsanlæg til spildevand.

"Forskellen i effektivitet ved fjernelse af nitrogen og fosfor, imidlertid, har resulteret i ubalance af nitrogen i forhold til fosfor i vandområder. Dette kan have negative konsekvenser for biodiversiteten og den overordnede funktion af det modtagende akvatiske økosystem, "Sagde Lin.

I denne artikel, vi vil se nærmere på nitrogen og fosfor og disse to elementers indvirkning på akvatiske økosystemer. Både nitrogen og fosfor er afgørende elementer for, at organismer kan vokse. Imidlertid, da overdrevne næringsstoffer kan forårsage eutrofiering af vandlegemer, det er meget vigtigt at kontrollere næringsstofstrømmene til disse farvande.

Rensning af spildevand i Kina

Mange lande tackler problemet med overskydende næringsstoffer ved at øge den kommunale spildevandsrensningskapacitet. Dette er ofte mere opnåeligt end at reducere næringsstoffer, der ikke er næringsstoffer, f.eks. ved at reducere mængden af ​​gødningstilførsel og bevaringspraksis for vandskel. I Kina, som vil være i fokus i denne artikel, opførelsen af ​​spildevandsrensningsanlæg er vokset hurtigt i de sidste femten år.

I 2005, procentdelen af ​​kommunalt spildevand, der behandles på nationalt plan i Kina, var kun omkring 40 %. I 2017, den nåede mere end 90 %.

Imidlertid, resultaterne af dette skift af foranstaltninger i forhold til næringsstofkoncentrationer i søer er ukendte.

Kan føre til algeopblomstring

I PNAS publikation "Forbedring af kommunal spildevandsrensning ændrer søkvælstof til fosforforhold i befolkede områder, "et bredt konsortium af forskere, herunder eksperter fra Norwegian Institute of Water Research (NIVA) viser, at dette kommunale spildevandsrensningsboom i Kina er en vigtig drivkraft for stigninger i kvælstof/fosfor masseforhold i landets søer. Dette er især vigtigt i det mere befolkede østlige Kina.

Hovedårsagen er, at fosfor fjernes mere effektivt end nitrogen fra spildevand i de fleste af de nuværende rensningsanlæg, forskerne argumenterer.

"Vi undersøgte ændringerne i ernæringsstatus for 46 store søer i Kina. Mens vandet generelt bliver renere, resultaterne viser, at fosforet falder i et meget hurtigere tempo, "NIVA -forsker Lin sagde.

Resultaterne viser, at i det sidste årti, fosforkoncentrationen i de fleste søer i det østlige Kina er faldet betydeligt. Nitrogenkoncentration, på den anden side, har for det meste været stabil. Dermed, forholdet mellem nitrogen og fosfor er ved med at stige.

Ifølge Lin, dette kan medføre nogle uventede konsekvenser for funktionen af ​​akvatiske fødevarer, såsom den stigende forekomst af visse typer cyanobakterier i de eutrofiske søer.

"Vores resultater fremhæver behovet for mere effektiv kvælstofreduktion ud over fosforreduktion i spildevandsrensning for at reducere risikoen for fytoplanktonblomstrer og toksinproduktion og for at opretholde økosystemets biodiversitet i nedstrøms vandkroppe, "Sagde Lin.

God balance afgørende

Ikke bekendt med udtrykket næringsstofstøkiometri? Udtrykket kan beskrives som en videnskab, der udforsker balancen mellem vigtige livselementer som kulstof, nitrogen, og fosfor i forskellige økologiske processer. Dens kerne er at afsløre virkningen af ​​ændringer i livsmiljøet og biologiske elementersammensætning på den overordnede funktion af terrestriske og akvatiske økosystemer.

Ligesom mennesker trives bedst på en kost med en god balance mellem kulhydrater, protein og fedt, naturen har også visse præferencer. En god balance mellem næringsstoffer som nitrogen og fosfor er afgørende.

For at opretholde sunde farvande med god biodiversitet, rensningsanlæg er blevet installeret for at forhindre, at der deponeres for mange næringsstoffer i naturen. Imidlertid, i det friske PNAS -papir hævder forskerne, at det er på tide, at rensningsanlæggene udvikler mere effektive kvælstoffjernelsesteknologier.

"At mestre den langsigtede udvikling af de støkiometriske egenskaber ved nitrogen og fosfor i vandlegemer er en forudsætning for at tydeliggøre ændringer i primær produktivitet i akvatisk økologi og opdage potentielle drivkræfter for negative økologiske konsekvenser, "Sagde Lin.

Ring efter nye regler

NIVA -forskeren argumenterer for, at projektets resultater skal tages i betragtning ved evaluering af implementeringen af ​​miljøledelsesforanstaltninger og formulering af fremtidige næringsstyrings- og kontrolmål.

"Den voksende ubalance mellem nitrogen og fosfor har vigtige konsekvenser for akvatisk økologi, der stadig er dårligt overvejet og forstået, "Sagde Lin.

"De nuværende regler skal opdateres for at omfatte næringsstof -støkiometri -parametre frem for enkelte grænseværdier for næringsstoffer, " han sagde.

I særdeleshed, resultaterne af undersøgelsen bør have store konsekvenser for beslutningstagning af spildevandsrensning i udviklingslande, hvor massiv infrastrukturudvikling, herunder rensningsanlæg til spildevand, er i gang.

"Designet af spildevandsrensningsanlæg bør mere effektivt reducere nitrogen ud over fosfor, for at holde nitrogen/fosfor masseforholdet i balance, "Sluttede Lin.