污水灌溉研究綜述

第20卷第2期江蘇環(huán)境科技Vol.20_ No.22007年4月Jiangsu Environmental Science and TechnologyApr.2007污水灌溉研究綜述王浩1.2， 陳玉松'，胡開(kāi)林'，韓冰'，黨艷|(1.昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明650093;2.河南科技大學(xué)農學(xué)院; 河南洛陽(yáng)471003)摘要:污水灌溉在國內外的許多地區都得到應用和發(fā)展,但盲目污灌帶來(lái)了一定的后果。結合近年的研究成果綜述了污水灌溉的益處和不科學(xué)的污水灌溉可能帶來(lái)的不良影響,如對土壤、地下水、農作物和直接接觸污水人員的影響。介紹了污水灌溉的主要技術(shù)措施。對我國來(lái)說(shuō),國情決定了污水灌溉是現實(shí)的選擇,但存在著(zhù)一些必須重視的問(wèn)題,針對這些問(wèn)題提出了建議以及對今后科研方向的一點(diǎn)想法。關(guān)鍵詞:污水灌溉; 環(huán)境保護; 農業(yè)中圈分類(lèi)號: X7文獻標識碼: A文章編號: 1004- 8642(2007)02- 0070-04Summary on Wastewater IrrigationWANG Hao， CHEN Yu- -song，HU Kai-lin， HAN Bing， DANG YanAbstract: Wastewater irigation has been applied and developed in many countries. However, blind wastewater imigationcaused some aftermath.Combining with the research result of recent years, the paper summarized the advantage of wastewaterimigation,and the bad infuence which unscientific wastwater irigation may cause, such as on soil, groundwater,crop and theperson who contacts wastewater direcly. Main technique measures were also introduced. To our county, the situation of thecountry determines that wastewater irigation is a realistic choice, but there are some problems to which must be attachedimportance. Suggestions to these problems and some ideas of the research direction of aftertime were put forward.Key words: Wastewater imigation; Envriroment protection; Agriculture0引言1利用污水進(jìn)行灌溉的情況簡(jiǎn)介我國雖然水資源總量居世界前列，但人均占有在我國古代人們就有意識的用污水灌溉農田。量?jì)H排在世界第109位,被聯(lián)合國列為13個(gè)貧水國之建國后的污水灌溉始于1957年。隨著(zhù)污水排放量的--。寶貴的水資源還面臨著(zhù)越來(lái)越嚴重的污染。據增加和農業(yè)缺水狀況的逐漸加劇，污灌面積也在增2004年資料，全國七大水系50%以上的河段已被污加。1963 年為4.2萬(wàn)hm2, 1976年18萬(wàn)hm2, 1980年染。江蘇廣東、上海等一大批省市已經(jīng)面臨日益嚴133.3萬(wàn)hm', 1991年306.7萬(wàn)hm', 1998年達到了重的“水質(zhì)污染型”缺水川。并且污水排放量還在不斷361.8萬(wàn)hm2,占全國灌溉總面積的7.3%,其中大部分增加。另一方面,隨著(zhù)人口的不斷增加,工農業(yè)生產(chǎn)是將沒(méi)有得到處理的污水直接灌溉于農田。的發(fā)展,用水總量在激增并將繼續這種趨勢。水資源在國外,污水灌溉在許多國家和地區被采用。美的缺乏已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。在國、日本、以色列、南非等國是污水灌溉事業(yè)發(fā)達的全國總用水量中,農業(yè)用水量約占70%田。在部分地國家。美國華盛頓州將污水回用于農業(yè),確保斯諾夸區工農業(yè)爭水已成為嚴重問(wèn)題。解決水資源緊缺,一爾米山脈(SnoqualmieRidge)地區的發(fā)展用水需要。方面要在工農業(yè)和生活中采取各種節水技術(shù)措施。舊金山將污水回收后輸送到加利福尼亞州其他地另一方面應看到污水是可以利用的資源，應當對污區,用于農業(yè)生產(chǎn),并達到保護環(huán)境的目的凹。日本從水加以利用。合理的污水灌溉既能滿(mǎn)足農業(yè)對水的1997年開(kāi)始實(shí)行農村污水處理計劃,已建成約2000部分需要，既能節約水資源，又可減輕對環(huán)境的污個(gè)污水處理廠(chǎng)，多數采用日本農村污水處理協(xié)會(huì )研染。但其中也存在著(zhù)必須充分重視的問(wèn)題,處理不當制的中國煤化工各項指標都達到污會(huì )造成嚴重后果。水處E水質(zhì)穩定, 多數引人農田MH.CNMHC水處理率達90%以收稿日期:2006-11-12作者簡(jiǎn)介:王浩(1978-), 男,河南洛陽(yáng)人,碩士研究生,助教,研究方上,利用率已達70% ,57%的污水凈化后用于農業(yè)和向:水污染控制.園林草地灌溉4約占總灌溉水量的1/5。74江蘇環(huán)境科技2007年4月2污水灌溉的益處健康。特別是重金屬等有毒物質(zhì)。重金屬對人的危害極大,世界八大公害之一的日本“疼疼病”事件就是2.1 緩解缺水狀況由鎘(Cd)污染引起的。并且被重金屬污染的土壤恢我國農業(yè)每年缺水達300億m'。20世紀90年代,復十分困難。在我國由污水灌溉引起的重金屬污染因缺水造成的糧食減產(chǎn)達250 ~ 400億kg。隨著(zhù)我國已經(jīng)在許多地方發(fā)生。如在甘肅的白銀市污水灌溉人口的不斷增長(cháng)和工農業(yè)的發(fā)展，廢水的排放量越區已使土壤受到重金屬離子嚴重污染，需要采取換來(lái)越大。據有關(guān)部門(mén)統計,2002年全國工業(yè)和城鎮生土、深翻、清水灌溉、改良土壤等綜合治理措施,才能活廢水排放總量達439.5億t,這些污水大部分得不緩解土壤放污染的狀況叫。再如江西的贛州和大余、到有效處理5。如果能將污水予以合理的利用將能夠廣東的韶關(guān)和曲江湖南的株洲、陜西的西安等19個(gè)緩解農業(yè)缺水狀況,同時(shí)節省的水資源,又可以轉而地區都有個(gè)別地塊產(chǎn)生“鎘米”,總面積在1.07萬(wàn)hm2用于工業(yè)和生活。以上呵。2.2 減輕污染物對環(huán)境的污染李戀卿等間以山西農業(yè)大學(xué)氧化塘為水源在石污水中的污染物往往包括大量有機物和氮灰性褐土上進(jìn)行污水灌慨試驗發(fā)現，長(cháng)期污灌導致(N)、磷(P)等營(yíng)養元素。由于土壤含有大量微生土壤發(fā)生次生鹽潰化,土壤中生物酶的活性受到抑物，以及土壤的理化結構,有機物在其中可以得到制,土壤環(huán)境質(zhì)量下降,還可能導致土壤板結。降解吸附,N,P等營(yíng)養元素可以被植物吸收，減少芳烴、酚、有機氯等有機物是工業(yè)污水中常見(jiàn)的了排放到水體中的污染物。同時(shí)用于污灌的污水處污染物。沈撫石油污灌區土壤中毒物積累嚴重,其中理程度可以低一-些，能夠降低處理費用。Dimitriou芳烴類(lèi)占有相當比例,致癌物質(zhì)苯并芘嚴重超標。水等問(wèn)在瑞典用污水灌溉柳樹(shù)達到處理污水的目的，稻的感官指標極差,有濃重的油和芳香族化合物氣發(fā)現對去除污水中的N有良好效果。Liu J T等7用城昧。該區域的土壤和農作物污染已給區域生態(tài)環(huán)境市污水灌溉象草,結果TP,磷酸鹽,TN ,NH4' ,CODc和人群健康造成嚴重危害。據有關(guān)部門(mén)的調查,該地和BOD,的去除率分別達到83.2%,82.3%,76.3%，區人群幾種慢性和惡性疾病的發(fā)病率明顯增高19。96.2%, 73.5和85.8%。用于灌溉水稻,結果水中50%沈陽(yáng)市已停止用污水灌溉農田。的P和N被吸收。在德國不倫瑞克(Braunschweig)的污灌區,由于2.3 給植物提供養分,增產(chǎn)增收,節約肥料用市政污水灌溉已超過(guò)40年，土壤中的重金屬已達污水中含有的營(yíng)養元素供給植物生長(cháng)，可以增到相當可觀(guān)的數量。對用污水灌溉的土地上生長(cháng)的產(chǎn)增收,替代部分甚至全部施肥,節約寶貴的肥料，馬鈴薯、糖用甜菜冬小麥的檢測表明,其中Cd的含同時(shí)也減輕了施肥引起的面源污染。陳竹君等用城量嶼土壤溶液中Cd的含量線(xiàn)性相關(guān)明。市污水灌溉棉花，發(fā)現污水灌溉量為350 ,440和515Ali- -Shtayeh等17研究了以色列納布盧斯(Nablus)mm.hm~時(shí)棉花的產(chǎn)量與相應數量的淡水再分別加地區用未經(jīng)處理的城市污水灌溉農田的影響,發(fā)現使氮肥150, 180和230 kg. hm2的效果相當。Rosenqvist用未經(jīng)處理的污水灌溉的土壤致病菌含量較多。等用處理過(guò)的污水灌溉柳樹(shù),發(fā)現可節省NPK肥，3.2污染地下水并能增加產(chǎn)量,有良好的經(jīng)濟環(huán)境效益。胡宏友等呵污染物經(jīng)土壤滲人地下水，會(huì )直接危及飲水安將城市生活污水用自來(lái)水稀釋后灌溉鳳仙花,發(fā)現全。有的還可形成污灌反漏斗,對深層地下水形成威與用自來(lái)水灌溉相比,土壤中的NH*-N,NO3-N和速脅。杭州的地下潛水由于污灌已經(jīng)受到污染,只可用效磷含量都有所提高,土壤中酶的活性也得到提高。于沖廁所呵。劉凌等19在徐州用奎河水進(jìn)行含N污水地里拜爾.蘇力坦等叫將城市生活污水用作綠化灌灌溉試驗研究,發(fā)現污水灌溉對地下水中NO;濃度溉用水,發(fā)現污灌可使土壤K素的含量增加幅度最影響較大,尤其是長(cháng)期進(jìn)行污灌的土壤,易造成地下大達到27.0%。水中NO;的污染。而NO;反硝化產(chǎn)生的NOz是致癌物質(zhì)。在墨西哥城,用未經(jīng)凈化的城市污水灌溉麥茲奎3污水灌溉可能帶來(lái)的不良影響特(Mezquital)山谷數十年后,發(fā)現地下水中硝酸鹽3.1污染土壤和農作物含量中國煤化工品質(zhì)土壤雖然具有一定自?xún)裟芰?，但直接用未?jīng)處3.3*[.H.CNMH G理的污水灌溉可能會(huì )污染土壤，而長(cháng)期超負荷污灌rm, 1小，些污染物對植物的勢必會(huì )引起污染物的積累,降低土壤環(huán)境質(zhì)量。有的生理活動(dòng)會(huì )直接帶來(lái)不良影響,引起病害、減產(chǎn)。污染物被作物吸收后經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，危害人的N是植物必需的元素,但是如果用含N污水超負第20卷第2期王浩等. 污水灌溉研究綜述75荷灌溉農田，過(guò)多的N素會(huì )引起作物陡長(cháng)、倒伏、貪播前灌,非苗期,苗期。氣溫低時(shí)優(yōu)于氣溫高時(shí)171。有青、晚熟、易感染病蟲(chóng)害顏色異常等。沈陽(yáng)污灌區就條件的地方應實(shí)行清污混灌或輪灌。曾發(fā)生大面積水稻倒伏和稻瘟病等污染事故。陶欣防止灌水量過(guò)大,引起污水大量滲漏,污染地下榮等2發(fā)現淮南市某蔬菜基地灌溉用污水溝內的水水。大水漫灌是不科學(xué)的，應發(fā)展滴灌。而噴灌易使具有致突變性。病菌和污染物擴散入空氣中,也不宜采用。用未經(jīng)處理的污水澆灌的糧食、蔬菜、水果味道4.3 考慮污水種類(lèi)和土壤、地質(zhì)條件-般較差,維生素含量明顯降低。謝宗平等凹發(fā)現用不是任何種類(lèi)的污水都可以用來(lái)灌溉的，不可含N污水灌溉的蔬菜(如菠菜、甜菜等)內NH:- -N大量用作灌溉的污水有醫藥生物制品、化學(xué)試劑、農藥、積累,比世界衛生組織( WHO)標準高好幾倍。造紙石油煉制.焦化和有機化工等行業(yè)排放的污水啊。廢水澆灌的糙米蒸出的米飯含有酚味?？λ固氐貐^或活動(dòng)含水層低的沙地就不宜污水3.4 危害接觸污水人員的健康和當地環(huán)境衛生灌溉,因為污水容易滲漏,污染地下水。國際水管理組織(IWMI)對巴基斯坦哈鞣拿巴市(Haroonabad)的研究發(fā)現:使用未經(jīng)處理的哈鞣5對我國污水灌溉的建議拿巴市周?chē)某鞘形鬯喔绕渫恋氐募彝コ蓡T得腹針對我國污水灌溉中存在的問(wèn)題，提出以下瀉病的機會(huì )要比那些使用渠水或機井水灌溉土地的建議。人高很多。十二指腸蟲(chóng)與蛔蟲(chóng)病感染的流行情況在5.1 健全管理體制和制度接觸污水的人口中要比受控組的人口中更高2)。我國的污水灌溉存在無(wú)序放任的現象，使部分3.5輸水渠道 、河道對環(huán)境的污染防滲措施不力的渠道和河道長(cháng)期輸送污水會(huì )引地區污水灌溉的負面影響被人為擴大。在管理體制起附近地下水和土壤的污染,污染的區域呈帶狀。山層面,農業(yè)、環(huán)保、水利等部門(mén)都有對污水灌溉進(jìn)行西省由于大部分污灌干支渠未做防滲處理，部分地管理的職責,但又都有本部門(mén)難以克服的不便。應進(jìn)區輸水渠道兩側的地下水已受到污染叫。因附近造行調查研究,健全管理體制。應把污水納人水資源利紙廠(chǎng)的廢水排入河道，河南新鄉三王莊村地下水污用的整體規劃,在污灌區統一調配使用污水。染嚴重,數千名村民飲水困難,村里幾十米深的水井5.2 控制水質(zhì)目前,在我國直接引污灌溉的現象還比較普遍。打上來(lái)的水呈黃色,許多人長(cháng)期拉肚子啊。用劣于農灌水質(zhì)標準的污水進(jìn)行灌溉的土地面積為4污水灌溉的主要技術(shù)措施310.7萬(wàn)hm例,占污灌面積的大部分。應當認識到污水灌溉的風(fēng)險，不可只看到眼前4.1合理選擇灌溉對象利益。在清水水源充足的地方應避免污水灌溉。不符植物不同器官對污染物的吸收累積程度不同,合GB5084--2005《農田灌溉水質(zhì)標準》的污水避免一般呈現根、莖、葉、籽粒、果實(shí)依次遞減的規律。因直接灌溉,應處理使其達標后再用于灌溉。特別要注此食用根、莖、葉的作物不宜污灌。高粱、玉米等高桿意對重金屬、有機氯等有毒物質(zhì)的監測控制?？煽紤].植物與低桿植物相比不易受污染啊。仿效以色列的做法，集中處理污水,集中供給灌溉,非食用目的的植物如棉花,林木較適宜污灌。但這在缺水嚴重的地區更有必要。以色列的Shafdan工污水回用于城市園林植物至少要經(jīng)過(guò)二級處理。因程就是這種措施的代表。各地二級污水來(lái)源不同,水質(zhì)復雜,不同植物對環(huán)境5.3 加強對污灌區土壤、作物和地下水的監測的耐受能力不同,所以,二級污水回用于城市園林植重點(diǎn)監測有毒物質(zhì),致病菌和寄生蟲(chóng)等。根據監物要有選擇地使用。如:對草坪草、灌木、喬木可以利.測結果確定調整灌溉制度，確保不危及環(huán)境質(zhì)量和用,而某些對水質(zhì)較為敏感的花卉,如萬(wàn)壽菊等，則人的健康。要慎重使用。5.4 推進(jìn)相關(guān)科學(xué)研究綠色食品不宜污灌。中藥材應杜絕污灌。我國的污水灌溉理論和技術(shù)研究十分薄弱,嚴.2 制定合理的灌溉制度重滯后于污水灌溉的發(fā)展和需要。建議今后在以下食用果實(shí)的作物在生殖生長(cháng)階段不宜污灌。這方面中國煤化工在不同的土壤-植物個(gè)階段作物生長(cháng)旺盛果實(shí)吸收養分多,吸收的重金系統C N M H G水對不同類(lèi)型土壤屬等污染物也多。如小麥在灌漿期應杜絕污灌。根據:的性質(zhì)、不同植物生理的影響;將污灌作為污水處理現有的污灌經(jīng)驗,利用污水灌溉的優(yōu)先順序依次為:方法的研究則。76江蘇環(huán)境科技2007年4月6結論褐土理化性質(zhì)的影響[]山西農業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2001, 21(1): 73- 75.污水灌溉有明顯的益處，也有必須慎重對待的15]陳曉東.沈撫灌區土壤生態(tài)恢復途徑初步研究[J].環(huán)境保風(fēng)險。我國水資源相對缺乏決定了污水灌溉是現實(shí).護科學(xué), 2002, 28(2): 33 - 35.的選擇。應當采取科學(xué).系統的政策和技術(shù)措施,趨[16] Ingwersen J, Streck T. A regional-scale study on the crop利避害,既實(shí)現經(jīng)濟效益又不以破壞環(huán)境為代價(jià)。uptake of cadmium from sandy soils:measurement andmodeling[]. Joumal of Enviromental Quality, 2005, 34(3):[參考文獻]1 026- 1 035.[17] Ali- Shtayeh M S, Rana M F Jamous, Abu- -GhdeibSI E-[1]袁 偉,郭宗樓,袁 華.污水灌溉的研究現狀及利用前景cology of cycloheximide -resistant fungi in field soils re-分析[].中國農村水利水電, 2005(6):19- 21.ceiving raw city wastewater or normal irigation water[小].[2]張展羽，呂祝烏.污水灌溉農業(yè)技術(shù)探討].人民黃河,Mycopathologia, 199(144): 39 - 54.2004, 26(6): 21 - 22,30.[18] 孫寶華。關(guān)于污水灌溉問(wèn)題的探討([]. 環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài),[3] ChenP H, Chen L K, Wang J T. Invesigation of a ponding2005(2):54- 55.imigation system to recycle agricultural wastewater [J]. Envi-[19]劉凌,陸桂華. 含氮污水灌溉實(shí)驗研究及污染風(fēng)險分析roment Intemational, 2000(26); 63 - 68.[J].水科學(xué)進(jìn)展, 2002, 13(3):313 - 320.[4]袁?；?呂志遠,徐冰,等. 污水灌溉的發(fā)展與利用[].內[20] Downs T J, Cifuentes E, Ruth E, et al. 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