美国环境保护署（EPA）于2023年发布了针对肉类和家禽产品（MPP）生产设施的新废水限制指南（ELG）提案，要求这些设施减少排放到水体和公有处理厂（POTW）中的营养物质和其他污染物（1）。欧盟（EU）于2023年（2）公布了屠宰场、动物副产品和/或可食用副产品行业废水排放的最佳可行技术（BAT）。这些准则中列出了经批准的污染监测技术和氮限制技术，用于保护周围水体免受过量营养物排放的影响。
MPP废水中的氮含量可以根据特定的氮种类（如硝酸盐、亚硝酸盐或氨）或称为总氮（TN）的总和参数（包括所有氮种类）来表示。在硝化/反硝化过程中监测进水和出水废水中的TN，有助于确保从MPP废水中脱氮的最佳性能。为确保硝化和反硝化等废水处理过程能够有效去除氮，建议采用Sievers TOC-R3在线总有机碳（TOC）和TN分析仪——这款连续分析仪可以监测TN并提供实时数据。
2019年，美国的MPP设施通过废水向附近的河流和溪流释放了超过2800万磅的氮，是工业界造成最多氮污染的设施（1）。2016年1月至2018年6月，环境完整性项目（EIP）对美国的98家肉类加工厂及其EPA记录展开了调查。以下是报告的一部分：
“....其中74家设施至少有一次超过氮、粪便或其他污染物的许可限值，超过一半的设施（98家中的50家）有5次违规行为，三分之一（98家中的32家）在此期间至少有10次违规行为。”（2）
肉类加工厂的这些超标问题引起了全国的关注。2023年，EPA为MPP生产设施制定了新的废水限制准则（ELG），详细说明了应当关注的污染物清单、监管参数、防止污染的废水处理技术，以及污染物负荷和标准。在污染物清单中，新提案要求MPP生产设施监测废水中的氮，以确保排放到当地水道的废水是安全的。该提案计划于2025年完成最终确定。
欧盟为屠宰场、动物副产品和/或可食用副产品行确立了最佳可行技术（BAT），通过处理建议和污水监测指南来保护环境健康。最佳可行技术是经政府立法者批准的用于控制和监测环境保护污染物的技术。该参考文件推荐了关键的监测参数和位置，并建议将总有机碳作为最佳可行技术，而不是化学需氧量，因为TOC不需要使用危险化学品。同样，TNb或游离氨、铵、亚硝酸盐、硝酸盐和有机氮化合物的总和也是确认是否满足排放要求的有用工具。
虽然废水的成分取决于各个MPP生产设施的具体处理方法，但一直以来，所有设施的废水中氮含量都很高。在提炼过程中形成的氨是MPP废水中氮的主要形式。目前用于测定MPP废水中氮去除率的工具是总凯氏氮（TKN）。
该方法虽然被普遍采用，而且精度高、重现性好，但却无法检测出硝酸盐或亚硝酸盐化合物，也无法对废水处理过程进行连续的在线测量。为确保MPP废水处理系统（如硝化和反硝化）能够正确去除氮，需要一种足够稳健的仪器来处理复杂的样品基质，并对废水进行连续测量。这些能力将成为成功满足拟议EPA法规的关键。
Sievers TOC-R3在线TOC和TN分析仪使用电化学检测器（ECD）在单次测量中测定TN含量。Sievers TOC-R3的ECD可在总结合氮（TNb）模式下检测硝酸盐、亚硝酸盐、氨和其他氮化合物。MPP生产设施可以在几分钟内量化废水流中的总氮含量，并确定其处理效率。Sievers TOC-R3分析仪维护简单，拥有成本低，并且能够实时做出数据驱动的决策。
针对MPP生产设施的法规即将发生变化，这些设施需要确保其废水处理过程能够有效去除氮，以满足拟议的EPA限制。Sievers TOC-R3可连续监测废水处理中的脱氮情况，实时确保处理性能。这样一来，一旦处理系统未达到所需的氮去除效率，操作员可以立即采取行动。
作者：Sara Speak
Sara Speak是Veolia水务技术与方案的产品应用专家，为化工、石化、食品饮料和市政废水等行业的Sievers分析仪器用户提供支持和应用知识。
Sara与客户合作，提供培训、支持产品安装、优化设备使用，并演示不同测试应用的可行性。在担任现职位之前，她是一名工厂服务技术员，负责Sievers仪器的维修与故障排除。Sara曾任职于食品饮料行业，在MillerCoors和Leprino Foods担任QA实验室技术员。她拥有丹佛大都会州立学院的化学理学学士学位，以及小提琴演奏音乐学士学位。
- 参考文献
-
- 《肉类和家禽产品排放指南》- 2024拟议规则。2024-3-27. https://www.epa.gov/eg/meat-and-poultry-products-effluent-guidelines-2024-proposed-rule。2024年04月23日访问。
- 《欧盟官方公报》。2023年12月11日欧盟委员会执行决定（EU）2023/2749，根据欧洲议会和理事会关于屠宰场、动物副产品和/或可食用副产品行业的工业排放指令2010/75/EU确定最佳可行技术（BAT）得出结论（根据文件C(2023)8434通知）。https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ%3AL_202302749。2024年04月18日访问。
- Ridlington、Elizabeth和Weissman。《屠宰场正在污染我们的水道》。公共利益网络，有毒威胁，21年02月05日。https://publicinterestnetwork.org/resources/slaughterhouses-are-polluting-our-waterways/。24年03月21日访问。
- Pelton、Tom。《美国四分之三的大型屠宰场违反了水污染限制》。环境完整性项目，10/11/2018。https://prairierivers.org/uncategorized/2018/10/three-quarters-of-large-u-s-slaughterhouses-violate-water-pollution-permits/。2024年02月07日访问。
- 动物法律辩护基金。《美国环保署将在诉讼后公布屠宰场水污染标准》。03/01/2023。https://aldf.org/article/epa-to-publish-slaughterhouse-water-pollution-standards-following-lawsuit/。2023年08月25日访问。
- Bustillo-Lecompte、Ciro、Mehrvar、Mehrab和Quiñones-Bolaños、Edgar。《屠宰场废水表征和处理：加拿大安大略省肉类加工业的经济和公共卫生需求》。《地球科学与环境保护学报》，Vol.4 No.4， 2016。https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=66462。2023年08月25日访问。
- Kundu、Pradyut、Debsarkar、Anupam和Mukherjee、Somnath。《序批式反应器中屠宰场废水的处理：性能评估和生物降解动力学》。生物医学研究国际2013;2013：134872。doi：10.1155/2013/134872。Epub 20138月20。PMID: 24027751; PMCID: PMC3762084。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3762084/。2023年08月25日访问。
- Al-Juboori、Raed A.、Al-Shaeli、Mauyad、Aani、Saif Al、Johnson Daniel和Hilal Nidal。《用于从废液中回收氮气的膜技术：科学计量学和技术分析》。《膜》（Basel）。202212月22;13(1):15。doi: 10.3390/ membranes13010015。PMID: 36676822; PMCID: PMC9864344。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9864344/#:~:text=The%20most%20common%20nitrogen%20form,of%20the%20slaughtering%20process%20train。2024年02月20日访问。