21世紀(jì)歐洲城市污水處理所面臨的挑戰(zhàn)

水處理網(wǎng)訊:為防止污水中的有害物質(zhì)外泄到自然環(huán)境（EEA，2018），歐洲大部分城市的污水必須經(jīng)過(guò)污水處理廠的處理?！奥?lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”（UN，n.d.）中強(qiáng)調(diào)了清潔水供應(yīng)和衛(wèi)生設(shè)施安全的重要性。近幾十年來(lái)，對(duì)于整個(gè)歐洲來(lái)說(shuō)，供水和污水收集耗費(fèi)了巨額投資，未來(lái)可持續(xù)用水，將面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

城市污水處理

對(duì)大多數(shù)歐洲市民來(lái)說(shuō)，日常生活污水排放入管道，經(jīng)處理后減少了致病微生物和營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷，避免了河道污染和藻類繁殖。

家庭和工業(yè)廢水對(duì)水生環(huán)境造成了巨大的壓力。由于污水中含有大量的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一旦排放到河道中，氨和自然作用會(huì)消耗氧氣來(lái)分解水中的有機(jī)物，使河流不再適合魚(yú)類和無(wú)脊椎動(dòng)物生存。同時(shí)，過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氮和磷，會(huì)導(dǎo)致植物和藻類過(guò)度生長(zhǎng)，它們的呼吸作用和死亡腐爛會(huì)切斷光源并耗盡水中的氧氣。幸而在20世紀(jì)，先進(jìn)高效的污水處理技術(shù)的大面積覆蓋和廣泛應(yīng)用極大地改善了人類健康和環(huán)境質(zhì)量。

生活污水處理廠的覆蓋率在歐洲各不相同。例如，在中歐西部，由污水處理廠處理的生活污水占比為97%。在南歐、東南歐和東歐國(guó)家，盡管在過(guò)去10年中，已增加到約70%，這一比例仍普遍較低。（歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，2017a）。盡管近年來(lái)有了顯著的改善，但仍有大約3000萬(wàn)人沒(méi)有被覆蓋到。在人煙稀疏的地區(qū)，使用化糞池等個(gè)別處理方法處理污水可能更為實(shí)際。

21世紀(jì)的挑戰(zhàn)

在過(guò)去幾十年中，歐洲各國(guó)在收集和處理城市廢水，去除有害微生物、耗氧物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物方面投入了數(shù)十億歐元（EC，2017年）。這項(xiàng)投資確保了當(dāng)?shù)仫嬘盟拖滤艿赖馁|(zhì)量（歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，2016年，2017b）。另外，居民對(duì)城市污水處理所面臨的挑戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)有所提高，例如，居民對(duì)氣候變化和有害物質(zhì)存在的認(rèn)知。當(dāng)解決這些問(wèn)題時(shí)，更可持續(xù)的解決方案就可以被理解（圖1）。

雨水管理系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氣候變化

在一些地區(qū)，氣候變化意味著強(qiáng)降雨將更加頻繁。因?yàn)槌鞘械貐^(qū)的下水管道會(huì)同時(shí)收集雨水，生活污水和工業(yè)污水（所謂的“合流式下水道”），在極端暴雨情況下，雨水進(jìn)入合流式污水管網(wǎng)的速度比設(shè)計(jì)值要快。這會(huì)導(dǎo)致污水管網(wǎng)超負(fù)荷，導(dǎo)致地表水泛濫和城市污水處理廠溢流，進(jìn)而造成未經(jīng)處理的污水流入河流、湖泊或沿海地區(qū)。然而，可持續(xù)的城市排水系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)用不同的方式來(lái)管理徑流，從而為此提供了一種解決方案。

在其他地區(qū)，氣候變化將導(dǎo)致降雨量減少，因此需要通過(guò)提高水資源利用率來(lái)減少不必要的消耗，這既可以節(jié)約水資源，又可以節(jié)約其在運(yùn)輸和處理過(guò)程中所消耗的能源。然而污水處理本身可以在提高水資源利用率方面發(fā)揮重要作用。高水平處理可以去除污染物，使處理后的水可以再利用。歐盟正于2019年制定一項(xiàng)關(guān)于城市污水再利用于農(nóng)業(yè)灌溉的法規(guī)。

排放到敏感區(qū)域-符合歐洲法規(guī)

在某些情況下，如果接收污水排放的水體特別敏感，則污水處理排放必須達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。這樣做是為了避免當(dāng)污水排放到“水框架指令”劃定的“營(yíng)養(yǎng)敏感地區(qū)” 時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)導(dǎo)致藻類過(guò)度生長(zhǎng)；如果污水排放點(diǎn)靠近浴場(chǎng)，或在飲用水取水點(diǎn)上游，或在歐洲或國(guó)際保護(hù)水道，標(biāo)準(zhǔn)要求必須殺死污水中病原體。

新型關(guān)注點(diǎn)

近年來(lái)，人們?nèi)諠u擔(dān)憂水環(huán)境中存在的許多濃度較低但具有毒性的化學(xué)物質(zhì)。由于使用了很多不同的物質(zhì)，許多化學(xué)品在僅具備傳統(tǒng)污水處理能力，運(yùn)用傳統(tǒng)污水處理方法的城市污水處理廠無(wú)法得到處理因而被直接排放入地表水。研究表明，污水中許多化學(xué)物質(zhì)含量有所上升，它們可能來(lái)自于家用清潔產(chǎn)品中，也可能來(lái)自于排泄的藥物中（UKWIR，2018）。人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心環(huán)境中存在的化學(xué)混合物——所謂的“雞尾酒效應(yīng)”——對(duì)水生生物可能造成的影響（EEA，2019b）。

一個(gè)可能出現(xiàn)的新問(wèn)題是抗生素耐藥性（AMR），這是由于人類和獸醫(yī)使用抗生素等抗菌藥物而引起的?？咕鷦┑氖褂煤团欧艑?dǎo)致了耐藥細(xì)菌、病毒和微生物的進(jìn)化，產(chǎn)生了抗藥性。因此，治療這些細(xì)菌、病毒的感染會(huì)變得越來(lái)越困難（世衛(wèi)組織，2018年）。經(jīng)城市污水處理廠處理后的污水外排可能會(huì)將AMR基因帶到環(huán)境中，但目前關(guān)于環(huán)境中AMR進(jìn)入人體的途徑及其后果的研究信息非常有限（EEA，2019c）。在應(yīng)對(duì)新興的污水處理問(wèn)題時(shí)，仍需要保持警惕。

歐洲立法

歐盟和指定的非歐盟國(guó)家共同制定了“城市廢水處理指令”（91/271/EEC），其主要是為了保護(hù)環(huán)境免受污水排放造成的影響。這是通過(guò)在超過(guò)2000人口當(dāng)量的居民點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)收集和處理污水的情況和方法制定的。在大多數(shù)情況下，該指令規(guī)定污水必須進(jìn)行二級(jí)處理，但在具有特別敏感水域的集水區(qū)，可能需要更嚴(yán)格的污水處理系統(tǒng)。目前，歐盟委員會(huì)正在評(píng)估這項(xiàng)指令的有效性，是否足以應(yīng)對(duì)當(dāng)前和新的問(wèn)題。滿足 “城市污水處理指令”的要求是城市地區(qū)污水處理的基準(zhǔn)。

“水框架指令”（2000/60/EC）搭建了保護(hù)河流、湖泊、過(guò)渡水域（河口）、沿海水域和地下水的框架。其目的是確保所有地表水體處于良好的化學(xué)和生態(tài)狀態(tài)，盡量減少人類發(fā)展對(duì)水質(zhì)的影響。

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