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【环保】过时的污水处理让普吉特湾的鱼类窒息

【环保】过时的污水处理让普吉特湾的鱼类窒息 三潜社ThreeDivingClub
2021-01-29
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导读:有一首歌,有一些誓言,夹杂在咔嚓咔嚓的声音里,掉落到经年不歇的记忆里。沉淀,消逝。100年前的污水处理系统正

有一首歌,有一些誓言,夹杂在咔嚓咔嚓的声音里,掉落到经年不歇的记忆里。沉淀,消逝。


100年前的污水处理系统正在消耗氧气含量,并使虎鲸、鲑鱼和珍宝蟹处于危险之中


在普吉特湾捕鲑鱼40年之后,约瑟夫·彼得斯(Joseph Peters)越来越多地发现他的渔网里有一个讨厌的东西:成团的奶油色月亮水母。偶尔水母会因为太重而撕破渔网。过多的水母除了占据渔网外还带来其他副作用,它们还能让鱼看到网,导致本应入网的鱼只是在网周围游来游去。

月亮水母在普吉特湾自然存在,但近年来出现了异常密集的水母群,它们的数量相当于几个街区。“巨型水母冲击”是普吉特湾生态不正常的更明显的标志之一。这种不平衡的另一个明显迹象是:单细胞海洋生物大量繁殖,从太空都能看到它们的红橙色斑点。这些变化是影响深远的生态系统崩溃的一部分,同时还导致牡蛎难以形成合适的壳,蛤床关闭,鲑鱼数量减少,处于食物链顶端的虎鲸饥饿。

科学家说,污水处理不当是造成这种破坏的一个重要原因,而且这个原因还在不断增加。

倾倒污水会引起连锁反应,耗尽水中的氧气供应,使海洋生物基本上喘不过气来。根据一份2019年的州报告,自2006年以来,有19%到23%的普吉特湾没有达到联邦清洁水法规定的氧气标准。

这些和其他的发展凸显了普吉特湾环境恶化的紧迫状况,需要数十亿美元的解决方案。

环保人士起诉国家污水处理厂的废物倾倒,指出最后一次华盛顿州生态管理署(Washington State Department of Ecology)要求的生态污水主要现代化工厂是基于20世纪初第一次部署的1987年升级版。

生态管理署现在正在要求工厂采用更好的污水处理方法,这种方法是在20世纪80年代发展起来的,在东海岸已经使用了几十年。这项技术能够去除“营养素”,尤其是氮,氮就像肥料一样,给普吉特湾的海藻和水母提供养分。但普吉特海湾地区核电站的大部分升级至少要到2035年才能完成。

“这些都是非常庞大复杂的工厂,更不用说昂贵了,”穆基利奥水与废水区(Mukilteo Water and Wastewater)局长,为该州提供咨询的专家委员会成员杰夫:“如果你认为做正确的事情代价昂贵,那么做错的事情怎么样?”如果我们花了一大笔钱,结果发现它根本就不需要……这确实削弱了公众的信心。据估计,这将使家庭每月花费11到23美元。

而另一方则是一个环保组织,该组织已起诉华盛顿,要求其更好地清理污水,但迄今未获成功。

“在普吉特湾,人们对活虎鲸、鲑鱼、珍宝蟹以及所有人们喜欢或想要保护的东西可以投入多少呢?”尼娜·贝尔说,她是总部设在波特兰的西北环保组织的执行董事。“因为这才是关键所在。”

今年6月,当克里斯汀·古德温(Christine Goodwin)从自己位于惠德贝岛(Whidbey Island)海滨的家中凝视赫尔姆斯港(Holmes Harbor)时,她看到水面上有一块熟悉的橙红色污渍。那说明一切的颜色和发霉的气味立刻告诉她这是藻华,藻华是由一种叫做夜光虫的单细胞海洋生物引起的。

“它看起来像番茄汤,”古德温说。20年前,在霍尔姆斯港,这样的东西随处可见。当时,作为“霍尔姆斯港之友”(Friends of Holmes harbor)的主席,她开始努力遏制工业废水的排放,条件改善。但现在古德温注意到,藻华又开始变大了。

她说,人类正在污染鱼类、螃蟹和其他海洋生物仅有的家园。但这些生物“不能收拾东西搬走,”她说。“他们无法保护自己。”

研究人员说,普吉特湾的海藻和水母冲击是由化学元素氮喂养的。氮无处不在——科学家估计,它是银河系中第七大最丰富的元素。

但在地球上,氮约占大气的四分之三,它的自然循环已经被人类活动严重打乱。

氮一直存在于人类和动物的粪便中。华盛顿的大多数废水处理厂都不过滤废水。因此,这些植物无意中浓缩了氮,然后被倾倒到包括普吉特湾在内的水道中。在现代污水处理之前,传统上这些营养物质会自然地散布在土地上,它们更容易被土壤吸收。

据生态部门统计,如今普吉特湾地区的80家污水处理厂每年向湾倾倒约2600万磅氮。随着越来越多的人迁入该地区,这一数字还将继续增长。

这是一个问题,因为氮是一种“营养物质”,可以促进植物生长,包括藻类。过量的氮会导致有害的藻类大量繁殖,导致海滩无法游泳和活动,食用受污染贝类的人类和野生动物也会生病。营养过剩也与保护鱼类和螃蟹的鳗鱼草地的消失有关。

据生态部首席海洋学家克里斯托弗·克雷姆斯说,古德温在霍尔姆斯港看到的广阔夜光藻在最近几十年里被观察到的次数越来越多。近年来,克雷姆斯每月都在监视普吉特湾上空的飞行,他拍下了视线所及范围内的橙色条纹。

他说:“我们讨论的是小于一毫米的生物体,就像一根头发的大小……但你可以看到它们的大规模,甚至可以从卫星上捕捉到。”“这是不可思议。”

虽然夜光虫不会对人类造成伤害,但是过量的夜光虫和其他种类的浮游植物会破坏食物链,Krembs解释说。富含氨的夜光虫对其他生物来说并没有什么吸引力,但它却能在营养丰富、富含脂肪的藻类中泛滥成行。类似地,水母吃小鱼,但很少有生物吃水母。克雷姆斯说,“它们蚕食了食物链”,减少了包括鲑鱼和虎鲸在内的其他海洋生物所能获得的热量,这些生物在一定程度上由于食物不足而濒临灭绝。

当所有的藻类死亡和分解,他们会造成其他问题。它会导致海水酸化,进而危害到人类和野生动物赖以为生的牡蛎、藤壶、浮游生物和其他物种。

随着海藻分解,它们也会吸收水中的氧气,给其他海洋生物留下的氧气越来越少。这些“死亡地带”的溶解氧水平可以降得很低,以至于鱼类和其他海洋生物窒息,有时会导致大量鱼类死亡。

《清洁水法》规定了海水中溶解氧含量的标准。气候变化导致的气温上升预计将进一步降低氧气含量。

虽然普吉特湾的一些水湾含氧量本来就很低,但污水中过量的营养物质使问题更加严重。普吉特湾的大部分地区有时会遭受低氧的困扰。近年来,南湾和Whidbey盆地的入海口有超过半年的时间处于危险的低氧状态。

《清洁水法》要求各州制定清洁计划,解决这些“受损”水域的问题,但华盛顿一直拒绝这么做。现在,在对普吉特湾低氧和废水之间的关系进行了近20年的研究之后,华盛顿准备要求污水处理厂大幅减少氮的释放量。但这不会很快发生。生态部要求自己在2040年前达到普吉特湾的《清洁水法》氧含量标准。

如果所有的废水处理厂从4月到10月限制氮的排放,普吉特湾的低氧地区将会减少大约一半。这是根据一种被称为萨利什海模型的复杂计算机模拟得出的,该模型是生态系统与太平洋西北国家实验室和美国环境保护局共同开发的。

该模型发现,为了满足水质标准,该州还必须处理来自农场径流、渗漏的化粪池系统和流入普吉特湾的河流和溪流附近的其他人类活动的少量营养物。生态学正在制定一项计划,预计于2022年完成,该计划将详细说明必须从各种来源削减多少氮。

与此同时,生态学已经启动了一个过程,最终减少氮从污水处理厂。

2020年初,该机构首次宣布,将要求其监管的大约70家城市污水处理厂控制排放到污水中的氮量。目前,只有一家工厂——为莱西、奥林匹亚、汤沃特和瑟斯顿县周边地区服务的洛特工厂——必须限制其氮产量。

11月初,一个代表州和联邦机构、废水处理机构、环保团体和部落的咨询委员会提出了生态方面的建议,建议污水处理厂应采取的行动。到2021年中期,生态系统计划将这些建议纳入管理污水处理厂向海洋排放处理过的污水的规定中。

新规生效后的头五年,主要目标是不让问题变得更糟。植物只需要将氮的释放量控制在目前的水平。

这是违反法律的,Bell说,他是西北环境倡导组织的执行董事,该组织起诉了该州。她说,《清洁水法》禁止生态系统允许污水处理厂加剧水质恶化。

咨询委员会的一些污水处理厂代表反对立即限制氮排放,称这可能会阻止城市发展,因为人口越多意味着污水越多。这也是八个处理厂中有五个拒绝委员会对生态学的建议的原因之一。

在头五年里,处理厂还必须寻找低成本的方法,以减少氮负荷,但通过这种“优化”措施,它们能达到多少效果尚不清楚。废水处理厂是“复杂的”,穆基尔特奥的废水处理专员克拉克说。“你转动旋钮,他们的反应方式不一定是可以预测的。”

咨询委员会的环保团体最终同意了这些建议。“我们找到了解决问题的办法,”非营利组织普吉特声音守护者联盟(Puget Soundkeeper Alliance)的政策经理阿丽莎巴顿(Alyssa Barton)说。她说,工厂将不得不限制氮的释放,但他们也有一些时间来筹集资金进行升级。

双方未能就实现新的氮排放限制的时间表达成一致。环保人士建议核电站在10年内进行必要的升级,而公用事业公司则表示,这可能至少需要15年。

这个时间表让贝尔感到沮丧,因为他的小组并不属于生态学咨询委员会。经过几十年的拖延,“生态系统在说,‘让我们把问题拖到后代去。’”她说。

其他一些州已经在处理氮污染方面取得了重大进展。长岛湾也是,康涅狄格从20世纪90年代初就开始推动污水处理厂减少氮的排放。到2013年,那里的植物已经将输入的氮量减少了69%。

华盛顿州的法律要求使用“所有已知的、可用的和合理的方法”来防止水污染,但是生态学已经33年没有更新污水处理标准。西北环保人士正在向州法院起诉生态部门,要求其采用现代污水处理方法去除营养物和其他污染物,如通过人体的药物。

生态学家表示,他们正在推进一项计划,根据改善普吉特湾氧气水平的需要来限制植物的氮排放。生态学认为,并非所有的植物都需要安装最严格的营养技术。

贝尔说,这并不能让生态学通过更新污水处理标准。“法律不是个人偏好的问题,”她说。“你没有选择权。”

修复普吉特湾的低氧水平尤其需要金县的大量投资。

《生态学》(Ecology)提供的数据显示,该县的三家工厂为大约180万人口提供服务,从废水处理设施进入的氮中,有一半以上来自这些工厂。萨利希海洋模型预测,如果仅是伦顿的南方工厂和西雅图的西点工厂从4月到10月减少氮的输出(低氧是一个更大的问题),含危险低氧水平的海湾区域将减少近四分之一。

塔科马的中央废水处理厂和皮尔斯县的钱伯斯河设施在海湾地区排在前五名。根据金县和塔科马的研究,对这些设施进行彻底检修以去除氮的成本可能高达数十亿美元。

今年9月,金县委托进行的一项研究估计,在其所有三个主要工厂中,适度减少氮肥的成本可能仅为3.05亿美元。全年达到最严格标准的费用估计为54亿元(实际费用可减少50%至增加300%)。西点军校工厂面临的挑战最大,它被西雅图的探索公园(Discovery Park)环绕,几乎没有什么发展空间。报告发现,在那里,实行全年脱氮意味着在建设或建造第四个主要工厂期间只排放经过最低限度处理的污水。

在塔科马市,升级该市两家主要工厂的资本成本可能在2.16亿美元到8.64亿美元之间,具体取决于每年去除多少氮以及去除多少个月。据塔科马环境服务部门废水处理负责人、生态咨询委员会成员丹·汤普森(Dan Thompson)说,这可能会导致废水处理率翻一番或翻三番。

汤普森和其他污水处理厂的代表说,他们希望得到这样的保证,即这些重大投资将使普吉特湾变得更加健康。

汤普森说,塔科马的领导人“如果要取得成效,愿意出钱”。“他们真正不想做的是,支付8.64亿美元,却发现我们没有拯救一条鲑鱼或一条鲸鱼。”

生态学也研究了去除养分的成本。一份2011年的报告发现,实现所有的植物去除氮排放的声音将花费2010美元,15亿美元和36亿美元之间取决于严格的标准,是否只在夏季植物去除氮,低氧时更多的是声音的问题。这些估计非常粗略。《生态学》称,实际成本可能从低于所引用数据的50%到高于100%不等。(另外,去除另一种营养物质磷的成本将高达45亿美元)。该报告估计,如果该州所有的工厂都进行了脱氮升级,按现在的美元计算,每个家庭每月将多支付约11至23美元。

在与西北地区环保人士的法律斗争中,《生态》援引该报告作为不更新该州水处理标准的理由,称其成本“不合理”。

但是,根据Mindy Roberts的说法,生态系统2011年的成本估计很可能被夸大了,她在报告完成时是环保署的环境工程师。这是因为该报告假设植物可以从大量的水中去除氮,而只处理一部分水流就足以改善声音。她说,其他创造性的解决方案,如现场处理废水的建筑,可以进一步降低成本。

现在是华盛顿环境委员会在普吉特湾工作的主任,罗伯茨领导着环境核心小组的生态咨询。

罗伯茨说:“我希望我们能够创造性地思考如何实现目标,而不是只是说,‘见鬼,我们根本就不打算开始。’”

“再也不会便宜了,”她说。“人们还是会搬到这里来。我们需要向前迈进。”

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