氮、磷等营养物质过度输入导致的富营养化是现阶段全球最受关注的水环境问题之一。作为联合国可持续发展目标之一，解决富营养化问题、改善环境卫生推动了全球范围内污水处理设施的大规模建设，在改善湖泊和河流水质方面取得了显著成效。然而，由于对营养物的差异性去除，水环境管理和污染物控制措施可能会在不同程度上改变环境中营养物浓度及其化学计量特征。与脱氮相比，污水除磷过程更简单高效，使得污水处理设施出水中氮磷比远高于进水。长期以来，人们更多地关注营养物绝对浓度的高低，而在很大程度上忽视了不同元素之间(例如氮和磷)相对比例的变化，而后者同样可能对后续水环境产生负面影响 (图1)。

图1 城市生活污水输入对受纳水体营养盐浓度和计量平衡的影响

　　早在20世纪30年代，Redfield就报道了海洋浮游植物中C:N:P摩尔比为106:16:1，这可能反映了浮游植物在生长过程中的元素平衡需求。近期，多项研究报道了全球湖泊氮磷比增加的变化趋势以及因此而带来的负面影响：有利于非固氮类浮游植物、生长速率缓慢且自身最适氮磷比较高的浮游植物的生长，可促进产毒类浮游植物的藻毒素生成，最终破坏浮游生物群落构成；此外，通过降低食物网的能量传递效率，改变浮游植物碳磷比，最终导致水生食物链结构变短、顶级捕食者减少。

　　如今，由于人类活动范围不断扩张，经处理后的城市生活污水已在一定程度上成为河道、湖泊等水体的重要水源组成。在补充水源、缓解水资源短缺危机的同时，这也可能会潜在影响受纳水体水质、生态系统结构和功能等。现有城市污水出水排放标准主要基于消减污染物排放量的技术和经济可行性，而对受纳水体生态系统的“需求”关注不足。因此，呼吁环境管理机构和决策者关注污水处理过程存在的氮磷计量特征变化，以及其对生物圈其他元素化学计量平衡的影响，这需要环境工程师、水生态学家和管理机构等跨领域学者和执行部门的共同努力。

James J. Elser 院士

　　著名进化生态学和湖沼学家，美国蒙大拿大学（University of Montana）Bierman生态学教授（Bierman Professor of Ecology），亚利桑那州立大学兼职教授。主要从事生态系统化学计量理论和湖泊生态系统演化过程研究，尤其在化学元素如何协同作用进而影响生态系统的演替方面成果突出，是公认的“国际生态化学计量学”的奠基人之一。于2019年当选美国国家科学院院士，同时是挪威艺术与科学学院外籍院士、美国科学促进协会（AAAS）会员、美国国家航空航天局天体生物学和火星探测研究小组成员。于2012年获得湖沼学研究全球最高奖项——淡水与海洋科学协会G. E. Hutchinson奖。

　　*文章信息*

　　Unintended nutrient imbalance induced by wastewater effluent inputs to receiving water and its ecological consequences. Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(11): 149

　　编辑：张姣          

　　审核：天津大学 童银栋