為何要禁止向海洋棄置污泥？
我國(guó)水污染問題，已或多或少對(duì)近海產(chǎn)生一定影響，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的河流入海口，這種情況更加嚴(yán)重。
高污染工業(yè)區(qū)沿江密布，工業(yè)污泥的產(chǎn)量和去向至今沒有統(tǒng)計(jì)，有多少企業(yè)通過暗管將污泥排入水體不得而知。即便是市政污泥，盡管住建部每年都在統(tǒng)計(jì)污水處理廠的數(shù)目和設(shè)計(jì)處理能力，但實(shí)際有效運(yùn)行的污水處理量，特別是污泥的處理處置項(xiàng)目到底有多少，市政污泥的去向如何，很多底數(shù)都不甚清楚。
本文想探討海洋棄置這一話題，人類曾對(duì)海洋棄廢的環(huán)境影響有過較徹底的研究，其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)值得我們借鑒。
紐約污泥棄海達(dá)78年到1992年才終結(jié)
1884年美國(guó)紐約第一座污水處理廠建成投用，4年后這個(gè)數(shù)目上升為6座。由于污泥的產(chǎn)生量提高，土地處置費(fèi)用昂貴，美國(guó)人很早就發(fā)現(xiàn)了水體棄置是一條較廉價(jià)的出路。
1914年開始，污泥被投入紐約港內(nèi)的海水中，這一做法持續(xù)了10年。直到1924年，在港灣內(nèi)棄置被宣布禁止，污泥需運(yùn)到港外的定點(diǎn)海域棄置。這一棄海點(diǎn)離紐約港入口處約12海里，北距長(zhǎng)島海岸線5～6公里，水深約27米。
1927年紐約已有11座污水處理廠，一直到1960年代，棄海所造成的污染才被有關(guān)研究機(jī)構(gòu)證實(shí)。
1972年《凈水法案》修正案通過，美國(guó)污水處理普遍需要升級(jí)為二級(jí)處理，據(jù)估計(jì)，污泥的產(chǎn)量也將因此增加一倍。為此，1972年美國(guó)國(guó)會(huì)通過了《海洋棄廢法》，要求美國(guó)環(huán)保署(以下簡(jiǎn)稱為USEPA)負(fù)責(zé)有關(guān)海洋棄廢的授權(quán)審批，并進(jìn)行海洋棄廢點(diǎn)的選址及環(huán)境評(píng)價(jià)。USEPA原希望在1981年徹底停止海洋棄廢，但在找到陸基處置替代前的過渡期內(nèi)，12海里棄置點(diǎn)可能容量不足，需要為大量增加的污泥尋找一個(gè)替代棄海點(diǎn)。最終實(shí)施的地點(diǎn)選在了106海里處(196公里)，此廢棄點(diǎn)恰好位于大陸架邊緣，海水深度2500米。紐約污水處理的二級(jí)改造到1980年代末實(shí)施完畢，新棄置點(diǎn)在1986年開始使用，原棄海點(diǎn)棄用。
盡管早在1978年通過的《海洋棄廢法》修正案已經(jīng)提出了自1981年12月31日起禁止棄海，但遲至10年后的1988年，美國(guó)國(guó)會(huì)才以通過《禁止海洋棄置法》徹底宣告海洋棄廢的終結(jié)，最終期限設(shè)定在1991年12月31日。
就總的棄置量而言，這一世界上規(guī)模最大、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的污泥海洋棄置(1914年～1992年)，直到1992年6月底才終于畫上了句點(diǎn)。
國(guó)際公約為何禁止污泥棄海
500000:1的稀釋并非安全
隨著70年代污水處理的加強(qiáng)，由陸基徑流攜帶排放入海的污染物濃度大幅度降低，近海海水的水質(zhì)得到明顯改善，1993年紐約附近各處水質(zhì)已經(jīng)都可達(dá)到適宜游泳的指標(biāo)。
對(duì)污泥棄海的環(huán)境影響研究，可分為兩個(gè)階段。
70年代，USEPA以及商業(yè)部國(guó)家海洋與大氣管理局實(shí)驗(yàn)室為污泥棄海的選址曾做過多次調(diào)查和研究。從環(huán)境控制角度看，當(dāng)時(shí)有一個(gè)明確的目標(biāo)和底限，即污泥投海不應(yīng)影響紐約港內(nèi)、長(zhǎng)島海灘以及新澤西州沿岸的水質(zhì)，因?yàn)橹苓吅┕I(yè)的產(chǎn)值每年就達(dá)20億美元(1973年)之巨，造訪泳灘的人次有6500萬之多。
除了海灘工業(yè)可能受到負(fù)面影響外，只有一項(xiàng)可預(yù)見的經(jīng)濟(jì)損失，那就是漁業(yè)。1976年，USEPA已經(jīng)規(guī)定在12海里棄海點(diǎn)為中心的11公里半徑內(nèi)禁止?jié)O業(yè)捕撈，以避免可能被致病菌和重金屬所污染的海產(chǎn)品進(jìn)入食物鏈，這屬于典型的預(yù)防性措施。
70年代的研究，主要是圍繞12海里棄置點(diǎn)進(jìn)行的，其目的是研究它和長(zhǎng)島附近水質(zhì)的變化，以確定污泥棄置量的增加可能產(chǎn)生的影響。但由于缺少歷史背景資料(即開始棄廢前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))，盡管觀察到一些海底生態(tài)群落以及水質(zhì)變化，但無法確定這種影響與污泥棄置的直接相關(guān)性。
90年代開始的研究，特別圍繞106海里棄置點(diǎn)的選址以及1992年7月停止棄海后長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的深海觀測(cè)，使人們終于對(duì)污泥棄海有了對(duì)比認(rèn)識(shí)。
污泥棄海的做法一般是將平均含固率大約3.6％的濃縮污泥用大型漕船運(yùn)到海上，在指定區(qū)域拋撒。早期研究認(rèn)為，這種拋撒實(shí)現(xiàn)了5000:1的稀釋，在遠(yuǎn)期背景上應(yīng)該達(dá)到500000:1的稀釋，因而是安全的。棄置后大部分污泥會(huì)沉入靠近棄置點(diǎn)的海底，棄置點(diǎn)附近進(jìn)行禁漁，即可避免污染對(duì)人類的威脅。
較新的研究則證實(shí)，污泥只有一部分落入棄置點(diǎn)區(qū)域，但沉入海底的這部分污泥也隨著海底水流方向，呈條狀推移，底泥的漂移距離超過50～100公里。所到之處，污泥產(chǎn)生的不可恢復(fù)的負(fù)面影響是確定的，稀釋作用并不能阻止其負(fù)面影響。污泥會(huì)造成海底生態(tài)環(huán)境的改變，生物群落迥異，海水中污染物和致病菌濃度上升，沉積物中有害物質(zhì)濃度高，周邊區(qū)域內(nèi)魚類的污染物生物富集現(xiàn)象明顯，傳統(tǒng)捕魚區(qū)內(nèi)魚的種類發(fā)生變化，產(chǎn)量下降。有機(jī)質(zhì)濃度導(dǎo)致海水含氧量降低，污泥有機(jī)質(zhì)降解的半衰期在3～6年以上。
國(guó)際公約禁止海洋棄置廢棄物的原因，正是基于以下理論推論:污泥作為一種富集了污水處理污染物的濃縮結(jié)晶，對(duì)海洋生態(tài)有潛在危害，如污染海水和海灘，魚類可能被致病菌和重金屬污染，有機(jī)物富集形成過營(yíng)養(yǎng)化可能引發(fā)有毒藻類大量繁殖，局部海水氧氣耗竭，發(fā)生赤潮，導(dǎo)致大面積魚類死亡等。
污泥并非靠稀釋就能無害化，污泥來自于水體又返回到水體情理上說不過去。從紐約污泥棄海棄置的實(shí)例來看，有諸多結(jié)論值得我們注意:
1、陸基污染源主要是來自污水
造成近海水域污染的主要陸基來源是污水而非污泥。紐約的實(shí)例表明，由于污水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，終于在頒布《凈水法案》的20年后，才實(shí)現(xiàn)了紐約近海所有海灘的水質(zhì)達(dá)標(biāo)(可游泳)。正是由于污水處理廠的存在和運(yùn)行，才使得入海污染物大為減少。也只有大力治理陸地上的污水，才是保護(hù)海洋的唯一有效途徑。
2、污泥是一個(gè)需要妥善解決的二次污染源
污水處理的結(jié)果是產(chǎn)生污泥。將污泥傾倒在港口，會(huì)使港口水質(zhì)惡化；傾倒在近海，會(huì)造成近海海水污染，威脅泳灘；傾倒在遠(yuǎn)海，會(huì)造成海洋生態(tài)群落的退化……
人類為了不把水中的污染物直接排入水體污染河流和近海水質(zhì)，才實(shí)施污水處理。把污泥原封不動(dòng)再排回到海里，哪怕是深海，從情理上也說不過去。
3、污泥的污染并非稀釋就能無害化
所有環(huán)境研究的焦點(diǎn)在于，究竟何種條件下，污染排放能夠在可承受范圍內(nèi)，即不造成不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境和人類健康損害。不過，掌握這一限度并非易事。
紐約的污泥海洋棄置實(shí)際來自紐約和新澤西兩個(gè)州大約2000萬人口的市政污泥。從有記錄的1960年開始的16年里(1960～1975)，在12海里棄海點(diǎn)棄置的污泥總量為5253萬立方米，干基大約192.9萬噸，年均干基污泥投放量12萬噸。1986年開始至1992年6月底，在106海里棄海點(diǎn)共處置污泥4200萬噸，干基150萬噸，年均干基投放量25萬噸。以此區(qū)域平均深度100米、相關(guān)海域面積20000平方公里考慮，海域每年傾倒的污泥干基負(fù)荷才0.13mg/l，濃度確實(shí)不值一提。這應(yīng)該就是以往人們以為有著海水幾十萬倍的稀釋，應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生危害的原因。但現(xiàn)在的研究表明，污泥的危害是不能用海水體積稀釋比來衡量的，何況不同海域、不同水文條件下，海水更新、混合、流動(dòng)的頻率是完全不同的。
4、污泥的高有機(jī)負(fù)荷是海洋生態(tài)不可承受之重
海水中的溶氧量是反應(yīng)海水水質(zhì)的一個(gè)直接參數(shù)。不同溫度、鹽度(深度)的海水溶氧量不同。20度下淡水中的溶氧量大約是9.1mg/l，海水如果鹽度為0.3％的話，溶氧量應(yīng)為7.6mg/l。紐約州環(huán)保部門2008年海水監(jiān)測(cè)執(zhí)行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是SA、SB、SC類水質(zhì)的溶氧量應(yīng)在4.8mg/l以上。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3097－1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》)規(guī)定的海水浴場(chǎng)水質(zhì)溶解氧應(yīng)大于5.0mg/l。
污泥中有較高的有機(jī)質(zhì)含量，這部分有機(jī)質(zhì)進(jìn)入海水后氧化代謝較慢，長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，是一個(gè)持續(xù)消耗氧氣的過程。根據(jù)有機(jī)物降解的公式，1摩爾有機(jī)物降解需要氧化106摩爾的有機(jī)碳和16摩爾的有機(jī)氮，總的氧氣消耗為138摩爾。如果棄海是連續(xù)進(jìn)行的，每年25萬噸干基污泥、平均有機(jī)質(zhì)含量60％，棄海中心面積100平方公里、平均深度27米的話，中心區(qū)域海水的日均耗氧量將達(dá)到14.5mg/l以上。
這就是說，棄置了大量污泥的海水中，每天的耗氧量可能數(shù)倍于海水的實(shí)際溶氧量，因氣候等各種原因，一旦海水補(bǔ)充氧氣的速度低于其耗氧速度，就有可能造成局部海水的水質(zhì)惡化，繼而影響到海中生物的生存。這就是赤潮發(fā)生的基本原理之一。
5、美國(guó)污泥棄海實(shí)踐所提供的啟示
美國(guó)的污泥棄海所涉及的污泥量?jī)H僅是相當(dāng)于一個(gè)具有2000萬人口的紐約、新澤西地區(qū)的市政污泥，工業(yè)污泥原本所占數(shù)量極小，且自1976年以后絕對(duì)禁止棄海。市政污泥絕大部分都經(jīng)過了厭氧消化處理，其有機(jī)質(zhì)規(guī)模已削減了30～50％。而且，USEPA從1972年接手海洋棄置的管理授權(quán)開始，就明確提出了早日結(jié)束所有海洋棄廢的意愿，因?yàn)樗麄兩钪，海洋棄廢盡管最便宜，但它是不能推廣復(fù)制的。
一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象是，在美國(guó)，污泥棄海被禁的原因并非它已實(shí)際形成怎樣的污染災(zāi)害，也非國(guó)際組織的壓力。導(dǎo)致污泥棄海被禁，是由于幾次海灘污染導(dǎo)致的抗議，盡管這些事件最終都被證實(shí)可能與污泥無關(guān)(如1976年整個(gè)海岸線引起大量底棲生物缺氧死亡事件，1987～1988年3月東海岸大量死亡或?yàn)l臨死亡的寬吻海豚、瓶鼻海豚沖上海岸事件等)。
污泥棄海處置被當(dāng)做替罪羊的情形恰恰是環(huán)境事件的一個(gè)典型特征。公眾和輿論無從鑒別環(huán)境事件的真實(shí)原因，因?yàn)榄h(huán)境問題導(dǎo)致的災(zāi)害、傷害常常有很長(zhǎng)的潛伏期，且表現(xiàn)形式間接、隱秘，取證極為困難，但它對(duì)環(huán)境和人類健康的損害機(jī)理是眾所周知的，它已影響到民眾的切身利益。
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