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1、中文译文secret附录一 中文译文现场处理和处置系统对沿海城市水域水质影响的评价摘要：问题提出了关于现场污水处理和处置系统(OSTDS)对毗邻水体的冲击，特别在海岸地区。如果OSTDS没有适当地选址并且没有被维护，他们对公共健康形成一种潜在的风险，并且可能导致接受水体的退化。为了量化从现场污水处理和处置系统毗邻到沿海运河的污染物，两个相似的单身家庭的居民区被评估。一个连接了到卫生的污水管道，另一个由化粪池完全服务。水质采样，集中于营养素和病原体指标，在季节性的高水位和季节性的低水位期间在配对的站点进行。在季节性的高水位期间，被测的运河水质，根据营养素和微生物病原体指标在毗邻区域看上去被现场污

2、水处理和处置系统冲击。然而，在季节性的低水位期间，对化粪池没有明显的冲击。这表明当地下水位低的时候，现场污水处理和处置系统可以恰当地操作，在历年期间的某一部分，当地下水位海拔相对地高时，现场污水处理和处置系统对沿海污染是可以量化的，虽然由于潮汐稀释和缺乏近海研究，对顺流海洋环境的冲击是不确定的。关键词：化粪池；水质；沿海污染；营养素；病原体指标1引言现场污水处理和处置系统是为相对小容量污水(每天5000加仑)典型设计的，充分地预处理，以便排放到周围的地表水，地下水和土壤。根据F.S第381.0065部分，FloridaAdministrativeCode第64E-6章节，现场污水处理和处置系统

3、涉及的任一个系统中都包含一个或更多以下组分：(1)地下，填补，或丘流失外地；(2)好氧处理单元；(3)灰水系统池；(4)洗衣污水系统池；(5)化粪池；(6)油膏拦截机；(7) 配料池；(8)固体或污水泵；(9)无水，焚烧或者有机废物堆肥池；或(10)卫生的坑厕。2000年，OSTDS在美国服务了大约25%人口，并且USEPA(2000)报道至少这些系统的10%适当地停止了工作，在某些社区也许超出70%.DeBorde的图(1998)发现所有与水有关的疾病中42%与饮用被化粪池冲击而未处理的地下水有关。他们也发现病毒有长久的存活时间和低吸附，所以当有感染性并且在数量上可能导致传染的时候，病毒运输

4、距离最好超过30m(100ft)。在佛罗里达，2000年估计2.3百万OSTDS是运转中，大约为4.5百万人民服务(FDEP2001)。几乎那些系统的40%沿佛罗里达的东南大西洋海岸线被找到，并且根据佛罗里达健康部门(FDoH)，注册的承包商安装的OSTDS的数量在佛罗里达东南地区是过去30年的两倍(图1)。全州，这些系统每天排放超过426百万加仑到地下土壤环境。Arnade (1999) 回顾了在Palm Bay, FL(40,000位居民)沿海的污染井和化粪池季节性的交互作用。区域描绘为高密度的化粪池、多孔含沙土壤和季节性高水位海拔。季节和粪便大肠菌群的发生、到化粪池的距离和维护之间的关系

5、被发现了。Dillon 等(1999) 在Florida Keys使用了硫磺六氟化合物，SF6，作为化粪池流出物的追踪剂。测量的地下水透射速率是0.11到1.8m/h。根据与化粪池的距离，浓度存在于地表水在几天内(或几小时内)。随后工作显示，SF6追踪剂以波浪形式前后移动 (Dillon等1999)。在Marco海岛的一个专题研究，由Bloetscher and Van Cott(1999)报道的FL，表明了在毗邻水面由化粪池服务的区域和粪便大肠菌发生之间的一种关系。在这个沿海社区，粪便大肠菌水平在化粪池邻里太多以至于不能计数，而运河下水道区域粪便大肠菌数一般在检测之下。Miami-Dade,

6、 Broward,Monroe,and Palm Beach 等县的大区域主要由化粪池服务。在每个县之内，毗邻海域区域由化粪池系统直接服务。当在适当的条件下经营时，OSTDS对悬浮物质(TSS) 可达到50-70%去除率。在受控情况下，OSTDS可去除90%的BOD5和TSS (Andreadakis 1987)，通过氮的硝化作用去除70%的氨氮(Bunnelletal. 1999)。Wilhelm 等 (1996)发现，当污水流入碳肥沃的土壤时，由于反硝化作用硝酸盐减少了，强碱性物质增加了。(Bunnell 等1999)发现随后反硝化作用在第1至2m的土壤中发生了。然而，DeBorde等(1

7、998)的研究发现，当OSTDS没有恰当的选址，安装或者没有被维护时，在OSTDS的处理数量极大地减少了，部分处理的污水可能对公众健康和环境产生更高的潜在的风险(Scalfetal。1997年；Roeder2004)。因此在地下水位里淹没的排水领域OSTDS不能去掉污水中的氮气，并且可能更加容易地产生微生物。遍及佛罗里达，地下水位高(4ft在地面下)，OSTDS从水资源的角度证明有问题 (Bloetscher and Van Cott 1999；Meeroff and Morin 2005)。影响追溯到缺乏法规之前， 1980年和在沿海地区高密度的相对小的化粪池很多。旧的OSTDS也许经历一般

8、未被注意的操作的问题，直到降雨量给含水土层充量。一般，在海岸附近，在地下水位海拔高峰值和低峰值之间有2到4英尺波动。当污水管道完全在地面水位之上时，污水渗入土壤，处理可以按照设计进行。但是，当地下水位上升时，排水管可能由于水力局限不能有效地从池子释放化粪池污水，也可能直接地与地下水混合。过去，这个问题未被注意到，由于晚夏初秋期间，地下水位最高时，大部分的居民不在佛罗里达。然而，当永久居民占领这些沿海家，贡献潜在地变得更加深刻。多孔土壤在饱和条件期间加载速率较高增加了生物和化学污染物被运输的线性距离，因为几乎没有机会为土壤处理(Arnade 1999；Lippetal. 2001)。因此，在地下

9、水和地面水污染的潜力被增加，特别沿海。在美国，至少部分的5200个水体由于病原生物不符合为他们选用的质量标准，并且几乎4800个水体由于营养污染被削弱 (USEPA2000)。在许多情况下，失败的OSTDS被列为其中一个潜在的贡献者。OSTDS失败可能造成直接接触未经充分处理的污水，地下和地面水的污染和贝类病床的污染。现场处理系统失败的最普遍的原因，和潜在地削弱自然水域，是土壤中系统的布置的同化能力不足。系统失败的另一个普遍的原因是安装故障等，只有可实际使用土壤的一个很小的比例，由于限制很多大小，位置毗邻运河和水道，或土壤类型。而且，排水沟槽长度在市区被限制，也许禁止处理并且增加地下水污染的风

10、险。缺乏定期清除累积固体因为减少了有效的处理量而进一步恶化问题。结果是污水中充满固体，阻塞了排水管。scandura和Sobsey(1997)报告指出化粪池或土壤吸收系统处理生活污水由于肠道病毒而污染地下水。在许多情况下，当一个沿海水域质量出现问题时，在可能的起因名单里立刻包括化粪池。然而，去除化粪池和安装卫生的下水道不是一个小事，因为每次安装的费用可能超出$10,000。如果污染从化粪池是最小的，转换的成本负担将受到质疑。显然环境退化定量的需要是归因于OSTDS的存在。要求保持可接受的水质水平是不能被忽略的优先权，并且同样地，污水从OSTDS到达和污染沿海运河和供应的地下水可能性是一种风险，

11、必须更好的了解。本研究的目的是调查OSTDS对沿海运河的潜在污染物负荷，尤其是营养物质和致病菌指标。也估计了季节性之间的区别，文献表明，地下水位升高和降水影响数量和营养物质和病原体的运动(Arnade 1999；Alhajjar et al. 1988；Cable et al. 1997；DeBorde et al. 1998； Harman et al. 1996；Lipp et al. 2001；Morin 2005)。该假说是有OSTDS根据水质直接地冲击沿海运河的时期。2方法正在研究的地区(图2)特点是沙质土壤和受潮汐影响的包含咸水的沿海运河。Dania 海滩的Cut-Off/C-10

12、的运河，位于Broward县，佛罗里达州，控制好莱坞和达尼亚滩的城市排水并且触及大西洋港口沼泽地，设在Fort Lauderdale或好莱坞国际机场东边。运河的主要部分流向东伴随着退潮并且接受雨水,从S-13水控制结构控制淡水发行(在东部C-11运河佛罗里达收费公路东边),较小潮汐从新河的南叉输入，位于研究区域的南部。没有主要西部淡水运河排放到这个水体(DPEP 2001)。执行现场描述目的是为水池收集关于水用途、潮汐冲击和气侯条件的信息。使用GIS数据和空中相片，配对的采样地点选在Dania海滩的独立河段Cut-Off 和C-10运河。要评估OSTDS对沿海运河的冲击，沿Dania海滩的Cu

13、t-Off 和C-10运河，两个相似的单身家庭的居民区被选择了(即相似的批量、住房开发密度、社会经济的特征、财产价值等等)。这两个相似的单身家庭的住宅地点由沿海运河包围：一个连接到公共下水管道系统(好莱坞，FL)另一个在没有污水的区域(Dania海滩，FL)，由化粪池完全服务。除每一个住宅邻里之外，采样地点的其他三个类型被鉴定了：海滩站点(F)，一个下游站点(E)和两个不同背景站点(即被孤立的内地运河C和上游自然区域D)。在每个站点之内编组(A-F)，多个定时水样从下游向上游收集，避免交互污染(Bocca 2007)。在不同的季节，在同样采样地点进行采样。2.1季节性地下水位海拔的决定OSTD

14、S失败很可能是在地下水位海拔在地面表面(2000mg/l)，特别在SLWT采样期间收集的样品。通过增加0.50g硫酸汞(HgSO4)到每个COD小瓶，以提高最大容许的氯化物含量到4,000mg/l，问题得以解决。使用试剂水样品被稀释在4,000mg/l氯化物以下。COD测量只发生在2004年，当时盐分价值是足够低，使用COD测试用额外的水银以阻止氯化物干涉。然而，在2004年以后，盐分干涉很强以至于水银加法不能掩没它的影响。从这开始，COD被中断了而TOC值使用阿波罗9000TOC/TN分析仪被分析了。未进行COD和TOC肩并肩测试。3结果和讨论3.1季节性高水位(SHWT)采样在2004年S

15、HWT采样期间共计收集了66个样品，从2004年10月20日到2004年11月10日有三次。在站点A(OSTDS)和站点B(下水道)之内，每次每个站点采取了四个到十个样品。在站点C和D(背景)之内，每次每个站点采取了二个到四个样品，站点E(下游)和F(海滩)，每次每个站点采取了二个样品。继续采样行动(13个样品，每个站点二到四个)在2006年10月23日进行了。在表1显示了水质测量的结果。根据运河几何，水温，和酸碱度，在配对的站点(p0.05)区别被发现。Secchi深度值(Meeroff和Morin 2005)比在季节性高水位期间低，表明更高的浑浊度和提高藻粪成长速度来自富营养化，但此未由硝

16、酸盐水平证实，数量级低于在SHWT记录的那些，但仍然在对海岸地区视为高水平之上(0.07毫克N/L)。在季节之间明显的盐分区别在下水道站点被观察了；然而，在被配对的站点之间溶解氧的水平是相似的。在SLWT采样期间溶化氧浓度一般比在SHWT采样期间高。这表示较少有机污染物或更强光合作用活动。所以，在运河中，COD测量可以作为有机物浓度的指示。原始COD结果解释是困难的，因为从SHWT到SLWT盐分明显增加(参考表1和表2)，造成氯化物干扰比色法COD测试。即使经过硫酸汞预处理以沉淀氯离的子干扰，COD测量依然是非决定性的。从上游到下游COD明显的增量很可能是由于盐分干涉。在2007年后续采样是测

17、量TOC。结果是数量级少于2005年COD测量的，并且在下游方向增加趋势被扭转了。这很可能归结于自然有机颜色稀释，典型的是南佛罗里达地下水。根据营养素，在SHWT和SLWT之间，硝酸盐氮含量在OSTDS站点显示了大型净减少而在被配对的站点近似同样水平。在大多数情况下，然而，硝酸盐氮测试结果是难解释的，由于在潮汐期间易变的盐分水平影响运河和来自在上游高尔夫球场分水岭化肥径流的干涉。来自典型的居民区的OSTDS的磷在碳酸钙肥沃的土壤预计显示最小的迁移(Postma et al. 1992)，被测量的所有站点P是少于0.05mg/l。关于病原微生物指标，E. coli和肠球菌种类被监测了就像早先为S

18、HWT采样事件一样(表2)。这两个指示物种，最高的密度对应于运河的最孤立处。然而，由于从主水道的距离减少，比率没有变化和在SHWT期间一样多(图7)。另外，比率值很接近一由于采样点移动到接近主渠道。这表明OSTDS的贡献最小。在SHWT采样期间OSTDS站点和下水道站点在E. coli水平上高达5倍的差异。(见图7).然而，在SLWT期间，在两个站点测量的E.coli浓度是相似的，尽管与SHWT比是高的。2006年，仅一个采样的站点偏离了这个模式(E.coli相对倍数是2)。如果在SHWT期间OSTDS站点和下水道站点在病原微生物指标水平上的被观察的区别可归属于OSTDS的贡献，而在SLWT期

19、间由于化粪池的影响OSTDS的作用是几乎探测不到的。在SHWT采样期间在OSTDS站点和下水道站点之间肠球菌水平有2倍的差异。而，2004年肠球菌浓度在OSTDS站点下降，从在SHWT期间高于海滩封闭上限值到在SLWT期间低于该值，那年肠球菌水平在下水道站点观察保持相对不变。此外，在SLWT期间在被配对的站点之间被测量的浓度基本上是相同的(p0.05)。如果在SHWT期间肠球菌水平之间的区别可归属于OSTDS的贡献，那么在SLWT期间，化粪池OSTDS的影响显然是减少了。3.3水质侵害触发侵害对溶解氧，肠球菌和大肠杆菌进行了季节性影响的调查如表3所示，在下水道和非下水道站点列出每季侵害的比例。

20、正如所料，在SHWT期间溶解氧和肠球菌受到侵犯的比例一般都较高，但大肠杆菌在两个季节都高。在密切观察肠球菌数据，下水道的站点在两个季节有大约相同的侵害比例(25%)，但侵害百分比在OSTDS站点从在SLWT期间的18%增加到在SHWT期间的71%。这是从化粪池潜在贡献的强烈信号。好奇地，大肠杆菌的情况相反。OSTDS站点在两个季节有同样非常高的侵害百分比 (92-93%)，但下水道站点在SHWT期间有较少侵害。这种现象需要更多的研究。3.4大肠杆菌/肠球菌比率有人认为由人类排放的粪大肠菌群（ FC ）和粪链球菌率（ FS ）的数量显然不同于通过动物排放的(Tchobanoglous et al. 2003)。coyne和Howell(1994)报告FC/FS比率通常动物源性污染小于1而人源性污染大于4，当粪便链球菌计数超出100CFU/100 ml。比率在1到2范围通常表明混杂的污染。对FC/FS比率在领域的用途受到了批判 (i.e. Mara and Oragui 1981； Pourcher et al. 1991； Sinton et al. 1998)由于FC/FS比率和污染来源之间的关系不一致。作者承认比率的这些类型的比率已经证明作为一个有效的示踪价值有限；然而，当在背景下采取的多重示踪方法可能提供一些见解。因此，这里提出这个比率变形