談污水處理廠增設(shè)生物毒性排放標準
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摘要：本文總結(jié)了污水處理廠執(zhí)行標準的現(xiàn)狀，即目前各地污水處理廠執(zhí)行的標準僅規(guī)定了常規(guī)理化指標的限值，缺少能反映綜合毒性的生物指標，并通過對生物毒性檢測方法及其應(yīng)用情況進行梳理，探索了污水處理廠開展生物毒性檢測并將其納入污水廠排放標準的前景。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；生物毒性；排放標準；水質(zhì)評價
疫情的暴發(fā)對城市污水廠出水的安全性提出了新的挑戰(zhàn)，國家規(guī)定接受醫(yī)療污水的城鎮(zhèn)污水處理廠出水糞大腸菌群數(shù)指標應(yīng)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》要求。污水生物毒性的檢測除了理化方法，還有生物學(xué)方法。理化方法難以檢測出各種毒物成分；生物毒性檢測可以作為傳統(tǒng)水質(zhì)評價的重要補充，可直觀反映出水體中共存污染物的綜合毒性效應(yīng)，以評價水質(zhì)的安全性，對保護水質(zhì)安全及水生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
1污水處理廠執(zhí)行標準現(xiàn)狀
污水處理廠作為污水處理的最后出口，出水的質(zhì)量對河流的水質(zhì)有重要影響。目前，現(xiàn)行國家污水處理廠執(zhí)行的標準為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002），對化學(xué)需氧量、氨氮等主要指標作出了規(guī)定。隨著對污水處理廠提標改造的進行，各地區(qū)也制定了一系列污水處理排放標準，收緊了部分指標標準限值。2012年北京市出臺的《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》（DB11/890—2012）[1]、2018年浙江省的《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB33/2169—2018）[2]、2019年山西省的關(guān)于山西省人民政府令第262號[3]以及2020年昆明市出臺的《昆明市城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》（DB5301/T43—2020）[4]等均對污水處理廠主要指標提出了更加嚴格的排放標準，有的已經(jīng)要求城鎮(zhèn)污水處理廠的出水達到地表水Ⅴ類以上排放標準。以上眾多標準中污染物控制項目多為化學(xué)需氧量、氨氮等常規(guī)污染物，實際污水處理廠還會接納工業(yè)廢水，故排放的廢水中可能含重金屬、有毒有害污染物等。復(fù)雜多樣的城市污水經(jīng)過處理后，雖然出水能夠達到現(xiàn)有的排放標準，但是可能還含有生物毒性。因此，除了進行傳統(tǒng)物理化學(xué)指標檢測之外，還需要對污水處理廠尾水開展生物毒性監(jiān)測，分析水體中污染物的綜合生物毒性。
2生物毒性監(jiān)測方法
目前，生物毒性測試方法主要有急性毒性檢測、慢性毒性檢測、遺傳毒性檢測、生物累積毒性檢測和內(nèi)分泌干擾毒性檢測等[5]。水生生物急性毒性測試方法主要包括藻類急性毒性試驗、大型溞急性毒性試驗、魚類急性毒性試驗、發(fā)光菌急性毒性試驗等。發(fā)光細菌毒性檢測是微生物毒性試驗中研究及應(yīng)用最為廣泛的一種。發(fā)光細菌毒性試驗是水質(zhì)毒性檢測中技術(shù)最為成熟的方法之一[6]，有毒物質(zhì)會抑制發(fā)光細菌的發(fā)光強度，通過檢驗抑制率大小可實現(xiàn)對水質(zhì)的急性毒性檢測。雖然發(fā)光菌毒性檢測在運用過程中也存在一些不足，但其操作相對其他生物毒性測試方法更為容易和簡便。將該方法與化學(xué)分離、化學(xué)分析等技術(shù)相結(jié)合，可以為污水毒性物質(zhì)的鑒別和去除效果提供快捷準確的評價方法。
3污水處理廠開展生物毒性監(jiān)測進展
生物檢測已經(jīng)成為檢測和評價水體環(huán)境污染程度的重要手段之一。目前，發(fā)光細菌已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)廢水[7-8]、河流[9-10]、海水[11-13]等樣品的毒性檢測。近年來，越來越多的研究表明，污水處理廠化學(xué)需氧量等理化指標在達標的情況下仍可能對水生微生物產(chǎn)生毒害作用。陳芳等[14]采用發(fā)光細菌毒性儀測試錢塘江流域7家城鎮(zhèn)污水廠出水的發(fā)光細菌抑制率，結(jié)果顯示，污水處理廠出水水樣均對發(fā)光細菌呈現(xiàn)毒性效應(yīng)，并多數(shù)處于中等及以上毒性等級。馮亞靜等[15]利用發(fā)光細菌毒性測試法檢測污水處理廠進出水的急性毒性，結(jié)果表明，進出水經(jīng)過處理后毒性顯著下降，但對環(huán)境仍具有一定的生態(tài)風(fēng)險性。劉家飛等[16]利用發(fā)光菌和大型蚤作為受試生物，測定了北方某城市污水各工藝出水的急性毒性，結(jié)果表明，各再生水原水對大型蚤和發(fā)光菌具有不同程度的毒性效應(yīng)。許多學(xué)者對污水處理不同工藝出水生物毒性也開展了針對性研究。劉存歧等[17]通過幾種急性毒性試驗對砂濾+紫外線、臭氧+紫外線和潛流濕地工藝處理前后污水的毒性進行研究，結(jié)果表明，深度處理工藝對生物遺傳毒性去除效果從大到小為臭氧+紫外線、潛流濕地、砂濾+紫外線。王志謹[18]對鄭州市某污水處理廠不同處理工藝處理的再生水進行有機提取物急性毒性和遺傳毒性檢測，結(jié)果表明，該污水處理廠原水樣中有機物未表現(xiàn)出急性毒性和遺傳毒性，但在長期回用過程中有潛在的環(huán)境累積效應(yīng)和健康風(fēng)險。王麗莎等[19]采用發(fā)光細菌毒性測試方法測定了城市污水工藝流程中生物毒性的變化，結(jié)果表明，二級生物處理能顯著降低污水的發(fā)光細菌毒性，但氯消毒顯著提高了污水的毒性，并且脫氮后污水的毒性仍保持在較高的水平，對生態(tài)安全有潛在威脅。有學(xué)者采用不同菌種對污水處理廠生物毒性開展了一些研究。田杰等[20]利用發(fā)光菌青?；【鶴67對3個城市污水處理廠進出水進行急性毒性檢測，結(jié)果表明，污水處理廠出水生物毒性雖大幅降低，但仍對水環(huán)境中生物有不同程度的毒性效應(yīng)。李雪梅等[21]利用淡水發(fā)光菌Q67對某地區(qū)7座污水處理廠的進出水進行了急性毒性檢驗，結(jié)果表明，總進水經(jīng)處理后毒性顯著下降。蘇恩萍[22]以青島市李村河污水處理廠尾水為研究對象，利用青島常見雙殼類動物文蛤為指示生物研究污水廠尾水的生物毒性，取得了較好的效果。于彩虹等[23]通過日本青鳉胚胎及幼魚暴露試驗評估污水處理廠進出水的綜合毒性效應(yīng)，結(jié)果表明，雖然各污水廠進出水未對青鳉幼魚產(chǎn)生急性毒性效應(yīng)，但在青鳉早期階段亞慢性毒性試驗中表現(xiàn)出了毒性。利用發(fā)光的在線自動監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成為當前一種科學(xué)有效的實時生物監(jiān)測手段。薛銀剛等[24]運用生物在線毒性系統(tǒng)對某污水處理廠不同工藝流程排水毒性進行了監(jiān)控，結(jié)果顯示，初沉池、二沉池和排水口排水的理化指標基本達標，但各自的平均排水毒性較強。
4結(jié)語
城市污水深度處理后安全再生利用對于改善水資源供應(yīng)不足狀況具有重要意義。陸源入海排污口已將污水生物毒性評價納入排污口排污狀況評價項目中[25]。目前，已經(jīng)對城市污水處理過程中生物毒性效應(yīng)開展了較多研究，但缺乏相應(yīng)的國家標準或地方標準對出水水質(zhì)的毒性進行控制。因此，應(yīng)當盡快篩選出一種成熟的方法用于城市污水廠進出水的生物毒性檢測，并逐步將其納入污水排放標準中。
作者：郭楊 單位：遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心