印第安纳州对磷排放施加了严格的限制。您能满足这些限制要求吗？
您的工厂是否将废水排放到印第安纳州的一家公共污水处理厂 (POTW)？如果是这样，请准备好接收一封信。如果您没有准备好，这封信可能会让您付出代价。针对废水排放中营养元素（尤其是磷）的含量，您的工厂将需要满足新的严格限制。
这些限制属于一项区域性措施，用于应对过量营养元素影响当地水道并最终排放到墨西哥湾的情况。那么，印第安纳州 POTW 排放的磷对墨西哥湾水域有何影响？磷在形成缺氧环境的过程中起着关键作用，常见于海洋中溶解氧极低的区域。
墨西哥湾缺氧问题
当水中的氧气浓度下降到低于 2 毫克/升时，水生生态系统就会发生缺氧。在此浓度下，自由游动的生物将逃离和/或避开该区域。当浓度为1 毫克/升时，依赖氧气的生物会死亡。
尽管缺氧区自然存在于水生生态系统中，但由于人类活动，缺氧区的数量和范围急剧增加。1972 年在墨西哥湾发现了一个大型缺氧区。从那以后，它在每年夏天的发展情况都被记录在案。
导致沿海水域缺氧的主要因素是富营养化，营养元素过剩导致缺氧区的形成。
富营养化
营养元素氮和磷对于陆地和水生生态系统中的植物生长至关重要。然而，人类活动增加了对水道的营养元素排放，超出了自然系统的正常需要。水道营养元素的主要来源包括：
- 农业径流
- 废水处理流出物
- 化石燃料的燃烧。
水道中的营养元素促进藻类生长。在平衡的系统中，浮游动物以藻类为食并限制它们的生长。当营养元素含量超过系统吸收它们的能力时，就会出现藻华现象。藻华会阻塞水柱的光线并堵塞鱼鳃。某些藻类产生的毒素会杀死鱼类并影响人类健康。当藻类死亡并落到底部时，微生物会分解它们，并在此过程中消耗掉溶解的氧气。
基于营养的缺氧形成
仅仅是富营养化并不会导致缺氧区的形成。缺氧区的形成需要具有水柱分层。墨西哥湾的分层源于河流中密度较低的淡水流入温度较低、较稠密、含盐较高的海水。分层将底层与表层隔离开来，切断了大气中氧气的正常补给。
温暖、营养丰富的顶层促进藻类过度生长和开花。当藻类死亡时，它们会掉到底部，微生物开始分解过程。分解会消耗水中的氧气，导致缺氧。
墨西哥湾缺氧区
历史和范围
1992 年首次观察到，由于气候变化，缺氧区的大小每年都在波动。缺氧区的增长是季节性的。随着春季上游融雪和雨水导致河流输入水量增加，缺氧区开始增长。
2017 年，经过美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 测量，墨西哥湾的缺氧区面积为 8776 平方英里（约 2.3 万平方公里），与新泽西州面积相当。这是自 1985 年开始进行死区测绘以来的最大测量值。
缺氧的影响
除了“死”区的明显环境影响外，还有经济和社区影响。从长远来看，缺氧会损害墨西哥湾重要的商业性渔业发展，因为食物网被破坏，所有营养级别的生物都会受到影响。鱼、虾、蟹、浮游动物和其他重要的鱼类猎物在缺氧区的底层水域中明显减少。
藻华会限制沿海划船、钓鱼、游泳和其他水上娱乐活动，从而对旅游业产生影响。美国国家海洋和大气管理局在 2014 年估计，墨西哥湾的缺氧区给渔业和旅游业造成了 8200 万美元的损失。
工作组和行动计划
随着缺氧区的范围逐年增加，各个利益相关方开始寻求降低其规模和严重程度的方法。为此，成立了一个工作组来推动这一过程。
密西西比河/墨西哥湾流域营养元素工作组
密西西比河/墨西哥湾流域营养元素工作组（缺氧工作组或 HTF）由联邦、州和部落于 1997 年联合成立，旨在更好地了解墨西哥湾北部缺氧区的成因和影响。成立工作组是为了协调相关活动，以降低缺氧区的规模、严重程度和持续时间，并减轻其影响。
缺氧工作组由来自联邦机构和密西西比/阿查法拉亚河流域 (MARB) 内 12 个州的代表组成。其成员包括：
- 五个联邦机构：
- 美国环境保护署，简称美国环保署、
- 美国农业部、
- 美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)、
- 美国内政部以及
- 美国陆军工程兵团；
- 12 个州：阿肯色州、伊利诺伊州、印第安纳州、爱荷华州、肯塔基州、路易斯安那州、明尼苏达州、密西西比州、密苏里州、俄亥俄州、田纳西州和威斯康星州；以及
- 国家部落水资源委员会的代表。
2001 年，HTF 设定了到 2015 年将墨西哥湾缺氧区的面积减少到 5000 平方公里以下的目标。为了实现这一目标，HTF 估计输送到墨西哥湾的氮、磷总量必须减少 45%。2008 年重新评估了该目标，并将减少缺氧区范围的目标日期延长至 2035 年。
行动计划
HTF 在 2001 年发布了第一个联邦行动计划，并在 2008 年重新评估并更新了减少墨西哥湾营养元素排放量的计划。该行动计划以各州承诺推进工作组目标的战略为基础。联邦机构致力于通过监控和建模支持各州对流域进行优先排序。
该计划中的一项关键行动是让成员州制定并实施一项针对属于 MARB 的水道的营养元素减少战略。为支持州战略的制定，美国环保署于 2011 年发布了一份备忘录，概述了管理氮和磷污染的州框架的八个推荐要素。
营养元素减少战略的一个重要因素是对市政和工业废水处理设施的点源许可进行限制，这些设施是目标/优先流域营养元素的主要来源。
印第安纳州对磷排放问题的回应
在制定其营养元素减少战略的同时，印第安纳州在 2014 年实施了一项非规则政策 (NRP)，要求排放超过 1 MGD 废水的 POTW 达到每月平均 1.0 毫克/升 TP。它还要求在许可证中包括对 TN 的监控。在对每个 POTW 许可证进行审查时，将包括新的限制和监控要求。
印第安纳州于 2018 年发布了印第安纳州营养物减少战略。该战略代表了该州致力于减少从点源和非点源流入印第安纳州水道的营养元素径流。
该战略的第 6 部分讨论了通过采用优化技术和分析其当前运维过程以寻求更好的营养元素去除来管理 POTW 的点源排放。一项关键的优化技术是对处理厂的工业输入进行预处理，以在污染物进入处理厂之前去除或降低磷等污染物的浓度。
对于必须满足 1.0 毫克/升 TP 的 POTW 的管理人员来说，最佳管理原则是对作为处理厂点源输入的工业用户施加限制。工业用户可能会因向下水道排放过量污染物而支付高额费用。
印第安纳州工业用户排放许可证续签
对 POTW 流出液中营养元素的关注增加意味着对工业废水处理的重要性提升。对于 POTW 管理者来说，要求工业用户减少对工厂的营养元素输入比通过废水处理过程优化营养元素去除要容易得多。
在印第安纳州，当排放许可证需要续签时，将对磷排放实施严格限制。您准备好了吗？根据废水的成分，磷很难去除，具体取决于废水的成分。您需要专门针对您的运营和废水量身定制的解决方案。MacDermid Envio 设计废水处理系统已有近 50 年的历史。
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