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,陳玉松1,胡開林',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6503;2河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院;河南洛陽471003)摘要:污水灌溉在國內(nèi)外的許多地區(qū)都得到應(yīng)用和發(fā)展,但盲目污灌帶來了一定的后果。結(jié)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的不良影響,如對土壤、地下水、農(nóng)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。對我國來說,國情決定了污水灌溉是現(xiàn)實的選擇,但存在著一些必須重視的問題,針對這些問題提出了建議以及對今后科研方向的一點想法。關(guān)鍵詞:污水灌溉;環(huán)境保護(hù);農(nóng)業(yè)中圖分類號:X7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1004-8642(2007)020073-04Summary on Wastewater IrrigationWANG Hao, CHEN Yu-song, HU Kai-lin, HAN Bing, DANG YanAbstract: Wastewater irrigation has been applied and developed in many countries. However, blind wastewater irrigationcaused some aftermath. combining with the research result of recent years, the paper summarized the advantage of wastewaterrrigation, and the bad influence which unscientific wastwater irrigation may cause, such as on soil, groundwater, crop and theperson who contacts wastewater directly. Main technique measures were also introduced. To our country. the situation of thecountry determines that wastewater irrigation is a realistic choice, but there are some problems to which must be attachedKey words: Wastewater imigation; Envriroment protection: Agricultur0引言1利用污水進(jìn)行灌溉的情況簡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(nóng)田。量僅排在世界第109位,被聯(lián)合國列為13個貧水國之建國后的污水灌溉始于1957年。隨著污水排放量的寶貴的水資源還面臨著越來越嚴(yán)重的污染。據(jù)增加和農(nóng)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hm2,1976年18萬hm2,1980年染。江蘇、廣東、上海等一大批省市已經(jīng)面臨日益嚴(yán)1333萬hm2,1991年306,7萬hm2,1998年達(dá)到了重的“水質(zhì)污染型"缺水并且污水排放量還在不斷361.8萬hm2,占全國灌溉總面積的73%,其中大部分增加。另一方面,隨著人口的不斷增加,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是將沒有得到處理的污水直接灌溉于農(nóng)田的發(fā)展,用水總量在激增并將繼續(xù)這種趨勢。水資源在國外,污水灌溉在許多國家和地區(qū)被采用。美的缺乏已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)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(dá)的全國總用水量中,農(nóng)業(yè)用水量約占70%。在部分地國家。美國華盛頓州將污水回用于農(nóng)業(yè),確保斯諾夸區(qū)工農(nóng)業(yè)爭水已成為嚴(yán)重問題。解決水資源緊缺,一爾米山脈( Snoqualmie Ridge)地區(qū)的發(fā)展用水需要方面要在工農(nóng)業(yè)和生活中采取各種節(jié)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(yīng)看到污水是可以利用的資源,應(yīng)當(dāng)對污區(qū),用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。日本從水加以利用。合理的污水灌溉既能滿足農(nóng)業(yè)對水的1997年開始實行農(nóng)村污水處理計劃,已建成約2000部分需要,既能節(jié)約水資源,又可減輕對環(huán)境的污個污水處理廠,多數(shù)采用日本農(nóng)村污水處理協(xié)會研染。但其中也存在著必須充分重視的問題,處理不當(dāng)制的JA-RUS小型污水處理系統(tǒng),各項指標(biāo)都達(dá)到污會造成嚴(yán)重后果。水處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處理后的污水水質(zhì)穩(wěn)定,多數(shù)引入農(nóng)田灌溉。極度缺水的以色列污水處理率達(dá)90%以收稿日期:2006-11-12作者筒介,王(978-),男,河南洛陽人,項士研究生,助教,研究方上,利用率已達(dá)70%,57%的污水凈化后用于農(nóng)業(yè)和向:水污染控制園林草地灌溉,約占總灌溉水量的1/5。蘇環(huán)境科故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(nóng)業(yè)每年缺水達(dá)300億m3。20世紀(jì)90年代,復(fù)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(dá)250~400億kg。隨著我國已經(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和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,廢水的排放量越區(qū)已使土壤受到重金屬離子嚴(yán)重污染,需要采取換來越大。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,2002年全國工業(yè)和城鎮(zhèn)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(dá)4395億t,這些污水大部分得不緩解土壤放污染的狀況凹。再如江西的贛州和大余、到有效處理。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個緩解農(nóng)業(yè)缺水狀況同時節(jié)省的水資源,又可以轉(zhuǎn)而地區(qū)都有個別地塊產(chǎn)生“鎘米”,總面積在107萬hm2用于工業(yè)和生活。以上。2.2減輕污染物對環(huán)境的污染李戀卿等以山西農(nóng)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(jī)物和氮灰性褐土上進(jìn)行污水灌溉試驗發(fā)現(xiàn),長期污灌導(dǎo)致(N)、磷(P)等營養(yǎng)元素。由于土壤含有大量微生土壤發(fā)生次生鹽漬化,土壤中生物酶的活性受到抑物,以及土壤的理化結(jié)構(gòu),有機(jī)物在其中可以得到制,土壤環(huán)境質(zhì)量下降,還可能導(dǎo)致土壤板結(jié)降解吸附,N,P等營養(yǎng)元素可以被植物吸收,減少芳烴、酚、有機(jī)氯等有機(jī)物是工業(yè)污水中常見的了排放到水體中的污染物。同時用于污灌的污水處污染物。沈撫石油污灌區(qū)土壤中毒物積累嚴(yán)重其中理程度可以低一些,能夠降低處理費用。 Dimitriou芳烴類占有相當(dāng)比例致癌物質(zhì)苯并芘嚴(yán)重超標(biāo)。水等在瑞典用污水灌溉柳樹達(dá)到處理污水的目的,稻的感官指標(biāo)極差,有濃重的油和芳香族化合物氣發(fā)現(xiàn)對去除污水中的N有良好效果。 Liu J T等用城味。該區(qū)域的土壤和農(nóng)作物污染已給區(qū)域生態(tài)環(huán)境市污水灌溉象草,結(jié)果TP,磷酸鹽,TN,NH,COD和人群健康造成嚴(yán)重危害。據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查該地和BOD的去除率分別達(dá)到832%,823%,763%,區(qū)人群幾種慢性和惡性疾病的發(fā)病率明顯增高嗎。962%,735和85.8%。用于灌溉水稻結(jié)果水中50%沈陽市已停止用污水灌溉農(nóng)田。的P和N被吸收在德國不倫瑞克( Braunschweig)的污灌區(qū),由于2.3給植物提供養(yǎng)分,增產(chǎn)增收,節(jié)約肥料用市政污水灌溉已超過40年,土壤中的重金屬已達(dá)污水中含有的營養(yǎng)元素供給植物生長,可以增到相當(dāng)可觀的數(shù)量。對用污水灌溉的土地上生長的產(chǎn)增收替代部分甚至全部施肥,節(jié)約寶貴的肥料,馬鈴薯、糖用甜菜冬小麥的檢測表明,其中Cd的含同時也減輕了施肥引起的面源污染陳竹君等用城量與土壤溶液中Cd的含量線性相關(guān)市污水灌溉棉花,發(fā)現(xiàn)污水灌溉量為350,440和515Ali- Shtayeh等研究了以色列納布盧斯( Nablus)mmhm時棉花的產(chǎn)量與相應(yīng)數(shù)量的淡水再分別加地區(qū)用未經(jīng)處理的城市污水灌溉農(nóng)田的影響發(fā)現(xiàn)使氮肥150,180和230kghm3的效果相當(dāng)。 Rosenqvist用未經(jīng)處理的污水灌溉的土壤致病菌含量較多等嗎用處理過的污水灌溉柳樹發(fā)現(xiàn)可節(jié)省NP肥,32污染地下水并能增加產(chǎn)量,有良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。胡宏友等污染物經(jīng)土壤滲入地下水,會直接危及飲水安將城市生活污水用自來水稀釋后灌溉風(fēng)仙花,發(fā)現(xiàn)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水灌溉相比土壤中的NH-NNO3一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。劉凌等叫在徐州用奎河水進(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(xiàn)污水灌溉對地下水中NO濃度溉用水,發(fā)現(xiàn)污灌可使土壤K素的含量增加幅度最影響較大,尤其是長期進(jìn)行污灌的土壤易造成地下大達(dá)到27.0%。水中NO3的污染。而NO3反硝化產(chǎn)生的NO2是致癌物3污水灌溉可能帶來的不良影響質(zhì)。在墨西哥城,用未經(jīng)凈化的城市污水灌溉麥茲奎特( Mezquital)山谷數(shù)十年后,發(fā)現(xiàn)地下水中硝酸鹽3.1污染土壤和農(nóng)作物含量超過了飲用水標(biāo)準(zhǔn)。土壤雖然具有一定自凈能力,但直接用未經(jīng)處33引起植物病害,降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)理的污水灌溉可能會污染土壤,而長期超負(fù)荷污灌不科學(xué)的污灌,污水中的有些污染物對植物的勢必會引起污染物的積累,降低土壤環(huán)境質(zhì)量。有的生理活動會直接帶來不良影響,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(fù)第20卷第2期王浩等.污水灌溉研究綜述荷灌溉農(nóng)田,過多的N素會引起作物陡長、倒伏、貪播前灌,非苗期,苗期。氣溫低時優(yōu)于氣溫高時四。有青、晚熟、易感染病蟲害、顏色異常等。沈陽污灌區(qū)就條件的地方應(yīng)實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。陶欣防止灌水量過大,引起污水大量滲漏,污染地下榮等發(fā)現(xiàn)淮南市某蔬菜基地灌溉用污水溝內(nèi)的水.水。大水漫灌是不科學(xué)的,應(yīng)發(fā)展滴灌。而噴灌易使具有致突變性病菌和污染物擴(kuò)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考慮污水種類和土壤、地質(zhì)條件般較差,維生素含量明顯降低。謝宗平等四發(fā)現(xiàn)用不是任何種類的污水都可以用來灌溉的,不可含N污水灌溉的蔬菜(如菠菜、甜菜等)內(nèi)NH-N大量用作灌溉的污水有醫(yī)藥、生物制品、化學(xué)試劑、農(nóng)藥積累,比世界衛(wèi)生組織(WHO)標(biāo)準(zhǔn)高好幾倍。造紙石油煉制、焦化和有機(jī)化工等行業(yè)排放的污水。廢水澆灌的糙米蒸出的米飯含有酚味。喀斯特地區(qū)或活動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(dāng)?shù)丨h(huán)境衛(wèi)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(xiàn):使用未經(jīng)處理的哈鞣對我國污水灌溉的建議拿巴市周圍的城市污水灌溉其土地的家庭成員得腹針對我國污水灌溉中存在的問題,提出以下瀉病的機(jī)會要比那些使用渠水或機(jī)井水灌溉土地的建議人高很多。十二指腸蟲與蟈蟲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四。我國的污水灌溉存在無序放任的現(xiàn)象,使部分3.5輸水渠道、河道對環(huán)境的污染地區(qū)污水灌溉的負(fù)面影響被人為擴(kuò)大。在管理體制防滲措施不力的渠道和河道長期輸送污水會引層面,農(nóng)業(yè)、環(huán)保水利等部門都有對污水灌溉進(jìn)行起附近地下水和土壤的污染,污染的區(qū)域呈帶狀。山管理的職責(zé),但又都有本部門難以克服的不便。應(yīng)進(jìn)西省由于大部分污灌干支渠未做防滲處理,部分地行調(diào)查研究,健全管理體制。應(yīng)把污水納入水資源利區(qū)輸水渠道兩側(cè)的地下水已受到污染叫。因附近造用的整體規(guī)劃,在污灌區(qū)統(tǒng)一調(diào)配使用污水。紙廠的廢水排入河道,河南新鄉(xiāng)三王莊村地下水污52控制水質(zhì)染嚴(yán)重,數(shù)千名村民飲水困難,村里幾十米深的水井目前,在我國直接引污灌溉的現(xiàn)象還比較普遍。打上來的水呈黃色,許多人長期拉肚子網(wǎng)。用劣于農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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3107萬hm,占污灌面積的大部分。應(yīng)當(dāng)認(rèn)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(yīng)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(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的污水避免一般呈現(xiàn)根、莖、葉、籽粒、果實依次遞減的規(guī)律。因直接灌溉,應(yīng)處理使其達(dá)標(biāo)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(jī)氯等有毒物質(zhì)的監(jiān)測控制?？煽紤]植物與低桿植物相比不易受污染兩。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(yán)重的地區(qū)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)過二級處理。因程就是這種措施的代表。各地二級污水來源不同,水質(zhì)復(fù)雜,不同植物對環(huán)境5.3加強(qiáng)對污灌區(qū)土壤、作物和地下水的監(jiān)測的耐受能力不同,所以,二級污水回用于城市園林植重點監(jiān)測有毒物質(zhì),致病菌和寄生蟲等。根據(jù)監(jiān)物要有選擇地使用。如:對草坪草、灌木、喬木可以利測結(jié)果確定調(diào)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,如萬壽菊等,則人的健康。要慎重使用。54推進(jìn)相關(guān)科學(xué)研究綠色食品不宜污灌。中藥材應(yīng)杜絕污灌。我國的污水灌溉理論和技術(shù)研究十分薄弱,4.2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的作物在生殖生長階段不宜污灌。這方面深入開展研究工作:污染物在不同的土壤-植物個階段作物生長旺盛,果實吸收養(yǎng)分多,吸收的重金系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律;不同污水對不同類型土壤屬等污染物也多。如小麥在灌漿期應(yīng)杜絕污灌。根據(jù)的性質(zhì)、不同植物生理的影響;將污灌作為污水處理現(xiàn)有的污灌經(jīng)驗,利用污水灌溉的優(yōu)先順序依次為:方法的研究網(wǎng)蘇環(huán)境科技007年4月6結(jié)論褐土理化性質(zhì)的影響山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)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(qū)土壤生態(tài)恢復(fù)途徑初步研究環(huán)境保風(fēng)險。我國水資源相對缺乏決定了污水灌溉是現(xiàn)實護(hù)科學(xué),2002,28(2):33-35的選擇。應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)、系統(tǒng)的政策和技術(shù)措施,趨6 Ingwersen J, Streck T. A regional- scale study on the crop利避害,既實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益又不以破壞環(huán)境為代價。uptake of cadmium from sandy soils: measurement andmodeling[J]. Journal of Enviromental Quality, 2005, 34(3)[參考文獻(xiàn)]026-1035袁偉,郭宗樓,袁華.污水灌溉的研究現(xiàn)狀及利用前景7]Ali- Shtaveh M S, Rana m F famou,Abu- Ghdeib LE析中國農(nóng)村水利水電,2005(6):19-21ceiving raw city wastewater or normal irrigation water[JI2]張展羽,呂祝烏.污水灌溉農(nóng)業(yè)技術(shù)探討門人民黃河Mycopathologia, 1999(144): 39-542004,26(6):21-22,30.8]孫寶華.關(guān)于污水灌溉問題的探討門環(huán)境科學(xué)動態(tài),[3] Chen P H, Chen L K, Wang J T. Investigation of a ponding2005(2):54-55rrigation system to recycle agricultural wastewater []. Envi-[!劉凌,陸桂華,含氮污水灌溉實驗研究及污染風(fēng)險分析moment Intemational, 2000(26): 63-68J]水科學(xué)進(jìn)展,2002,13(3):313-32014]袁?；?呂志遠(yuǎn),徐冰等,污水灌溉的發(fā)展與利用門內(nèi)p20 Downs T J, Cifuentes e, Ruth e,etal. Effectiveness of蒙古水利,2004(4):40-41,62Natural Treatment in a wastewater irrigation district of the[5]曾德付,朱維斌.我國污水灌溉存在問題和對策探討[]干Mexico City region: a synoptic field survey [J]. Water Envi旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2004,22(4):221-224.ronment Research, 2000, 72(1): 4-21o] Dimitriou L,, Aronsson P. Nitrogen leaching from short-rota(21]陶欣榮,陶友榮.污灌水對蠶豆根尖細(xì)胞及小鼠早期精細(xì)on willow coppice after intensive irrigation with wastewater胞微核的影響門環(huán)境與健康雜志,2001,18(4):231-U]. Biomass and Bioenergy, 2004(26): 433-441232.門 Liu J T, Qiu C Q, Giao B d,etal. The role of plants inchan[22J謝宗平,楊自生,關(guān)于制漿造紙污水灌溉的探討門甘肅el-dyke and field imigation systems for domestic wastewater高師學(xué)報,2001,6(2):42-4treatment in an integrated eco-engineering system! Ecolo-[23]李磊,康旺儒.對巴基斯坦哈鞣拿巴( Haroonabad)的污gial Engineering, 2000(16): 235-241水灌溉分析門甘肅科技,2004,20(5):129-137,1268]陳竹君,周建斌,污水灌溉在以色列農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)(24]胡焱,污水灌溉對土壤環(huán)境的污染及對策門山西水利環(huán)境保護(hù),2001,20(6):462-464.科技,2005(2):59-619 Rosenquist H, Dawson M. Economics of using wastewater ir-251李江,偶正濤,蔡玉高環(huán)保沖突事件頻發(fā)令人憂半gation of willow in Northem Ireland[J Biomass and Bioen月談,2005(17):34-362005(29)83-9226]周艷麗,劉哳宇,穆伊舟,等.黃河流域污水灌溉存在的問10]胡宏友,盧昌義,葉勇,等.污水灌溉對鳳仙花植物-土飚與對策!河南農(nóng)業(yè),2003(1):24-24壤系統(tǒng)影響的研究廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版,②27黃爽,張仁鐸,程曉如等.石家莊污灌區(qū)污水灌溉技術(shù)2005,44(4):584-588的研究門灌溉排水學(xué)報,2003,225):29-34.]地里拜爾,蘇力坦,艾尼瓦爾,買買提尤努斯江·吐拉洪,[28]夏立江,土壤污染及其防治M武漢:華中理工大學(xué)出版等.污灌對土壤-植物體系中養(yǎng)份遷移的影響干旱區(qū)社,2001資源與環(huán)境,2005,19(4):179-182[29孟凡喬,鞏曉穎,葛建國,等,污灌對土壤重金屬含量的影[1】]吳國振,盧國儉,白鍶污灌區(qū)土壤重金屬污染的調(diào)查與防響及其定量估算農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2004,23(2)治措施[甘肅有色金屬,2001,16(4:8-11277-280.11孝侯,劉德有,朱亮等,有機(jī)污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉的30季艷紅,馬字民,張兆,淺談污水資源化利用江蘇環(huán)EM處理技術(shù)展望J水利水電科技進(jìn)展,2002,21(1):16境科技,200619(S2):182-184(賁任編輯朱鼎一)「14]李戀卿,杜慧玲,馮兩蕊,等.不同年隈污水灌溉對石灰性保護(hù)壞境人人有責(zé)