PPCPs：污泥難入地 只怪人們愛(ài)美麗？
長(zhǎng)期以來(lái)，德國(guó)關(guān)于市政污泥農(nóng)用的爭(zhēng)論從未停止過(guò)，以前反對(duì)農(nóng)用的原因是重金屬超標(biāo)，而近年來(lái)矛頭直指有機(jī)污染物質(zhì)，其中主要即指藥物和化妝品物質(zhì)（PPCPs）。
1. PPCPs：延年益壽+永駐青春的必需品
PPCPs（pharmaceuticals and personal care products）是藥物和個(gè)人護(hù)理品的英文縮寫，其種類繁多，其中藥物包括抗生素類、血壓、血脂和血糖調(diào)節(jié)劑類、避孕藥、抗抑郁類、抗癲癇類、抗癌藥、興奮劑和造影劑等，個(gè)人護(hù)理品類有防曬霜、防腐劑、塑化劑、麝香類物質(zhì)、合成面膜等。
一方面，PPCP在維持人體衛(wèi)生健康和美麗、保證禽畜健康、促進(jìn)生長(zhǎng)等方面提供了必要的幫助，但另一方面，PPCP里面的部分化學(xué)物質(zhì)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不利影響，例如口紅和染發(fā)劑中的苯胺，保濕霜里面的BHA和BHT等，指甲油里面的DBP，洗手液里的三氯生，防曬劑里的二苯酮-3等，這也是為啥垃圾分類中過(guò)期的化妝品多為有害垃圾。
隨著環(huán)境痕量物質(zhì)分析檢測(cè)技術(shù)的提高（PPCPs濃度低且種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜差異大，檢測(cè)分析難度大）和人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，PPCPs作為一種新型的痕量污染物引起了廣泛關(guān)注。
多個(gè)國(guó)家的調(diào)查顯示，污水處理廠和自然水體中均檢測(cè)出 PPCPs，濃度范圍受不同國(guó)家的生活、用藥習(xí)慣、化合物自身性質(zhì)、環(huán)境溫度、降雨、光照和污水處理工藝等的影響。
由于我國(guó)抗生素濫用嚴(yán)重（我國(guó)每年人均消費(fèi)抗生素約138g，是美國(guó)的10倍多；我國(guó)抗生素院內(nèi)使用率超70%，而世衛(wèi)組織推薦僅為 30%）。此外我國(guó)動(dòng)物飼養(yǎng)中也存在抗生素濫用現(xiàn)象。這導(dǎo)致我國(guó)與西方國(guó)家相比，抗生素類藥物污染更加嚴(yán)重，而其他PPCPs則相差不大。
2. PPCPs軌跡：像金針菇一樣，直進(jìn)直出
人類使用護(hù)理品的洗漱和沐浴污水、尿液及糞便（藥物未完全吸收）、醫(yī)院及制藥等工業(yè)廢水、養(yǎng)殖業(yè)等農(nóng)業(yè)廢水排放最終均通過(guò)市政管網(wǎng)進(jìn)入到了市政污水處理廠。
然而，由于PPCPs 大部分為人工化學(xué)合成物質(zhì)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難以生物降解，所以， 進(jìn)入污水處理廠的 PPCPs 除少量通過(guò)逸散、光降解等方式釋放大氣外，大部分 PPCPs 要么隨出水直接進(jìn)入環(huán)境，要么被吸附于活性污泥表面。
除非污水廠上馬高級(jí)氧化或膜處理等深度處理手段，否則，PPCPs就像金針菇一樣，怎么進(jìn)，怎么出，see u tomorrow。
活性污泥在這個(gè)過(guò)程中，除了少量的降解，更多的像是起到了一個(gè)PPCPs在尾水（即達(dá)標(biāo)排出水，也叫再生水）和剩余污泥中的分配作用。郝曉地等研究結(jié)果顯示，活性污泥的吸附去除率約為20%-30%，也就是說(shuō)，PPCPs進(jìn)入污水處理廠后，大約70%又隨著尾水外排，進(jìn)入到了自然界，25%留在了污泥中。事實(shí)上，目前不同國(guó)家的研究均發(fā)現(xiàn)，污水廠排放口下游的絕大部分 PPCPs 濃度比河流的背景值有大幅度的升高，即與污水廠尾水的排放直接相關(guān)。
考慮到PPCPs是在濃度太低，在尾水中PPCPs為ng/L~ug/L級(jí)別，污泥中為ug/kg-mg/kg級(jí)別，要是就這樣回到自然界，考慮大自然的稀釋、降解等影響，PPCPs短期內(nèi)不會(huì)直接影響到人類生存本身，因而也掀不起太大的波瀾。
3. 因?yàn)榛赜�，掀起波瀾，風(fēng)險(xiǎn)未定，迷霧重重
但是，近些年受制于水資源短缺及土壤質(zhì)量下降等因素而采取的尾水灌溉、污泥堆肥后進(jìn)入農(nóng)田則為PPCPs直接進(jìn)入食物鏈提供了直接通道。
3.1. 尾水灌溉：以色列超過(guò)淡水灌溉，加拿大太陽(yáng)魚(yú)壽命減短
尾水方面，以將滴管技術(shù)發(fā)揚(yáng)到極致的以色列為代表，近年一直大力發(fā)展尾水回灌農(nóng)田。從2012年起，以色列中水回用灌溉即開(kāi)始超過(guò)原生淡水灌溉。
一旦尾水中的PPCPs進(jìn)入農(nóng)田，就會(huì)經(jīng)過(guò)吸附/解吸，遷移，降解/變形，吸收等階段進(jìn)入植物，最終通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)累積，農(nóng)作物的吸收及累積可能使人類暴露在PPCPs的危害中。事實(shí)上，自2009年以來(lái)，開(kāi)始有越來(lái)越多的研究記錄了植物吸收PPCPs案例報(bào)道。
2017年權(quán)威期刊EST更是發(fā)布一篇研究：安大略湖附近一座現(xiàn)代污水處理廠下游池塘的小太陽(yáng)魚(yú)為了對(duì)抗該廠凈水中殘留PPCPs的影響（盡管濃度很小，但種類多，共發(fā)現(xiàn)16種PPCP），氧氣消耗量顯著增加，為此它們身體需作出相應(yīng)調(diào)整，例如長(zhǎng)出更大的鰓等，以支持更快的新陳代謝，當(dāng)然代價(jià)是壽命縮短，從而直觀顯示了PPCPs的累積效果。
3.2. 污泥農(nóng)用：Biosolid的美好設(shè)想，PPCPs的影響較�。�
污泥方面，由于污泥中有機(jī)質(zhì)含量高，可改善土壤肥力及孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的自然循環(huán)，因此污泥農(nóng)田回用一直是一個(gè)很美好的想法。人們?yōu)榇颂匾馓岢隽松锕腆w（Biosolid）這個(gè)概念，用來(lái)表示經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化之后的市政污泥，以彰顯其巨大的利用價(jià)值，從而將一般污泥從概念上進(jìn)行區(qū)分。
盡管大多數(shù) PPCPs 在剩余污泥中的吸附率雖然不高， 但長(zhǎng)期絕對(duì)轉(zhuǎn)移量不可小覷。一旦用于農(nóng)田，污泥中所含PPCPs 即會(huì)釋放到土壤環(huán)境之中，從而慢慢進(jìn)入食物鏈。
但值得一提的是，根據(jù)Ben等針對(duì)CBZ（PPCPs的一種）在生菜中的研究，相比尾水灌溉而言（溶解相+連續(xù)灌溉模式），污泥農(nóng)用帶來(lái)的影響明顯較�。ㄟ@與PPCP在污泥中的存在形態(tài)、階段性的加入農(nóng)田的方式以及污泥一定程度還可吸附部分PPCPs等有關(guān)）。
但顯然，這并不意味著污泥可以農(nóng)用！
3.3. 達(dá)摩克里斯之劍：S-P-R傳遞鏈實(shí)錘，長(zhǎng)期真實(shí)暴露風(fēng)險(xiǎn)待定
2016年P(guān)altiel研究發(fā)現(xiàn)，在食用了從尾水灌溉農(nóng)田長(zhǎng)出的瓜果蔬菜后，人的尿液中CBZ（一種PPCP）明顯高于對(duì)照組，從而提供了一手的現(xiàn)實(shí)研究數(shù)據(jù)，一定程度上首次針對(duì)PPCPs的“源頭-路徑-受體”完整鏈條上進(jìn)行了實(shí)錘。
盡管檢出量非常小，其最終影響目前在科學(xué)界仍有爭(zhēng)論，但如果考慮長(zhǎng)期作用以及多種PPCPs物質(zhì)的綜合作用影響，尤其是在當(dāng)前缺乏針對(duì)PPCPs的基礎(chǔ)研究（PPCPs最大的挑戰(zhàn)來(lái)源于其種類繁多，性質(zhì)差異大，代謝產(chǎn)物多樣）及尾水灌溉和污泥農(nóng)用中田野尺度的一手調(diào)查研究背景下，人類長(zhǎng)期暴露于PPCPs混合物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)就無(wú)法確定，這猶如達(dá)摩克里斯之劍，高懸頭頂！
在這種背景下，經(jīng)過(guò)多年修訂，2017年德國(guó)污水處理廠污泥法(AbfKlärV)正式生效， 規(guī)定在過(guò)渡期(12年或15年)之后，所有規(guī)模超過(guò)5萬(wàn)人口當(dāng)量的污水廠都必須從污泥中進(jìn)行磷回收，同時(shí)禁止污泥土地利用。
在厭氧發(fā)酵的故鄉(xiāng)，傳出禁止土地利用的消息，自然值得細(xì)品。
4. 未來(lái)多管齊下：基礎(chǔ)研究+源頭治理+農(nóng)用管制
未來(lái)，PPCPs 將主要從如下方面開(kāi)展工作：
1）PPCPs規(guī)律的基礎(chǔ)研究。建立數(shù)據(jù)庫(kù)，制定風(fēng)險(xiǎn)最大的PPCP是短名單，從跟蹤研究短名單開(kāi)始。研究遷移、轉(zhuǎn)化、吸收、生物降解等環(huán)境行為，以及 PPCPs對(duì)土壤生物和人類的生態(tài)毒性效應(yīng)。
2）污水廠的源頭治理。為應(yīng)對(duì)污水廠有效去除 PPCPs 的要求，強(qiáng)化現(xiàn)有處理工藝的效能或深度處理或三級(jí)處理工藝非常必要。從源頭消除。例如目前最新的概念水廠已將這類因素考慮進(jìn)去，設(shè)計(jì)方面兼顧宏量污染物與新興微量污染物的協(xié)同去除。
在污水廠的深度處理或三級(jí)處理環(huán)節(jié)研究或開(kāi)發(fā)能大規(guī)模應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)、高效的 PPCPs 類去除技術(shù)，將活性污泥法和 O3 /H2O2、UV / H2O2 等高級(jí)氧化工藝組合，可達(dá)到較理想的處理效果，需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型催化或吸附材料、高級(jí)氧化與生物氧化相結(jié)合的新型組合技術(shù)等。
3）污泥農(nóng)用的管制。設(shè)置PPCPs風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)，或?qū)⑽勰嗤恋乩梅绞睫D(zhuǎn)為園林綠化或非農(nóng)作物的灌溉，如棉花等，或直接禁止大中城市的污泥土地等。
盡管當(dāng)前我國(guó)污泥農(nóng)用尚未考慮PPCP因素，但作為全球PPCPs最嚴(yán)重國(guó)家，疊加近年我國(guó)土壤修復(fù)等政策大背景，可以預(yù)見(jiàn)從德國(guó)的一聲炮響將快速傳導(dǎo)至我國(guó)，對(duì)未來(lái)我國(guó)PPCPs政策產(chǎn)生明顯的影響。本文希望由此提供一個(gè)引子，供大家探討污泥還田的當(dāng)下困境及未來(lái)發(fā)展。
原標(biāo)題:PPCPs：污泥難入地，只怪人們愛(ài)美麗？
