節(jié)水灌溉●2007年第5期11文章編號: 1007- 4929<200)05- 011-03污水灌溉的思考宰松梅'2,王朝輝' ,仵峰2,龐鴻 賓?(1.西北農林科技大學資源與環(huán)境學院,陜西楊凌7121002.水利部農田灌溉研究所,河南新鄉(xiāng)453003)摘要:隨著農業(yè)灌溉水資源的日益緊缺,污水灌溉在我國普遍存在。在簡要回顧國內外污水灌溉發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀的基礎上,從污水灌溉的農業(yè)效益、治污效應、經濟效益等方面分析了污水灌溉的優(yōu)勢，同時，也指出了污水灌溉潛在的危害,不合理的污水灌溉易引起水土環(huán)境惡化、農產品品質下降。從緩解農業(yè)用水緊缺,解決水污染等方面分析,認為污水資源化是未來灌溉發(fā)展的必然趨勢。因此,應當正確認識污水灌溉“堵”與“疏”的問題,引導污水灌溉的規(guī)范化、科學化、健康化發(fā)展。關鍵詞:水污染;污水灌溉;污水資源化中圖分類號:S273.5文獻標識碼:AConsideration on Sewage IrrigationZai Song-meil.2 , Wang Zhao-hui2 , Wu Feng2，Pang Hong-bin2(1. Collge of Resources and Environmental Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi Province,China;2. Farmland Irigation Research Institute, Ministry of Water Resources , Xinxiang 453003, China)Abstract: Because of the scarcity of water resources for irrigation, sewage irrigation has been applied widely in China. Based on thereview of the development process and status quo of sewage irigation, the advantages of sewage rrigation were analyzed from the as-pects of agricultural benefit, effect of pollution control and economic benefit in this paper. Moreover, the potential harms of sewageirrigation were presented, too. Unreasonable sewage irrigation will result in environment deterioration and crop quality descending.Through the analysis of the solution for scarcity and pollution of water resources, this paper pointed out that wastewater reclamationwas the future development tendency of irrigation. So, we should correctly consider the problem of block or dredge of sewage irriga-tion, and realize the standard, scientific and sucessive development of sewage irrigation.Key words: water pollution; sewage irigation; wastewater reclamation灌溉在我國農業(yè)生產中歷來占有著重要的地位。發(fā)展澈的問題。微農業(yè),離不開水資源。農業(yè)用水緊張由來已久，且隨著工業(yè)1污水灌 溉的歷史與現(xiàn)狀化、城市化進程的加快,水資源“農轉非”成為必然，缺水、水污染和農業(yè)用水效率偏低等問題相互交織,水資源危機已成為我19世紀,隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,廢污水量越來越多,同時缺國農業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。利用污水進行瀌溉在我國水的問題也日益顯現(xiàn),人們開始了利用污水。水的重復利用始普遍存在,污水灌溉成為緩解農業(yè)水資源緊缺的重要途徑，但于農業(yè)灌溉,初期的污水灌溉多是自發(fā)的、無計劃地利用,人們同時也帶來了一-系列的環(huán)境問題。在建設“資源節(jié)約型、環(huán)境并沒有意識到污水灌溉會帶來-些健康危害等問題。由于無友好型社會”的今天,污水灌溉面臨著“灌與?！钡倪x擇,能否應計劃的污灌污染了飲用水源,1840~ 1850年爆發(fā)了亞細亞衢亂用污水進行灌溉,怎樣進行合理的污水灌溉?是需要深人思考與傷寒癥。此后,污灌的污染問題得到關注,人們開始采取措收稿日期:2006-12-08基金項目:國家自然科學基金項目(40671107和30370843);教育部新世紀優(yōu)秀中國煤化工農林科技大學拔尖人才支持計劃。:MYHCNMHG作者簡介:宰松梅(1970-),女,副研究員,博士研究生,主要從事節(jié)水灌溉與劣質水村用萬四的研究。通訊作者:王朝輝(1968-),男,教授,博士生導師,主要從事早地水肥管理及其生態(tài)環(huán)境效應、施肥與農作物營養(yǎng)及衛(wèi)生品質等方面的教學科研工作，12污水灌溉的思考宰松梅王朝輝仵峰等施對污水進行處理后灌混。發(fā)達國家再生水灌溉利用的系統(tǒng)面,又可以利用土壤微生物和農作物的凈化作用，在增加土壤研究開始于1970年前后,到1995年已經建立比較完善的再生肥力的同時,消除污水中的污染物。水灌溉利用技術、法律、規(guī)范、標準體系。美國是世界上較早進.1.1 污水灌溉的農業(yè)效益行污水灌溉的國家之一,到1977年,美國有357個城市實現(xiàn)了污水灌溉不僅可以彌補灌溉水資源不足,其中含有的碳水污水處理后再利用，其中回用于農業(yè)占58. 3%,回用于工業(yè)占化合物、蛋白質、脂肪等在土壤微生物的作用下被分解氧化,生40.5%。目前美國50個州中有45個州采用處理后的污水進成可供作物生長的氮.磷等營養(yǎng)元素,用以增加作物的產量和行灌溉,60%的再生水用于農業(yè)灌溉°。以色列是世界上污水提高作物的質量。通常情況下一級處理污水中氮、磷的平均濃利用程度最高的國家，每年大約用3億m'處理過的污水用于度為15~59 mg/L和30~34. 6 mg/L4.按較低值15和30農業(yè)灌溉,占總用水量的1/6,污水總量的46%。全國有28mg/L考慮,若灌1 500 m? /hm2污水,則相當于108 kg硫銨和500hm2的棉花全部用處理后的污水進行灌溉,城市園林80%225 ~ 320 kg過磷酸鈣的肥效,完全可以滿足作物的需要。另以上是采用處理后的污水結合現(xiàn)代灌溉技術進行灌溉[2。日有資料證明,污水灌溉可提高土壤中的肥力,污水灌溉6年后本的城市污水回用工程,以有較多的“中水道"供生活雜用而著土壤20 cm深處的有機物含量是灌溉前的7倍;污水灌溉26稱,約占污水回用總量的40% ,從1997 年開始實行農村污水處年后,土壤中的氮、磷.鉀含量可分別提高3、4和6倍多。合理理計劃,到目前為止,已建成約2000個污水處理廠,處理后的污灌,可以改善土壤理化性質.增強土壤肥力,提高作物產量。污水水質穩(wěn)定,多數(shù)是引人農田進行灌溉水稻或果園。相對于2.1.2污水灌溉的治污效應經濟發(fā)達的工業(yè)國家來講,發(fā)展中國家在大面積污水灌溉方面土壤是一個巨大的天然細菌床。污水灌人農田后,其中懸起步較晚。但隨著城市規(guī)模和工業(yè)生產的不斷擴展，也越來越浮物質和膠體被土壤截留，在土粒表面形成薄膜，這層薄膜里重視污水灌溉。如埃及.突尼斯、沙特阿拉伯、阿曼、科威特.巴充滿了微生物，能吸附污水中的有機物質.再加上太陽暴曬、空林、摩洛哥、伊朗、蘇丹等國都曾利用污水灌溉公園、綠地、谷氣氧化、植物與微生物吸收.降解、化學分解等-系列物理化學物、防護林，甚至有的國家用污水灌溉蔬菜。和生物化學變化，使一些有毒有害物質(如重金屬、懸浮顆粒我國利用生活污水和人畜糞尿灌溉農田的歷史悠久。自等)失去原有活性或被降解,生成難溶態(tài)物質被固定于礦物成1958年開始規(guī)?；囊酃喔取?0世紀50年代末至60年分中。研究表明,污水流人麥田5~7 d后,懸浮物降低75%~代初,當時城市污水的水質成分相對單- -,污水灌溉的節(jié)肥、增94%, B0D3降低72%~97% ,氨氮降低85% ,酚.氰降低98%，產效益顯著,又為工業(yè)廢水找到出路,普遍認為應當大力發(fā)展，含三氯乙醛20 mg/L的污水灌入麥田5d后全部消失。安全污水灌溉開始起步。由于當時廢污水排放量不大,到1963年污衢能夠有效地降低污水中的有害成分，減少污灌區(qū)內污染的全國污水灌溉面積僅有4.2萬hm2,污水灌溉對農村水環(huán)境影發(fā)生,保障人畜安全。響并不明顯。20 世紀60年代后期到70年代初中期，由于廢污.1.3 污水灌溉的經濟效益水排放量日益增多,農業(yè)用水也日漸緊張，許多大中城市近郊發(fā)達國家的實踐證明,傳統(tǒng)的二級處理只能延緩水污染的和工礦區(qū)附近的農田越來越多地利用污水灌溉,到1976年全進程。20世紀90年代初,幾個發(fā)達國家的城市污水三級處理國污水灌溉面積已增加到18萬hm'。在污水灌溉穩(wěn)步發(fā)展的率占總處理率的比例(服務人口與總人口比)為:瑞典93%、瑞同時,人們對污水灌溉造成的水.土.糧污染開始產生懷疑,污士70%、德國56% .芬蘭87%、挪威75%,美國和加拿大分別為染問題逐步引起了社會的關注。20 世紀70年代后期以來,隨39%和44%。但是采用三級處理,去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)著國民經濟的快速增長.城市及工業(yè)規(guī)模迅速擴大,污水排放物,需要昂貴的設備.化學品、能耗和費用。污水灌溉在某種程量激增,污灌面積快速增長,到1980年全國污水灌溉面積達度上可以代替污水三級處理,污水土地處理系統(tǒng)對氮,磷、鉀的133. 3萬hm2 ,1991年又發(fā)展到306.7 萬hm'。由于污水的成去除率分別是傳統(tǒng)二級生物處理的2.2倍、3.3倍和4.3倍,而分復雜,大部分廢污水未經處理直接用于灌溉,不僅造成了部且能耗只有傳統(tǒng)處理的約1/10,基建投資為1/2~ 1/3,運行費分農田嚴重污染，而且對農村水環(huán)境構成了威脅。據中國環(huán)境用為1/3~1/5.在減少投資的同時,污水中的氮、磷營養(yǎng)物又報1994年報道.我國不適當?shù)奈鬯喔纫咽?6萬hm?耕地受是作物生產所需的良好肥源，如果全國污水利用總量按500億到重金屬和有機化學物質污染。污染問題使得眾多專家.學者t計,可相當于減少生產440萬t化肥的能耗。因而污水灌溉不得不對污水灌溉叫停.但在水資源緊缺的多數(shù)灌區(qū),污水灌還有著可觀的經濟效益。溉實際上處于“明降暗升”的局面。另外,由于污水處理不徹2.2 污水灌溉潛在的危害底,城市污水排入河、渠,致使多數(shù)灌區(qū)水源污染，間接或被動污水灌溉雖然具有巨大的農業(yè)、治污和經濟效益,隨著我的污水灌溉也無處不在。截止2004年污水灌溉面積達到了國工業(yè)化進程的加快,水中污染物濃度增高,有毒有害成份增361. 84萬hm2 ,占灌溉總面積的7.33%,其中90%左右分布在加。若不加嚴格管理,可能造成土壤、作物及地下水的嚴重污水資源嚴重矩缺的黃、淮、海遼四大流城。染,直中國煤化工安全。2污水灌溉的利與弊2.2.1MHCN M H G灌溉水質嚴重超標,造=化2.1污水灌 溉的優(yōu)勢成農田、地下水嚴重污染。目前,在污水灌溉應用中,對污水的污水游溉,既可以在- -定程度上緩解農業(yè)水資源緊缺的局種類以及來源并沒有足夠重視,污灌前普遍缺少必要的污水預污水灌溉的思考宰松梅王朝輝仵峰等13處理措施，大部分污水未經處理直接排放,或者污水處理技術二級、三級處理。而我國目前的狀況是,污水處理廠并未得到普水平較低,不能滿足灌溉水質要求。在這樣的情況下,長期進及,甚至有些地方雖然建了污水處理廠,但因運行費用較高而處行超標污水灌溉,土壤中的有機污染物及重金屬含量大大超過于停工狀態(tài),不僅沒能解決水污染問題，還造成了很大的浪費。了土壤吸持能力及作物吸收能力,勢必造成土壤污染,引起土每年排放的城市污水中,僅有很小一部分是經處理后排放的,在壤物理性狀惡化.次生鹽堿化等- - 系列的生態(tài)環(huán)境問題。如果經過處理的部分中,也僅有很小一部分是經過二級處理的。即地下水埋深較淺,還容易造成地下水污染。便是經過二級處理的城市污水,也還含有大量的氮、磷等營養(yǎng)2.2.2不合理 的污水灌溉，使農產品品質下降物，極易引起地表水體富營養(yǎng)化。因此,從污水處理(處置)的角研究表明,不合理的使用污水灌溉會使農作物葉片和器度看,污水灌溉是費用低廉的污水處理和處置手段，也是對污水官受害,生長發(fā)育受阻，作物生長緩慢,產最降低，還可能引起中營養(yǎng)物的充分利用。開展污水灌溉,采用治理與利用相結合農產品蛋白質含量下降。此外,不合理的污水灌溉，會導致污的技術路線,是解決我國水污染問題的有效途徑。水中的有害物質(如生物難以降解的人工合成有機毒物、重金4污水灌溉的“堵”與“疏”屬元素以及某些致病微生物和病毒等)在植株中積累，會使產品品質下降,特別是重金屬的積累，如果通過食物鏈進入人體，在歐、美等發(fā)達國家,污水通常是處理后再灌溉,引用未被勢必會影響人體健康。處理的污水進行灌溉,在許多國家都被認為是非法的。但是在3污水資源化是未來灌溉發(fā)展的必然趨勢印度巴基斯坦和我國,污水處理率卻很低，在. -些缺水地區(qū)，農民私自接入城市污水管道,截流污水灌溉作物的實例不勝枚3.1污水灌 溉有利于緩解農業(yè)用水緊缺舉。新浪網報導，2004年8月10 日,重慶市石壕煤礦運行了我國是一個水資源匱乏的國家，是世界13個貧水國之一。22年的污水處理站被迫停止運行,這是由于某些村民竊取污水人均水資源占有量2 100 m' ,接近國際標準嚴重缺水的邊緣。灌溉農田造成的。另外,高度污染的河水也常常作為大型灌溉目前我國水資源開發(fā)利用率已達19.0%,接近世界平均水平的項目的主要水源,間接污水灌溉無處不在?，F(xiàn)狀是隨著農業(yè)可3倍。同時，由于水資源時空分布極度不均,區(qū)域性缺水更是嚴供水資源量的減少,我國的污水灌混面積在逐年擴大.甚至有重,全國已有18個省(市、區(qū))嚴重缺水。農業(yè)用水形勢更是不的農民明知道存在著污染,但在沒有污水就沒有糧食的自然條容樂觀，據專家估算,我國農業(yè)年缺水量300多億m'.解決農件下,污水成為農民生產糧食的根本生計,成為社會的穩(wěn)定因業(yè)用水的不足,必須開源與節(jié)流并舉。實踐證明,經過處理.達素。據統(tǒng)計,我國目前的絕大部分農業(yè)灌溉用水由各水利工程到一定標準排放的污水是寶貴的資源,用它來代替清沽的水源供水,污水灌溉的比例僅為7. 3%,發(fā)展?jié)摿艽??？梢灶A見, .進行灌溉是一種行之有效的開源措施。在全國水資源8益短缺的情況下,在沒有灌溉就沒有產量的自在城市生活用水和工業(yè)用水不斷增加的同時，廢污水排放然條件下,污水農業(yè)利用是一種不可阻擋的必然趨勢。量也在不斷增長。如果對這些廢污水進行適當處理，達到灌溉在“堵”與“疏"的問題上,首先,要認識到污水是一種有價水質標準,即可成為水量穩(wěn)定、供給可靠的灌溉水源，可以在很值的資源.承認污水灌溉了很多農田,在保證和發(fā)展農業(yè)灌溉、大程度上緩解農業(yè)用水的緊缺狀況，節(jié)約大量淡水資源。2002增加糧食產量方面做出貢獻的實事;更要幫助農民把污水灌溉年全國廢污水排放總量631億m' ,處理率20%左右。預計到做好,興利除弊,科學適度地開展污水灌溉,保證污灌區(qū)飲水及2050年,污水排放量將達1 370億m' .處理率為95%,按照回全國蔬菜及糧食作物安全。其次,應明確污水灌溉在水資源配用率50%計算.則可替代的水資源量為650億m' ,基本上與黃置中的地位,健全污水灌溉的規(guī)范化管理體系。在應用污水灌河的年徑流量相當。溉時，要大力推行灌溉污水預處理技術,嚴格控制污水排放標準;針對不同的土壤土質、農作物地下水、氣象條件,制定和落3.2污水灌溉有 助于解決水污染隨著城市化進程的加快,我國的水污染日趨嚴重,生態(tài)環(huán)實科學的污水灌溉制度和污水灌溉技術,引導污水灌溉的規(guī)范境日趨惡化。2002 年,我國城市和農村工業(yè)以及生活污水排放化、科學化，促進污水灌溉的健康發(fā)展,為解決我國糧食和環(huán)境占水資源總量的2. 2%。大量的廢污水未經處理或處理未達標安全提供一條新的途徑。就直接排入天然水體和引灌農田,污染了水體和農田土壤,危參考文獻: .害城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境。全國符合飲用水標準的僅占1/3,11%的河流水質低于農田灌慨水質標準,75%以上的湖泊水質受到嚴重1]喬麗,宮輝力,趙文吉,等再生水農業(yè)灌溉的研究[J].北京水污染。近年來,國家投入了大量的財力治理水體污染,但水污利.2005,(4);13- -15.染現(xiàn)象只是局部有所改善,整體上仍在持續(xù)惡化。在某種程度2] 彭世彰.丁加麗.國內外節(jié)水灌溉技術比較與認識[J].水利水電科技進展,2004,(4);49-53.上,我國的水污染仍存在規(guī)模大、普遍性和嚴重性等現(xiàn)實。汪[3] 張黑觀，呂擔立后*鑿海內業(yè)枯術授討[J].人民黃河,2004,26恕誠部長在中國水利學會成立70周年大會上所做的學術報告中國煤化工《水環(huán)境承載能力分析與調控》中指出，“我國的水污染問題已4]HYHC N M H G中國水利203.(6),35-十分嚴重,其造成的嚴重后果不亞于洪災和旱災,已經到了迫在眉睫、非解決不可的時候了!”s] 楊華鋒,馮紹元北京市城近郊區(qū)污水灌溉農田發(fā)展過程探討發(fā)達國家處理污水的經驗是修建污水處理廠,對污水進行[J].中國農村水利水電,2005,(8).