污水灌溉對環(huán)境的影響

安囊農業(yè)科學(xué), Joumal of Anhui Agri.Si.2011,39(10):6037-6038,6040責任編輯楊瑩瑩實(shí)任校對污水灌溉對環(huán)境的影響萬(wàn)立國,張麗君,王懷章(長(cháng)春工程學(xué)院水利與環(huán)境工程學(xué)院,吉林長(cháng)春1002摘要污水灌溉在嬡解農業(yè)水資源短缺問(wèn)題的冏時(shí),也產(chǎn)生了很多負面效應。通過(guò)分析污水灌溉對地下水、農田土壤環(huán)境及人類(lèi)健康的不利影響,說(shuō)明污水合理灃溉的必要性,同時(shí)針對這一問(wèn)題提出今后應加強的研究方向,為污水資源化的順利進(jìn)行提供理論依據。關(guān)鍵詞污水灌溉;環(huán)境影響;地下水;土壤;作物中圖分類(lèi)號S275;X71文獻標識碼A文章編號0517-6611(011)10-06037-02EfTects of Wastewater irrigation on EnvironmentWAN Li-guo et al School of Water Conservancy Environment Engineering Changchun Institute of Tem,Jlin130012)Abstract Wastewater imigation could alleviate the shortage of agricultural water resource, but also producethe adverse impacts of wastewater imigation on ground water, farmland soil environment and human health, thty of reasonable waster waterigation was explained. At the same time, aiming at this problem the research direction in the future which should be strengthened has beenforward, which provided the theory basis for the successful progress of sewage recyclingKey words Wastewater imigation; Environmental influence: Ground waler: Soil; Crop城市污水作為水量穩定、供給可靠的潛在水資源其再1.2微生物污染污染地下水的微生物類(lèi)污染物包括細生利用可以開(kāi)源節流、解決水資源短缺問(wèn)題。因此,利用經(jīng)菌、病毒和寄生蟲(chóng)等,以前兩種為主。由于病毒比細菌、原生過(guò)適當處理并達到使用要求的城市污水灌溉農田是污水資動(dòng)物包囊小的多,在通過(guò)多孔土壤時(shí)不易被過(guò)濾凈化,而隨源化和農業(yè)增產(chǎn)的有效途徑。合理的污水灌溉既能滿(mǎn)足水分遷移進(jìn)入土壤深層和地下水系統的可能性較大因此,農業(yè)對水的部分需要,節約水資源,又可減輕污水對環(huán)境的地下水資源的病毒污染已引起各國科學(xué)家的高度關(guān)注。田污染。當然,其中也存在著(zhù)必須充分重視的防止環(huán)境污染問(wèn)間試驗發(fā)現,一些腸道病毒能通過(guò)遷移穿過(guò)非飽和及飽和帶題處理不當會(huì )造成嚴重后果2。國內外都十分重視污水灌到達深層土壤進(jìn)而影響地下水。有研究也對細菌及病毒溉問(wèn)題,在污水灌溉對環(huán)境影響方面開(kāi)展了很多研究工對地下水的影響進(jìn)行監測”,以期對該影響作出定量評價(jià)作。因此筆者討論了污水灌溉對地下水環(huán)境、農田土壤1.3淋溶、遷移污染污水因其鹽分含量高,流經(jīng)土壤滲入環(huán)境及人類(lèi)健康的不利影響,并指出今后污水瀧溉對環(huán)境影地下水可影響區域地下水環(huán)境,直接危及飲水安全。有研究響方面需要加強的研究方向,以期為污水資源化的順利進(jìn)行探討了污灌對地下水的污染機理,認為灌溉污水首先在提供依據。上層土壤產(chǎn)生淋溶,滲透水中的鹽分和重金屬含量逐漸增I污水灌溉對地下水環(huán)境的影響加,并向下層淋溶,下層土壤的淋溶強度逐漸減弱,到7~8mL.1化學(xué)污染長(cháng)期的污水灌溉既造成地下水硝氮濃度增時(shí)灌溉水的淋溶作用基本消失,則地下水埋深小于7m的污加,又導致污灌區地下水硬度升高“。污水中高濃度的含水灌區容易造成地下水污染。灌溉污水在進(jìn)入地下水的過(guò)氮有機物及銨離子發(fā)生硝化作用時(shí)產(chǎn)生的硝氮和亞硝氮會(huì )程中,有的還可形成污灌反漏斗對深層地下水產(chǎn)生威脅。從進(jìn)入地下隨著(zhù)污灌的不斷進(jìn)行逐層向下層滲透造成地下灌溉污水的空間分布來(lái)看,其垂直運動(dòng)速度約為1-2水的污染;城市生活污水和工業(yè)廢水中高濃度的鈉離子銨m/a,而在污水灌溉干渠的含水層里灌溉污水形成了一個(gè)寬離子在遷移過(guò)程中,與土壤膠體表面的鈣、鎂離子發(fā)生離子1~3km的遷移擴散帶,造成區內高于50%的井水硝酸離子交換反應造成地下水硬度的升高;地下水水化學(xué)類(lèi)型已從濃度超標原有的重碳酸硫酸鈣(鈣鎂)型水演變成了重碳酸氯化鈣2污水灌溉對農田士壤環(huán)境的影響(鈣鎂)型水電導率和礦化度也較高。這可能是由于城市2.1對土壤環(huán)境的影響污水的來(lái)源是連續的而農作物需水是季節性的在作物的2.1.1對土壤理化性質(zhì)的影響。污水灌溉在解決了城市污非生長(cháng)期污水很容易進(jìn)入地下水從而造成長(cháng)期污灌區地水排放和農業(yè)生產(chǎn)用水來(lái)源的同時(shí),也造成了不同程度的污下水化學(xué)性質(zhì)的改變。此外城市生活污水和一些有機化灌區土壤重金屬超標和鹽漬化(1-日,是影響生態(tài)環(huán)境安全工類(lèi)企業(yè)排放的工業(yè)廢水中含有大量的有機物其中可能包和制約農業(yè)可持續發(fā)展的重要因素之一。對北京、白銀、沈括對環(huán)境有極大危害的“三致類(lèi)有毒有害有機物。目前關(guān)陽(yáng)等地污灌區的研究表明,污水灌溉是土壤重金屬積于污水灌溉所造成的有機污染研究相對較少初步判斷淺層累的重要原因之一,尤其是毒性極強的汞、砷、鉛、鉻和鎘等地下水已經(jīng)受到土壤污染的影響但在地下水位較深的地下重金屬?lài)乐爻瑯?。污灌區土壤重金屬間具有很強的相關(guān)關(guān)水井中未檢到有機污染物但隨著(zhù)時(shí)間的推移污染物可能系,多種重金屬之間會(huì )產(chǎn)生復合污染效應,土壤對重金屬的慢慢往下滲透,威脅到地下水的安全。吸附和解析量明顯受共存元素及其交互作用的影響。此外對污灌區土壤進(jìn)行分析發(fā)現6-,污水中過(guò)高的懸浮物、有基金項目吉林省教育廳基金項目(2010[4301)作者簡(jiǎn)介萬(wàn)立國(1982-),男,潮北天門(mén)人,講師,在讀博士研究生,機污染物和鹽分可增加土壤容重堵塞土壤空隙破壞了土從事污水污泥漂化利用研究,Eml: wanliguoking@103.壤原有的良好結構,使土壤板結,氮、磷在土壤中大量積累使土壤鹽漬化加重,土壤受到污染,土質(zhì)下降。但如果對污6038安撒農業(yè)科學(xué)011年水水質(zhì)和水量進(jìn)行合理控制就可避免上述土壤污染"。共生,鎘被人體吸收后在體內形成鎘硫蛋白選擇性地蓄積212污染物在土壤中的運移特性。研究表明2,污水濃在肝、腎中,其他臟器如脾、胰、甲狀腺和毛發(fā)等也有一定量度、灌溉定額及土壤容重對污水人滲過(guò)程中土壤水、氮、磷、的蓄積。由于鎘損傷腎小管病者產(chǎn)生糖尿、蛋白尿和氨基氯的運移特性均產(chǎn)生重要影響。污水濃度、灌溉定額越大及酸尿。特別是使骨骼的代謝受阻造成骨質(zhì)疏松、萎縮、變形土壤容重越小時(shí),硝酸根離子、氯離子在土壤中的運移距離等一系列癥狀,骨痛病就是慢性鎘中毒最典型的例子越大,可溶性正磷酸鹽均主要分布在5cm土層內;人滲污水3.2病原體及有機污染物含有病毒病菌寄生蟲(chóng)等病原濃度越大,表層土壤中累積的可溶性正磷酸鹽含量就越高,體的污水一旦污染水體,并與人體接觸后即有可能引起水下層土壤中可溶性正磷酸鹽含量無(wú)明顯變化。這是由于污媒型傳染病細菌性腸道炎等傳染病。污水中的有機污染物水人滲過(guò)程中,土壤水分運動(dòng)作為溶質(zhì)運移的載體同時(shí)溶對人體健康也產(chǎn)生嚴重影響如酚類(lèi)化合物侵犯神經(jīng)中樞質(zhì)的運移又影響著(zhù)土壤水分的運動(dòng)和分布。人滲污水濃度刺激脊髓,進(jìn)而導致全身中毒癥狀;氧化物進(jìn)入胃內在胃酸越大,土壤膠體表面吸附的養分也就越多,土壤膠體的凝聚的解離下能立即水解成氯烴酸而被吸收此種物質(zhì)進(jìn)入血作用就越強較大的水穩性團粒結構越多,從而增大了土壤液后,血液中的細胞色素氧化酶的三價(jià)鐵離子與氨根結合顆粒的粒徑改變了土壤表面的結構增加了表層土壤的孔生成氰化高鐵細胞色素氧化酶,喪失傳遞電子的能力,使呼隙和水分入滲的通道,從而加快了水分的入滲。同理灌水吸鏈中斷細胞窒息死亡叫。此外,有機氯在人體內主要蓄定額越大、土壤容重越小則提供的入滲水量越大,動(dòng)力彌散積于脂肪中,對人體內分泌系統、免疫功能生殖機能等均有作用越強從而加速了污染物的運移。目前,有關(guān)灌溉污水不良影響重金屬在土壤中的遷移轉化規律研究較少,有待進(jìn)一步深入4展望研究綜上所述,干旱及水資源相對缺乏決定了污水灌溉是現22對作物的影響污染物通過(guò)不合理的灌溉進(jìn)人農田,實(shí)的選擇。要實(shí)現經(jīng)濟效益又不以破壞環(huán)境為代價(jià),就應當進(jìn)而沉積在土壤中被作物吸收富集在作物的莖葉、果實(shí)和采取科學(xué)、系統的政策和技術(shù)揹施,趨利避害,為污水灌溉的種子內。一方面可使作物的各種器官發(fā)生明顯變化,如葉子安全使用提供依據。因此,在今后應加強以下幾方面的研枯萎,根系發(fā)育受阻果實(shí)變味,腐爛變質(zhì)快生長(cháng)期發(fā)病率究:①灌溉污水重金屬氮磷和鹽分在不同土壤、作物和地下高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量受到明顯影響;另一方面通過(guò)食物鏈水系統中的運移轉化規律、相互作用及動(dòng)態(tài)特征;②污水灌及流通渠道危及人體健康潛在危害很大。 francisco等溉下作物生理響應及農產(chǎn)品品質(zhì)特征:③污水長(cháng)期利用對地研究了不同污水灌溉方法對5種作物的影響。國內研究表下水和土壤污染的預測理論;④污水灌溉安全高效利用量化明-,污水灌溉對小麥、玉米水稻等作物的生長(cháng)發(fā)育具指標體系和控制措施。有一定的抑制作用。有關(guān)污水灌溉后蔬菜重金屬含量的研參考文獻究表明,各種蔬菜中重金屬的吸收積累量表現為根>莖[1*峰城市污水回收與再利用探刀,科技資訊206(9)69-69>葉。對渭河流域污灌區的農作物進(jìn)行26項污染物的監2).第:末方出斷杰清形過(guò)市近外區地下測,其中濃度超過(guò)國家標準的有17項,新鮮根菜類(lèi)蔬菜中[3] QADIR M, WICHELNS D RASCHID- SAULY L,el. The challenges of的亞硝酸鹽超標最嚴重,達7.9倍。與非污灌組相比,污灌wastewater irrigation in developing countries [J]. Agricultural Water Man-,2010,97:561-568作物生長(cháng)受阻,葉片色素含量降低,葉組織膜結構損傷。此[4】姜翠玲,夏自強劉等污水灌溉士壤及地下水三氮的變化動(dòng)態(tài)分外,如果用含氮污水超負荷灌溉農田,過(guò)多的氮素會(huì )引起作析J]水科學(xué)進(jìn)展19,8(2):83-18.[5]錢(qián)炬炬,齊學(xué)斌楊素哲含氮污水灌慨氮素運移與轉化研究進(jìn)展[門(mén)]物陡長(cháng)、倒伏貪青晚熟易感染病蟲(chóng)害顏色異常等現象。節水沸概,2006(1):20-24.沈陽(yáng)污灌區就曾發(fā)生大面積水稻倒伏和稻瘟病等污染事故。[6]張慧文,馬劍英陳發(fā)虎等污水灌薇的研究進(jìn)展[.環(huán)境污染與防目前,對于作物體內污染物的運移特性及作物的生理響應還[7]杜斌龔娟李佳樂(lè )太原市污水灌溉對水土環(huán)境的有機污染研究[冂缺乏必要的研究。人民長(cháng)江,2010,4(17):58-6[8] LEDIN M, RANTZ K, RULCKER C, et al. Zn, Cd and Hg accumulation by3污水灌溉對人類(lèi)健康的影響3.1重金屬污染污灌區重金屬污染直接或間接影響人體ment systems [JI. Soil Biology[9]AKBER A, MUKHOPADHYAY A, AL-SENAFY M, et al. Feasibility of健康。研究表明,污灌區砷的健康危害以慢性砷中毒為主,ng-term imgation as a treatment method for municipal wastewater using主要表現為皮膚、頭發(fā)指(趾)甲和神經(jīng)系統的異常變化,如0 ural soil in Kuwait[. gricultural Water Management,x0923皮膚癌和肺癌。汞蒸汽可通過(guò)呼吸道侵入人體通過(guò)細[10董克虞楊春惠林春野北京市污水農業(yè)利用區劃的研究[M]北京胞膜迅速進(jìn)入血液并可通過(guò)血腦屏障進(jìn)入組織,被氧化成二中國環(huán)境科學(xué)出版社,194[11] FOY R H, KIRK M. Agriculture and water quality: A regional study[J].價(jià)汞離子在腦組織中蓄積引起神經(jīng)系統癥狀;甲基汞進(jìn)人人體后遍布全身各組織器官主要侵害神經(jīng)系統尤其是中[1】 HARUVY N, OFFER R, HADAS A,ea. Wastewater imgation-economic樞神經(jīng)系統。上個(gè)世紀60~70年代,我國東北松花江流域and hazardous effects of nutrientster Resources Management, 1999, 13: 303-314.沿岸化工廠(chǎng)、煉金廠(chǎng)排放的含汞污水被用于農田灌溉,由此13]楊軍鄭明陳同斌等北京市涼風(fēng)霹區土壤重金屬的積累及其變造成的汞污染使當地居民深受其害。鉛中毒可導致頭[4]盧桂竺,韓梅,李發(fā)生北京市通州污區十壤環(huán)境質(zhì)量監測和蔬菜昏頭痛、睡眠障礙、記憶力下降精神失常,甚至昏迷而且重金屬污染狀況研究]中國環(huán)境監測20,21(5)對腎臟、肝臟、胃腸道也有損害。自然界中鎘常與鋅鉛(下轉第6040頁(yè))安徽農業(yè)科學(xué)2011年活污水的排放也是重要點(diǎn)源污染之一。生活污水主要為糞(3)污水從排污口經(jīng)過(guò)紅樹(shù)林到達灘涂過(guò)程中海水具便和洗滌污水,其中的主要污染物為有機物和氮、磷等不同有一定的稀釋作用。但該研究選擇在退潮后取樣,水量變化生活污水的水質(zhì)指標及主要污染物相差不大。該地區水不大因此稀釋作用不明顯。樣經(jīng)過(guò)紅樹(shù)林群落后,各項指標均有明顯下降(表2),說(shuō)明(4)合理利用紅樹(shù)林資源不僅可降解污水中的N、P等,污水得到了明顯凈化而且可為將來(lái)探究污水的一級處理、促進(jìn)紅樹(shù)林植物生長(cháng)提表3三江農場(chǎng)附近水域水質(zhì)分析結果供幫助,并為建立人工濕地凈化系統提供一定的理論依據Table3 Water quality analysis results around Saniiang Far參考文獻取樣位置COD[]林鵬傅勤中國紅樹(shù)林環(huán)境生態(tài)及經(jīng)濟利用M]北京高等教育出版近污染樣地5072.41830.0488[2]王文卿王瑁中國紅樹(shù)林[M]北京:科學(xué)出版社,0:545,64-65,Sample plot close to pollution中間污染樣地34.88447,66350.0364[3]林?zhù)f中國東南部海岸紅樹(shù)林的類(lèi)群及分布門(mén)生態(tài)學(xué)報,1981,1(3):283-290.mple plot with moderate[4]葉勇譚鳳儀,盧昌義紅樹(shù)林系統處理牲畜廢水營(yíng)養鹽的研究[J]環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2001,21(2):24-28遠污染樣地30.51221.2500.0344[5}陳枓珠陳桂葵譚鳳儀,等.白骨壤模擬濕地系統對污水的凈化效應Sample plot far from pollutio[J]海洋環(huán)境科攣,m0,19(4):23-26[6]舒廷飛,羅琳,溫琰茂海水養殖對近岸生態(tài)環(huán)境的影響[J]海洋環(huán)境由表3可知,三江區域水污染不很?chē)乐仄湮廴境潭缺?7]符面璦海南東賽港紅樹(shù)林自然保護區的紅樹(shù)林[門(mén)]廣西植物,19,上尾、蒼頭區域降低很多。原因是:①三江紅樹(shù)林濕地比較15(4):340-346.密集,采集水樣時(shí)大量蝦塘尚在修建中,并未開(kāi)始養殖,只有[8]DWFIVEDI S N, PAD KUMAR K G. Ecology of a man-grove swamp nearJuhu beach, Bombay with reference to sewage Pollution[C]/TEAS HJ極少部分蝦塘開(kāi)始養蝦排污量相對較少;②三江水域的紅and ecology of mangroves. Vol8. Lancaster: Dr W Junk Pullishers1983:l63-179樹(shù)林以秋茄和桐花為優(yōu)勢種而這2種紅樹(shù)林對養殖污水中[9]李海孫瑞征,陳振選等城市污水處理技術(shù)及工程實(shí)例M]北京:化氮和磷的吸收能力較強學(xué)工業(yè)出版社,002-123結論與討論[10]陳桂珠繆紳裕黃玉山,等人工污水中的磷在模擬秋茄濕地系統中的分配與循環(huán)[刀生態(tài)學(xué)報,19,19(2)4-99(1)結果顯示,經(jīng)過(guò)紅樹(shù)林系統后水體中的氮、磷及[1]陳珠,零坤裕,黃玉山等人工污水中的N在模擬秋茄混地系統中COD均呈明顯下降趨勢,其平均去除率分別為83.9%、86.1%和53.40%。12]李志明安明周志峰等黃河干流內蒙古段漁業(yè)環(huán)境水質(zhì)監測門(mén)]蒙古農業(yè)科技,208(5):6-70,7.(2)該研究結果與陳桂珠等研究的進(jìn)入秋茄模擬濕地系(13]李遜,丁宏偉昆明市松華壩水庫氮磷主要來(lái)源的間接證據[統中N的去除率7806%,P的去除率8924%較接近0l西南農業(yè)學(xué)報,207(3)430(上接第6038頁(yè))農機化研究,2006(1):7-17王國利,劉長(cháng)仲,盧子揚等白銀市污水灌概對農田土壤質(zhì)量的影響21黃原黃益宗李秋等、廣州市污水灌對染地土壤和蔬菜的影6]1段飛問(wèn)江,高吉離等域市污水潘概對農田壤不境影響的調查(2:H中干號地區污水德概對衣作物污染的現況調蠻打]周秀艷李培軍,孫雨遼寧典型工區與污灌區土壤重金屬污染[21李道林.品砷在土壤中的形態(tài)分布與青菜的生物學(xué)效應安徽孫正風(fēng),王金保,馬京軍寧夏污水福概對土壤和農產(chǎn)品質(zhì)量的影響0)e華曾雪率地下水中的形成及其與人群鍵康的關(guān)系[,云南p)李家業(yè),李光倫,王玉軍,陳造紙污水灌對地下水及土壤的影響研31呂,王,張啟先等污水灌概致環(huán)境鉛污染及人群健康效應研究究[J節水灌概010(6)42-42】 WANG J F, WANG G X, WANY H. 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