1 引言

　　隨著全球城市化的發(fā)展，城市生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外來(lái)營(yíng)養(yǎng)氮素的依賴度增大，驅(qū)動(dòng)著人為活化氮大量生產(chǎn)，影響著全球氮循環(huán)，由此導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題已威脅到人類健康與生命安全，越來(lái)越多的人認(rèn)為其是繼生物多樣性減少和全球變暖之后的第三大環(huán)境問(wèn)題.城市生態(tài)系統(tǒng)代謝嚴(yán)重依賴外部物質(zhì)和能量，其所需要的物質(zhì)能量為其他自然生態(tài)系統(tǒng)的10~100倍，故其高氮輸入導(dǎo)致城市成為全球氮研究的熱點(diǎn).城市生態(tài)系統(tǒng)氮污染物排放主要有廢物、廢氣、廢水3種主要形式.其中，城市污水排放量隨著城市化呈逐年遞增趨勢(shì)，污水處理過(guò)程導(dǎo)致的氮污染物排放成為城市生態(tài)系統(tǒng)氮污染的主要來(lái)源，污水處理過(guò)程中還會(huì)向環(huán)境中輸出含氮污染物，包括溫室氣體、處理尾水及剩余污泥，這些輸出產(chǎn)物在一定程度上削弱了污水處理的環(huán)境效益.

　　目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)氮污染輸出的研究大都集中在流域、大氣沉降及溝渠的污染性氮元素輸出方面，在涉及城市污水處理過(guò)程中導(dǎo)致的氮污染輸出的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)方面上的研究很少，以往有關(guān)污水氮污染防治的研究主要集中在工程方面.從代謝系統(tǒng)層面上分析城市污水氮污染輸出的動(dòng)態(tài)變化并探討此氮污染物的可能來(lái)源，有助于理解城市化過(guò)程中污染性氮素的循環(huán)過(guò)程，可為城市低氮管理提供理論支撐.本研究以污水流為主線，以污水處理廠的地理范圍為邊界，忽略其內(nèi)部復(fù)雜的氮去除工藝，將其視為灰箱.輸入項(xiàng)為城市雨污合流管輸送到處理廠的污水中夾帶的氮素，輸出項(xiàng)主要包括污水處理過(guò)程中排放到大氣、水和土壤等環(huán)境介質(zhì)的含氮污染物質(zhì).在污水處理過(guò)程中，這類污染性氮素的輸入、處理與輸出過(guò)程可視為城市區(qū)域小尺度氮代謝過(guò)程，此過(guò)程所造成的環(huán)境影響可視為其產(chǎn)生的廢物、廢水及廢氣等含氮污染物直接排向環(huán)境的活化氮量總和，本文將污水氮污染排放簡(jiǎn)化為污水處理過(guò)程中排向環(huán)境的污染性氮量的總和.在處理過(guò)程中原污水內(nèi)的氮素主要有以下幾個(gè)去向：反硝化為氮?dú)?N2)和氧化亞氮(N2O)、流失到地表水、滲透到地下水及中水回用，往往其輸出氮總通量略低于輸入通量，部分氮沉積到系統(tǒng)的活性淤泥中.其中，N2O作為全球主要溫室氣體，Khalil教授曾對(duì)全球N2O產(chǎn)生源進(jìn)行了匯總計(jì)算，估算出污水處理過(guò)程中N2O排放量占全球總釋放量的2.5%~25%.此外，北京市污泥處理方式主要為堆置，殘留在污泥中的氮素大部分將滲透到土壤和地下水中，易造成二次污染，本文統(tǒng)視污泥中的氮素全部排向環(huán)境.同時(shí)，探討污水中的氮素來(lái)源可以為從源頭上減少氮污染物提供參考，從而減少污水處理過(guò)程中的氮污染排放.目前，研究較多的是利用穩(wěn)定性同位素示蹤技術(shù)來(lái)示蹤污染源.目前，國(guó)內(nèi)較多利用自然水體NO3--N 的δ15N值和懸浮有機(jī)質(zhì)的δ15N值來(lái)示蹤氮的來(lái)源，而城市污水氮來(lái)源溯蹤方面的研究缺乏.相比之下，國(guó)內(nèi)關(guān)于水體NH4+-N的δ15N值的研究較少，而涉及多種氮污染源的NO3--N 的δ15N值范圍的研究較多.鑒于此，本研究利用城市污水中硝酸鹽的δ15N值，來(lái)探討城市污水氮的潛在可能來(lái)源.

　　北京市海淀區(qū)是全國(guó)著名的科技文化區(qū)域，涵蓋密集的居民區(qū)和科教文衛(wèi)區(qū)，也覆蓋風(fēng)景區(qū)和少量工業(yè)區(qū)，是個(gè)典型的現(xiàn)代城市區(qū)域，但由于近幾年的過(guò)度城市化，人口的迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致城市污水產(chǎn)量急劇增加，故污水處理過(guò)程中衍生的氮污染效應(yīng)愈發(fā)突出.本研究選取北京海淀區(qū)某現(xiàn)代化污水處理廠為研究點(diǎn)，其服務(wù)范圍基本覆蓋海淀區(qū)，結(jié)合探訪調(diào)查與長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)采樣，分析城市污水氮污染排放的動(dòng)態(tài)變化，以期為減少污水處理過(guò)程造成的環(huán)境負(fù)效應(yīng)提供參考.

　　2 材料與方法

　　2.1 研究區(qū)域概況

　　海淀區(qū)位于北京城區(qū)的西北部，地跨北緯39°53′~40°09′，東經(jīng)116°03′~116°23′，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫11.5 ℃，年平均降雨量568.19 mm，雨熱同季，但季節(jié)分配不均，76.12%的雨水集中在夏季.海淀區(qū)地處近郊，管轄內(nèi)有7個(gè)建制鎮(zhèn)和22個(gè)街道辦事處，是首都著名的科研、文化、旅游區(qū)，并且是重要的副食品生產(chǎn)基地.全區(qū)面積426 km2，人口城市化率接近97%.2014年海淀區(qū)城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入45952.7元，家庭人均消費(fèi)性支出29429.5元.目前，海淀區(qū)日均污水排放量高達(dá)25651萬(wàn)m3，并通過(guò)雨污合流管道進(jìn)入污水處理廠.采樣點(diǎn)選取在服務(wù)此區(qū)域的某大型污水處理廠，該污水處理廠服務(wù)人數(shù)約為81.4萬(wàn)人，同時(shí)具有兩種污水處理工藝，一種是厭氧-缺氧-好氧(A2/O)處理工藝，另一種是基于前者的聯(lián)合生物膜反應(yīng)器的處理工藝(A2/O-MBR).

　　2.2 樣品采集與處理

　　水樣采集時(shí)間為2014年10月至2015年9月，每個(gè)月采樣1次，并在每個(gè)季度中旬選取1天進(jìn)行全日取樣，時(shí)間從早上9點(diǎn)到晚上9點(diǎn)，取樣頻率在2015年1和4月為每3 h采樣1次，之后為增加趨勢(shì)明顯程度，在7和9月改為每2 h采樣 1次.采樣點(diǎn)分別布置于A2/O處理工藝及A2/O-MBR處理工藝的進(jìn)水、出水口及尾水排河口.樣品保存在采樣瓶中，水樣當(dāng)天被帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水化學(xué)分析.污泥樣品來(lái)自各工藝產(chǎn)生的脫水干污泥.處理水量與污泥拉運(yùn)量等變化數(shù)據(jù)來(lái)自于廠內(nèi)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).

　　2.3 樣品分析方法

　　水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的水樣化學(xué)分析方法分析，包括總氮(TN)、硝態(tài)氮(NO3--N)、銨態(tài)氮(NH4+-N).TN測(cè)定采用堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法，NO3--N測(cè)定采用紫外分光光度法，NH4+-N測(cè)定采用納氏試劑比色法;具體使用的是德國(guó)進(jìn)口Smartchem140全自動(dòng)化學(xué)分析儀進(jìn)行測(cè)量.使用德國(guó)Elementar公司的Vario EL III元素分析儀進(jìn)行污泥氮含量測(cè)定.

　　穩(wěn)定性氮同位素分析采用陰離子交換樹脂法進(jìn)行前處理，利用美國(guó)Thermo公司的DELTA V ADVANTAGE 穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀通過(guò)樣品在線燃燒系統(tǒng)，將AgNO3粉末樣品中的氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓�得出�?5N值，樣品測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.該方法采用的N參考標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際上通用的同位素參考標(biāo)準(zhǔn)USGS32(硝酸鉀)，測(cè)定δ15N的標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.4‰.一般采用千分偏差δsample值來(lái)描述穩(wěn)定同位素比率，δsample值指樣品中氮穩(wěn)定同位素的比值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品氮同位素比值的千分偏差，其定義如下：

　　(1)

　　式中，R表示15N/14N的比值，一些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中不同的δ15N值在不同實(shí)驗(yàn)室之間廣泛作為對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，因此，確定δ15N值的分析精度是通過(guò)對(duì)比這些標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的結(jié)果所得到.

　　2.4 氮代謝分析方法

　　為了更科學(xué)地分析城市區(qū)域處理每一單位的污水氮量所付出的環(huán)境代價(jià)，定義污水處理過(guò)程中氮排放總量與處理污水氮總量的比值為氮污染排放率，計(jì)算公式如下：

　　(2)

　　式中，PN為氮污染排放率;Noutput和Ninput分別為污水氮污染物排放總量和污水氮輸入總量;NLiquid為尾水的氮量;NGaseous代表主要溫室氣體N2O的氮總量，其中，北京城市污水處理過(guò)程中去除1 kg總氮量的N2O釋放系數(shù)為0.8 g·kg-1(Yan et al.，2014);NSolid為殘留在污泥中的氮量;NTreatment為每日處理污水的氮量.

　　3 結(jié)果與討論

　　3.1 城市污水氮污染排放特征分析

　　3.1.1 城市污水氮濃度時(shí)間變化分析

　　城市污水氮濃度以污水處理廠的進(jìn)水氮濃度表示，如圖 1所示，城市污水各形態(tài)氮表現(xiàn)出較為明顯的月變化特征.其中，城市污水中TN、NH4+-N濃度高且隨時(shí)間變化趨勢(shì)顯著;而NO3--N濃度較低，變化趨勢(shì)波動(dòng)不明顯.TN濃度1年內(nèi)的變化范圍為34.975~59.987 mg·L4-1，每月平均值為48.947 mg·L-1，在2015年6月達(dá)到峰值;NH4+-N濃度1年內(nèi)的變化范圍為20.185~42.303 mg·L-1，每月平均值為30.395 mg·L-1.多月的濃度數(shù)據(jù)顯示，NH4+-N、NO3--N分別占TN的43.92%~85.72%和0.06%~8.31%，其中，NH4+-N的比例從2014年10月至2015年9月有較明顯的逐漸遞減后又逐漸遞增的趨勢(shì).NH4+-N為城市污水氮污染物的主要成分.

　　圖 1城市污水各種形態(tài)氮污染物濃度月動(dòng)態(tài)變化特征

　　除了部分中水回用外，處理完后的尾水大都排入周圍河道，其中，各種形態(tài)氮的濃度變化如圖 2所示.由圖 2可知，城市污水中TN、NO3--N濃度隨時(shí)間變化趨勢(shì)顯著;NH4+-N濃度較低，變化趨勢(shì)不顯著.其中，TN濃度變化范圍為10.395~20.041 mg·L-1，每月平均值為14.789 mg·L-1，并在2月達(dá)到峰值，隨后逐漸呈現(xiàn)遞減趨勢(shì);NO3--N波動(dòng)變化范圍為2.338~17.8 mg·L-1，但在3月和5月NO3--N濃度低于NH4+-N.整體上，NO3--N是處理后尾水氮污染物的主要成分.TN濃度較處理之前明顯減少，氮去除率整體范圍在53.86%~82.32%，12月氮去除率最低.由于此時(shí)是北京的冬季，氣溫低，影響生物細(xì)菌和酶的活性，進(jìn)而影響到污水處理過(guò)程的反硝化系統(tǒng)，降低氮去除效果.

　　圖 2處理尾水氮濃度月變化

　　除了分析污水氮濃度四季變化外，探討1天內(nèi)不同時(shí)間段的污水氮濃度變化可更進(jìn)一步剖析城市居民日常生活對(duì)污水氮變化的影響.如圖 3所示，從整體上看，秋季氮日濃度值要低于其他3個(gè)季節(jié)，春、秋季早上濃度值較高，之后逐漸降低，春季在下午15:00達(dá)到谷值，傍晚18:00達(dá)到峰值;而秋季在傍晚19:00達(dá)到谷值，之后在夜間21:00陡然上升;夏季TN日濃度值整體上高于其它3個(gè)季度，變化趨勢(shì)不明顯，冬季TN濃度在15:00達(dá)到峰值，之后的18:00達(dá)到谷值.從四季整體來(lái)看，中午11：00—13:00 TN濃度較高，這段時(shí)間是居民下班的時(shí)間段，涉及到用餐和休息，使得污水出現(xiàn)高峰排放.18:00—21:00是居民下班后晚間活動(dòng)高峰期，是另一個(gè)污水排放高峰區(qū)間.上述結(jié)果說(shuō)明，此區(qū)域城市污水氮來(lái)源深受居民作息影響，人類排泄物與沖洗廢水(生活黑水)是重要的污水氮源.北京市居民經(jīng)濟(jì)富裕和生活條件好，高氮食物消費(fèi)比例高，導(dǎo)致食物消費(fèi)氮足跡較高，氮素經(jīng)消化后幾乎都排出體外，使得產(chǎn)生的生活黑水中TN濃度隨之增高.

　　圖 3城市污水氮濃度四季日變化趨勢(shì)

　　3.1.2 城市污水氮代謝特征分析

　　城市污水處理過(guò)程中的氮污染排放量如表 1所示，研究期間其1年內(nèi)排放總量約為10×104 t，月平均排放量為7730.045 t，變化范圍為5698.921~10331.594 t.北京污水處理廠一般以水溫<14 ℃為寒冷季節(jié)(2014年10月—2015年4月)，水溫>14 ℃為溫暖季(2015年5—9月).寒冷季節(jié)平均氮污染排放量為8648.416 t，溫暖季節(jié)平均排放量為6444.326 t.其中，N2O為主要的氣態(tài)氮污染物，月均排放氮量14.544 t，以排河尾水形式的月均氮排放量是7603.037 t，而以污泥為載體的月均氮排放量是112.464 t.由此得出，以液相氮排放量最多，平均占總氮污染排放的98.35%，且集中在寒冷季(2014年11月—2015年2月).其次是固相氮排放，平均占總氮排放的1.45%，因污泥夾帶著大量污水氮，若得不到妥善的無(wú)害處理，這部分污染性氮素將會(huì)導(dǎo)致危害更大的二次污染及衛(wèi)生問(wèn)題.相比較而言，氣相排放量較少，但不可忽視，因N2O溫室效應(yīng)勢(shì)能比其他溫室氣體大得多.城市居民人均月氮污染排放量具有顯著的月變化特征，如圖 4所示，整體上月均氮排放量為0.95 kg·人-1·月-1，研究期間其呈現(xiàn)出先增加后逐漸下降的趨勢(shì).其中，12月達(dá)到最高值1.269 kg·人-1·月-1，最低值出現(xiàn)在5月(0.7 kg·人-1·月-1).由此推斷，城市污水氮污染排放量具有較顯著的時(shí)間變化特征，其中，2014年11月—2015年2月是排放的高峰期，此時(shí)正值北京寒冷季節(jié)，主要由于北京城市的北溫帶季風(fēng)性氣候使得冬季溫度較低，這將會(huì)影響到污水處理廠生物反應(yīng)池微生物的活動(dòng)，進(jìn)而可能會(huì)造成硝化、反硝化過(guò)程效率降低，污水氮去除效果較差，出水氮濃度較高.此外，根據(jù)污水處理廠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，冬季北京城市居民污水排放量一般較多，工廠可能會(huì)存在超負(fù)荷工作現(xiàn)象.

　　表 1 固液氣形態(tài)的氮污染排放總量

　　圖 4城市污水氮污染排放率月變化趨勢(shì)及人均氮污染排放量月變化特征

　　根據(jù)以上結(jié)果，進(jìn)而分析研究時(shí)段內(nèi)氮污染排放率(圖 4)，總體上呈先升后降趨勢(shì)，其變化范圍為18.81%~45.87%，平均每月氮污染物排放率為31.15%，其中，最高值出現(xiàn)在12月，輸出的污染性氮素占總輸入氮量的46.26%，最低值出現(xiàn)5月，排放率為19.418%.寒冷季節(jié)城市污水平均氮排放率為35.33%，溫暖季節(jié)為26.279%.由此可推測(cè)，在1年中寒冷季節(jié)氮污染排放率較高，在寒冷季節(jié)處理等量污水氮，對(duì)周圍環(huán)境造成的負(fù)面影響較大.

　　該污水處理廠是典型的大規(guī)�，F(xiàn)代化污水處理廠，采用兩種污水處理工藝：一是A2/O處理工藝，該工藝目前為我國(guó)污水處理廠普遍采用的A2/O處理工藝;二是在A2/O處理工藝的基礎(chǔ)上，添加了膜處理環(huán)節(jié)的A2/O-MBR工藝，其處理流程大部分與前者相似.鑒于相關(guān)的研究結(jié)果，北京城市污水處理廠的A2/O-MBR工藝在全年無(wú)論在溫暖季、寒冷季還是汛期均能維持較穩(wěn)定的污染物去除率與較好的除氮效果(郁達(dá)偉等，2015).為了探索不同工藝對(duì)氮污染排放率的影響，在同等條件下對(duì)此廠的兩種工藝除污過(guò)程進(jìn)行分析，結(jié)果表明，A2/O處理工藝造成的環(huán)境氮污染排放率顯著高于A2/O-MBR處理工藝，平均高10%左右(圖 5).由此可知，在處理同等的污水氮的過(guò)程中，較為先進(jìn)的處理工藝將有助于減少污水處理中導(dǎo)致的氮環(huán)境污染.污水處理是緩解城市氮污染的重要手段，但在處理過(guò)程中導(dǎo)致的氮污染排放易誘發(fā)二次污染，尤其是在冬季，故改進(jìn)污水處理工藝來(lái)減少氮污染排放率，對(duì)緩解城市區(qū)域的氮污染具有重要意義.

　　圖 5不同污水處理工藝的氮污染排放率變化特征

　　3.2 城市污水氮來(lái)源探討

　　海淀區(qū)的城市用地類型主要包括居民區(qū)、商業(yè)用地和科教文衛(wèi)用地.為了探討污水氮的來(lái)源，可以簡(jiǎn)化將污水中的氮來(lái)源分為天然來(lái)源和人為來(lái)源，因城市中不同來(lái)源的δ15N通常具有不同的特征值.本文假設(shè)污水管道密封性很好，水體水力停留在管道里面時(shí)間短，受到生物化學(xué)過(guò)程的影響很小，產(chǎn)生的分餾作用有限，導(dǎo)致N同位素分餾作用比較小，在本研究中視為忽略.基于這一原理，可以嘗試?yán)�用�?5N辨析污水可能來(lái)源，由于研究區(qū)內(nèi)的城市污水管道為雨污合流，其天然來(lái)源主要是大氣降雨.根據(jù)北京城市生態(tài)站對(duì)海淀區(qū)降雨的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果，大氣降雨δ15N范圍值介于-10.093‰~+5.828‰之間;人為來(lái)源為生活黑水(黑水中的氮主要來(lái)自人糞尿，包含了生活污水中95%左右的氮)，其δ15N變化范圍設(shè)為+5‰~+25‰.

　　城市污水各季節(jié)δ15N值變化范圍如表 2所示，總體上變化范圍為0.644‰~24.726‰，不同季節(jié)之間存在差異，其中，秋季δ15N值較高，平均值為20.858‰，而夏、春兩季δ15N值較低，平均值分別為5.010‰和5.225‰.將測(cè)定結(jié)果與各種潛在來(lái)源作比較(圖 6)，春、夏季節(jié)可能受大氣降雨影響較多，且北京海淀區(qū)城市化程度高，雨水大部分通過(guò)不透水硬地面進(jìn)入排污管，整體上氮同位素值較低，潛在來(lái)源主要是生活黑水和大氣降雨.冬季的δ15N范圍較廣，為1.752‰~19.637‰，其低值或由雨雪天氣沉降混合導(dǎo)致.秋季氮同位素均值顯著較高，這與所采樣的時(shí)間段無(wú)雨有密切關(guān)系，導(dǎo)致低δ15N值的雨水混合比例較低，故其主要受高δ15N值的生活黑水影響.鑒于混合污水樣品硝酸鹽δ15N高度異質(zhì)性，在相同天氣條件下增加采樣規(guī)�？蓽p少這類差異.綜上所述，研究時(shí)期居民日常作息產(chǎn)生的生活黑水是城市污水氮的主要來(lái)源.從源頭上提高生活黑水的處理率，尤其是居民作息高峰時(shí)間段，可通過(guò)在賓館與社區(qū)等小尺度城市區(qū)域內(nèi)、采用生活污水的源分離、分質(zhì)處理與資源化技術(shù)，通過(guò)黃、褐水處理與回用、黑水資源化(如小型黑水資源化與處理裝置安裝)雨水收集等途徑，可使城市污水氮量在輸往污水處理廠之前得到削減，這有助于減少因城市污水處理導(dǎo)致的氮素負(fù)環(huán)境效應(yīng).

　　圖 6各季節(jié)城市污水δ15N值對(duì)比(方框表示不同來(lái)源的同位素值，其中，NP表示降水來(lái)源氮同位素范圍值，NH表示人類排泄物氮同位素范圍值)

　　表 2 城市污水不同季節(jié)的δ15N值變化情況

　　綜上所述，本文初步分析了城市污水氮污染排放特征，但僅基于其主要污水處理廠的即時(shí)污水?dāng)?shù)據(jù)，沒(méi)有涵蓋未得到處理的少量的城市污水.同時(shí)，本文利用地表水氮穩(wěn)定同位素示蹤來(lái)源的方法來(lái)探討城市污水潛在氮來(lái)源，所用的不同污染源δ15N值分布范圍存在重疊，僅利用單一氮穩(wěn)定同位素示蹤法尚不能明確污染來(lái)源，只能初步推測(cè)其可能潛在來(lái)源，作為理論參考，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于此方面的研究尚缺.因此，在未來(lái)研究中，利用多同位素示蹤的方法并結(jié)合相關(guān)模型，如IsoSource源解析模型與穩(wěn)定同位素貝葉斯混合模型，同時(shí)結(jié)合惰性元素氯離子與硫硼同位素，應(yīng)能更精確地研究城市污水氮來(lái)源及其在城市氮循環(huán)的影響.

　　鑒于本研究結(jié)果，寒冷季是北京城市區(qū)域氮污染防治的重要時(shí)刻，污水處理應(yīng)廣泛采用較先進(jìn)的污水處理工藝如A2/O-MBR工藝，以適應(yīng)該地區(qū)長(zhǎng)期低溫氣候，從而減少污水處理衍生的氮污染影響.除此之外，城市居民應(yīng)增加污水處理廠也是城市潛在氮源的意識(shí)，污水處理過(guò)程并不能完全去除水體中的氮污染物，部分污染氮素在處理過(guò)程中會(huì)流失回到城市環(huán)境去.政府應(yīng)大力推廣社區(qū)及科教文衛(wèi)機(jī)構(gòu)內(nèi)生活黑水資源化設(shè)施的建立，在各分散區(qū)內(nèi)形成分散式分質(zhì)排污及資源化處理，既可減少輸往處理廠的污水氮量，又可節(jié)約用水.同時(shí)，提倡居民低氮飲食的習(xí)慣，減少日常高氮食物的消費(fèi).具體參見污水寶商城資料或http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　4 結(jié)論

　　1) 2014—2015年北京市海淀區(qū)城市污水氮濃度具有顯著的月變化特征，未處理的城市污水TN濃度較高，變化范圍為34.975~59.987 mg·L-1，平均值為48.947 mg·L-1，NH4+-N是城市污水氮主要的存在形式.處理尾水中TN變化范圍在10.395~20.041 mg·L-1之間，NO3--N為主要的氮形式.

　　2) 城市污水氮濃度具有顯著的日變化特征，且四季特征存在差異.整體而言，11:00—13:00和18:00—21:00這兩個(gè)作息時(shí)間段TN濃度較高，造成污水氮量較大，從而導(dǎo)致污水處理過(guò)程中氮污染排放量大，說(shuō)明居民日常生活規(guī)律對(duì)城市污水氮素的環(huán)境負(fù)效應(yīng)具有一定的影響.

　　3) 城市污水氮污染排放呈現(xiàn)出顯著的月變化特點(diǎn)，寒冷季節(jié)污水氮排放量較大.研究期間每月人均污水氮污染排放量為0.95 kg，其中，排河尾水的氮污染排放量最大，為主要的污水氮污染輸出源.

　　4) 城市污水氮污染排放率具顯著時(shí)間變化特征，寒冷季節(jié)氮污染排放率較高，說(shuō)明在此期間污水處理去除氮污染物的環(huán)境代價(jià)較大.同時(shí)，更為先進(jìn)的污水處理工藝有助于減少氮污染.北京的寒冷季節(jié)是防氮污染重點(diǎn)時(shí)期，建議廣泛更新處理工藝.

　　5) 由穩(wěn)定氮同位素示蹤方法可知，此區(qū)域城市污水δ15N值存在顯著季節(jié)差別，秋季平均值最高，冬季次之，春、夏季值較低.秋季城市污水主要來(lái)源于人類活動(dòng)產(chǎn)生的生活黑水，春、夏冬季同時(shí)還受到雨雪徑流的影響.說(shuō)明此區(qū)域污水氮主要來(lái)源于人類活動(dòng)，如居民日常生活作息等，從源頭上提高生活黑水的資源化率，有助于城市污水氮污染排放的實(shí)際削減.