污水灌溉的现状与展望

土壤( Soils),2006,38(6:805-813污水灌溉的现状与展望宰松梅“,王朝辉',庞鸿宾(1西北农林科技大学资环学院,陕西杨凌712100;2中国农业科学院农田灌溉研究所,河南新乡453003)摘要:水污染问题是当前农业发展亟待解决的问题。利用污水进行污水回灌农田是一种低费用、低能耗的污水处理途径,也是保障水资源可持续利用的有效措施之一。本文在简要回顾国内外污水回用灌溉农田的历史和发展现状的基础上,总结了污水灌溉在理论研究、技术研究等方面取得的主要成果,并针对我国污水灌溉中存在的问题,指出了目前和未来该领域研究的重点,以期推动污水灌溉的规范化、科学化、健康化发展关键词:污水;灌溉;农田中图分类号:S273.5人口、资源和环境已成为当今世界面临的3大减轻排放后对水体的污染。因而,城市污水经处理问题。我国作为一个人口大国,农业是立国之本。后用于农田灌溉是最佳出路。但由于城市污水排放灌溉在我国农业生产中历来占有特殊的重要地位,与灌溉需求间存在时空上的矛盾,且因为成份复杂,在约占全国耕地面积45%的灌溉面积上生产了约易造成重金属累积。灌溉土壤一旦被污染,将难以占总产量70%以上的粮食、80%以上的棉花和治理,也会带来一系列的水土环境、生态安全等问90%以上的蔬菜。但随着工业化、城市化和农业现题。因此,建设资源节约型、环境友好型社会,不代化发展,水资源“农转非”现象越来越严重,缺得不重新审视污水灌溉这一问题,能否应用污水进水、水污染和农业用水生产率偏低等问题相互交织,行灌溉,怎样进行合理的污水灌溉,已成为当今又且在短时间内不可能有根本性改变。水资源危机已研究热点。成为农业发展的重要制约因素。污水经过无害化处理后作为灌溉的替代性水1污水灌溉的发展现状源,对缓解我国农业水资源危机具有重要意义污水资源化是解决农业灌溉水源不足的一项重2002年全国废污水排放总量631亿m3(不包括火要而有效的措施。我国利用生活污水和人畜粪尿灌电直流冷却水,污水处理率20%左右。预计到溉农田的历史悠久。局部地区小规模利用城市工业2030年,全国污水排放量将达963亿m,污水处理和生活污水灌溉农田也有近百年的历史。1958年我率为80%;到2050年,污水排放量将达1370亿m3,国的城市污水处理与利用被列入国家科研课题,自污水处理率为95%,按照回用率50%计算,则可替此开始了规模化的引污灌溉。首先在青岛、大连代的水资源量为650亿m3,基本上与黄河的年径流太原、北京、天津、西安、石河子等一些北方缺水量相当。污水用于农业灌溉,总结起来具有以下几的大城市相继开展了城市污水回用试验研究。由于方面的优点:①水量较稳定,受季节、雨量、丰水当时我国城市污水的水质成分相对单一,污水灌溉枯水年的影响小,保证率高;②不必去除污水中N、的节肥、增产效益显著。随着农业可用水资源量的P、K、Ca、Mg等污染物,需要的投资和运行费用减少,污水灌溉面积逐年扩大。张展羽等把我国也较低,同时起到增水增肥的作用;③需水量大,污水灌溉的发展划分为起步、稳定发展和快速发展能够形成规模效益;④经过土壤-植物的过滤、吸收、3个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代末至60吸附、生物净化作用,可去除污水中的有害物质,年代初。当时国内对环境问题认识不深刻,普遍认①基金项目:国家自然基金青年基金项目(40201028)、国家自然科学基金面上项目(30370843)、国家自然基金重点项目(30230230)和农业部“948”重大研究项目(2003-Z53)共同资助作者简介:宰松梅(10-),女,河南人,博士研究生,副研究员,主要从事区域综合治理、节水灌溉理论研究。E-mail:zsm@firi.org.cn806第38卷为污水灌溉既可为农业增肥,又可给工业废水找到划,到目前为止,已建成约2000个污水处理厂,多出路,应当大力发展。由于当时废污水排放量不大,数采用日本农村污水处理协会研制的 JARUS小型到1963年全国污水灌溉面积仅有42万hm2,污水污水处理系统,处理后的污水水质稳定,多数被引灌溉对农村水环境影响并不明显。第二个阶段是从入农田进行水稻或果园灌溉。20世纪60年代后期到70年代初中期。这个时期环相对于经济发达的工业国家来讲,发展中国家境问题逐步引起了社会的关注,人们开始普遍对污在大面积污水灌溉方面起步较晚。但随着城市规模水灌溉造成的水、土、粮污染产生怀疑。但由于废和工业生产的不断扩展,也越来越重视污水灌溉。污水排放量日益增多,以及农业用水日渐紧张,许如埃及、突尼斯、沙特阿拉伯、阿曼、科威特、巴多大中城市近郊和工矿区附近的农田越来越多地利林、摩洛哥、伊朗、苏丹等国都曾利用污水灌溉公用污水灌溉,到1976年全国污水灌溉面积已增加园、绿地、谷物、防护林,甚至有的国家用污水灌到18万hm2。第三个阶段开始于20世纪70年代后溉蔬菜。印度是实行城市污水资源化比较早的国家期。随着国民经济快速增长、城市及工业规模迅速之一。而拉丁美洲的墨西哥、智利、秘鲁等国家,扩大,污水成分也发生了显著变化。1980年全国污由于气候干燥,污水灌溉也开展得比较好。水灌溉面积已达1333万hm2,191年发展到3067万如由于大部分废污水未经处理直接用于灌溉,2国内外主要研究进展不仅造成了部分农田严重污染,而且对农村水环境西方发达国家的污水灌溉研究起步较早。在污构成了威胁。截止2004年,全国的污水灌溉面积已水灌溉的经济可行性比较、痕量污染物在土壤与地达361.84万hm2,占灌溉总面积的733%,其中90%下水的运移、病菌在土壤与地下水中的存活与传播左右分布在水资源严重短缺的黄、淮、海、辽四大规律等方面开展了深入的研究向,已积累了比较成流域。另外,随着城市化进程的加快,城市污水功的经验。我国自1958年开始有计划地进行污水排入河、渠,致使多数灌区水源污染,间接的污水灌溉试验研究,在污水灌溉机理、相应的作物灌溉灌溉也无处不在。制度、由间利用工程规划设计和运行管理方式等方从世界范围来看,污水灌溉不仅是水资源匮乏面进行了大量的研究工作,已初步掌握了污水灌溉国家开辟第二水源的重要途径之一,也是发达国家的机理,污水灌溉技术体系已初步形成,对污水灌治理污染的一个重要方向。美国是世界上较早进行溉的负效应也有了一系列的防治措施污水灌溉的国家之一,到1977年,美国有357个城2.1污水灌溉对环境影响市实现了污水处理后再利用,其中回用于农业占土壤-植物系统对污水中的污染物具有较强的58.3%,回用于工业占405%。目前美国50个州中净化作用,在一定限度或痕量范围内不会造成环境有45个州釆用处理后的污水进行灌溉,60%的再污染。但长期进行超标污水灌溉,在土壤中的有机生水用于农业灌溉。在加州的200个污水回用处污染物及重金属含量大大超过土壤吸持及作物吸收理厂中,42个厂的处理污水被用于绿地灌溉(公园、能力时,必然造成土壤污染。污灌对环境的影响主高尔夫球场、高速干道绿地)与农业灌溉(玉米、要表现在污染物在土壤中的残留、累积和对地下水苜蓿、棉花、大麦、甜菜等作物),占总水量的1/4。的污染方面。以色列是个严重缺水国家,也是世界上污水利用程Feigin等发现,利用二级处理的污水进行灌度最高的国家,每年大约用3亿m3处理过的污水用溉,灌水量为350、440和515mm时棉花的产量与于农业灌溉,占总用水量的1/6,污水总量的46%。相应数量的淡水再分别加N150、180和230kghm2全国有28500hm2的棉花全部用处理后的污水进行的效果相当。李恋卿等在石灰性褐色土上连续进灌溉,城市园林80%以上是采用处理后的污水结合行了9年的污水灌溉试验,结果发现,土壤有机质现代灌溉技术进行灌溉巧。日本的节约用水一直受速效态养分含量明显增加,土壤孔隙度降低,体积到全社会的关注,早在20世纪70年代,污水回用质量(容重)增加,表层土壤全盐量达到1g/kg以工程已初见规模。日本的城市污水回用工程,以有上,发生了次生盐渍化。李法虎等⑨也认为长期的较多的“中水道”供生活杂用而著称,约占污水回用劣质水灌溉将导致土壤潜在的次生盐碱化。尉元明总量的40%。从1997年开始实行农村污水处理计等研究发现处理后的污水外排时,会对地表水造第6期宰松梅等:污水灌溉的现状与展望807成影响,但利用污水灌溉,对地下水无影响。刘凌品质以及养分吸收没有明显的负面影响。黄冠华等等12则认为污灌易造成地下水中NO3污染。P研究认为,灌水量、灌溉水质、施肥量对冬小麦Abdel sabour melly研究认为污水灌溉导致了埃及株高的影响很小。查贵锋等研究发现,N的利用尼罗河平原表层土壤中Co元素累积。张乃明等"效率仅与灌溉水质有关,与灌水量和施肥无关,且认为污灌水中重金属Hg、Cd、Pb含量的高低与相污水灌溉N的利用效率高于清水灌溉N的利用效对应的灌区土壤中重金属的累积量的多少基本一率。谢深喜等2研究表明:处理后的生活污水对柠致,对土壤Cd累积影响最大的是污水灌溉,对土檬树体生长和柠檬产量及品质的影响与对照无显著壤Hg累积影响最大的是大气沉降,污灌与大气沉差异,但果实着色较差。齐广平用经过处理后的降对土壤Pb累积影响作用相近。段飞舟等对沈生活污水与黄河水作对照进行茄子灌溉试验,结果阳市西郊张士污灌区城市污水灌溉的调查结果表表明,生活污水灌溉可使茄子总根数增加12%,根明,经过10年左右的停灌和灌渠改造等措施,该区长增加13%,株高、叶长、叶宽无明显变化,单株污灌稻田土壤表层Cd含量仍然处于较高的水平,果数增加2个,果径增加了1.5cm,单株产量增加土壤Cd含量水平仍然对环境和人体健康具有潜在了09kg,增产60%。的危害张永清等25利用水培方式研究了污水直接灌溉污水灌溉中污染物对环境的影响还表现在对生和净化处理后灌溉对小麦根系及幼苗生长影响,发物群落的影响上。袁耀武等通过对污水灌溉地域现未处理污水浇灌的小麦幼苗与对照组相比:植株土壤微生物分析,发现其中细菌、放线菌及真菌等矮小、根短、根数少,茎、叶、根的干重、鮮重均各微生物类群的数量与非污水灌溉区土壤并无明显明显降低,污灌胁迫加速了小麦幼苗绿叶和根系的差异,土壤中一些有特定作用的微生物如自生固氮衰亡,并使根系活力明显下降。赵少婷等在石灰菌、硝化细菌等的数量也无明显差异。江云珠等性褐土上用不同浓度的三氯乙醛溶液灌溉盆栽小麦则认为污水灌溉造成稻区水栖无脊椎动物的生物多幼苗,发现三氯乙醛浓度越大,对小麦幼苗毒害作样性降低、生态平衡破坏。李慧等8认为含油污水用越强。刘登义等2利用水培的方式研究了污水灌灌溉刺激了土壤中好氧异养细菌(AHB)和真菌的溉对小麦幼苗生长及活性氧代谢系统的影响。结果生长,土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性表明,经污水浇灌的小麦幼苗与对照组相比,植株与土壤中总石油烃(PH)含量呈显著正相关,而土矮小、根短、根数目少,茎、叶、根的干重、鲜重壤脲酶活性与土壤中TPH含量呈显著负相关和可溶性蛋白含量均明显减少,并出现叶尖枯黄,.2污水灌溉对作物的影响及其机理研究叶片色素含量下降,MDA水平上升,SOD、POD污水灌溉对作物的影响研究主要包括污灌对作和CAT活性显著下降。孟雷和左强28利用田间小物品质、生态指标以及作物体内叶绿素含量、酶活区栽培试验,研究了污水灌溉条件下冬小麦根长密性的影响以及污染物在作物体的积累等方面。度分布和相对根长密度分布的变化规律,发现采用关于污灌对农作物品质的影响,目前看法不一。二级处理污水对冬小麦实施灌溉,在近地表处的根种是污灌降低了麦稻蛋白质含量,而且随着污灌长密度有所增加,而下部土层中的根长密度分布则年限的增加,麦稻品质逐年下降;另一种看法是,变化不大,污水灌溉能显著降低冬小麦的平均根系在一般情况下污水灌溉后粮食内蛋白质增加。只有吸水速率。李德伟研究发现,污水灌溉小麦幼苗在田间管理不当或污水水质较差的情况下可能引起的长势、地上部分高度、根数、根系体积及各部分蛋白质下降。研究表明,灌溉时气体中的病菌含量的鲜重与干重等测试指标小于清水灌溉;对于同是污水浓度的函数,用一级出水地面灌溉果园、牧成分的污水,随着浓度的增加,各测试指标呈减小草、纤维、籽种类植株,对健康没有任何有害的影的趋势。齐志明等在北京东郊进行田间试验。结响,病菌不会进入果实,除非果皮被破坏。冯果表明,污水灌溉抑制了夏玉米的生长发育,使夏绍元等研究了污水灌溉对冬小麦生长和产量的影玉米株高和叶面积指数受到影响,产量和干物质量响,结果表明污水灌溉对冬小麦茎叶的生长发育有明显减少。王友保等研究了污水灌溉对绿豆和萝一定的促进作用,并能使产量提高17.6%~311%。卜生长与活性氧清除系统的影响,发现与非污灌组夏伟立等认为生活污水对大白菜和菠菜的生长、相比,污灌作物生长受阻,叶片色素含量降低,叶808第38卷组织膜结构损伤,电导率增大,SOD、POD、 CAT NO2、NO3会造成浅层地下水的严重污染。黄冠华活性表现不同程度降低,MDA含量显著上升。同时等凹研究了污水灌溉对草坪土壤与植株N含量影还发现,不同作物对污水胁迫的反应并不一致,叶响。结果表明,采用污水灌溉草坪草根系层(0~30片色素含量对污水胁迫的反应尤为明显cm土层)土壤中的全N、速效N和NH4N的含量关于污水灌溉重金属在植物体内累积的看法也低于清水灌溉,但根系层及其以下土层NO3N含很不一致。周纪侃等测定了4种不同水质灌溉的量明显高于清水灌溉,草坪草植株中全N的含量比14种蔬菜中N、Fe、Zn、Mn的含量。结果表明,清水灌溉植株平均高48%,污水滲灌的土壤NO3-N水质对蔬菜含N量有明显影响,Fe、zn、Mn的含的含量显著高于污水滴灌的情况。刘凌等利用量则主要取决于蔬菜品种。黄俊友等研究了污水地中蒸渗仪,研究污灌过程中N化合物在土壤及地灌溉条件下,小麦、水稻、蚕豆和油菜4种作物果下水中迁移转化规律,发现污灌对下层土壤及地下实吸收重金属的差异,发现使用污水灌溉对4种作水中NH4浓度影响较小,但对NO3浓度影响较大物吸收重金属的能力不产生显著影响,而不同作物通过稳态数学模型对污染结果进行模拟,认为污灌种类间的吸收能力却表现出显著差异,水稻吸收重造成的地下水NO3污染的风险很大。万正成等金属的能力较强,蚕豆较弱,各作物吸收土壤中认为污水灌溉促进了土壤中NO3N的淋溶。史崇文Cd、Cu、Zn较容易,对Pb、Cr的吸收能力相对较等也对污灌土壤中的氨氮转化及其转化速率进行弱。冯绍元等国认为污水灌溉会导致重金属Pb、了模拟实验研究。结果表明,随污灌进入土壤中的As和cd在小麦植物体中残留,其残留量因部位不氨氮迅速转化为硝酸盐氮和气态氨,气温、土壤pH同而有差异,总的分布趋势是小麦根部的重金属累值和土壤通气条件是影响其转化速率的主要因素。积量最大,依次为根>茎叶>穗。相对N素而言,P素在土壤中的运移、转化方2.3污染物在土壤中的迁移转化规律面的研究较少,针对污水灌溉P素在土壤中的运移污染物在土壤-作物系统的迁移、转化规律研研究更少。土壤中P的含量主要与土壤的吸附量、究,是污水灌溉的基础,也是国内外污水灌溉研究作物提取量及污水带入量密切相关。吴岳2在青的重点。学者们对此进行了大量的研究工作,尤其铜峡县河西七条沟利用从水体取样分析的办法对灌是N、P、有机物和重金属在土壤作物系统的吸附、溉条件下N、P、K随水流失污染水体进行了研究。迁移、转化、归宿和分布规律等方面吕家珑等人也对土壤中P的运移进行了研究。王N是植物重要的营养元素之一,利用污水中含亚男等对含P污水淋滤条件下土壤中P迁移转有的N素,是污水灌溉的初衷之一。污水中N的迁化进行了模拟试验,认为可溶态P进入土壤后,主移转化是污水灌溉研究的重点之一。最初的研究结要随水分作溶质迁移,在迁移的同时,不断转化为论多是集中在污水灌溉提高土壤肥力,改善土壤结吸附态P和各种沉淀态P;吸附态P由可溶态P生构方面。党西胜等指出,城市混合污水平均含成,并与可溶态P一起发生化学沉淀反应生成沉淀NHN81-196mg/、P2O530~40mg几,工业态P,但固着于土壤颗粒上,不发生迁移:沉淀态废水平均含NHN14mngL、P2O54.mg/L。如果由可溶态P和吸附态P生成,在土壤中主要参与化每年每公顷灌污水7500m,相当于1875kg尿素学转化,并随水分迁移。杨金忠等54通过试验,和1575kg过磷酸钙用量,作物产量通常比清水灌研究了污水灌溉系统中N、P转化运移,分析了试溉增加10%~20%。验过程中的水分平衡,污水灌溉过程中各种污染物近年来,NO3N污染环境问题越来越受到关的变化、积累和运动。万正成等的研究结果发现,注,污水灌溉研究方向又转向NO3N淋溶对地下污灌后土壤水中的全P含量明显小于清灌含量,最水的影响。土壤中发生NO3N淋洗必须满足两个大值均出现在060~090m处,且随污灌次数增多基本条件:一是在土壤中大量存在硝酸盐;二是土土壤水中全P含量越来越小。壤水分运动。姜翠玲等认为污灌以后,随土壤含重金属的迁移、转化一直是污水灌溉研究的热水量、氧化还原电位和pH值的变化,氨化作用、点。目前研究比较深入的有Hg、cd、Pb、As、Cr硝化作用和反硝化作用依次成为N素转化的主要机Cu、Zn、Se、Ni等,由于它们各具不同的特性,其制。污灌10天之内,由于淋溶和硝化作用产生的迁移、转化的特点以及造成的污染危害也不尽相同。第6期宰松梅等:污水灌溉的现状与展望聂永丰用数值模拟的方法研究了污染物氘在下包分含量的空间变异特征,测定了耕层土壤中重金气带非饱水条件下的迁移转化问题。王德厚对新Hg、Cd、Pb、盐分、CI含量及pH值,发现Pb和疆城市废水处理进行了探讨,认为污灌区与清灌区盐分服从正态分布,CI服从对数正态分布;并拟合重金属含量无明显差异。申屠超等采用室内盆栽得到Hg、Pb、盐分的半方差函数模型为指数型,试验研究生活污水灌溉对大白菜体内金属元素和土cd和C为球型,pH为高斯型。小麦盆栽模拟研壤重金属元素的含量与积累的影响,认为生活污水究表明,Hg对土壤酶活性及小麦生长的抑制作用灌溉与清水灌溉相比对大白菜金属营养元素和重金也增强。长期利用污水灌溉,土壤中Hg会下移,属元素的吸收、土壤重金属全量和有效态含量的影从而对浅层地下水造成污染。响差异甚微,生活污水短时间用于农业灌溉是安全污水中有机物的主要成分是C、N、S和H等,的。王春等S调查了会理县锌矿污灌区内水、土、在土壤微生物作用下,有机物中的N被氧化成作物的重金属污染状况,认为污灌区内土壤、作物NO3,C被氧化成CO2,CO2会侵蚀土壤中的矿物受重金属Cd、za、P的污染严重:作物中cd含质如CaCO3等转化成HCO3,S生成SO42,大量的量与距污染源距离呈负相关;Cd在水稻植株各部NO3、SO2和HCO3离子存在,会使土壤发生位的分布,以根系含Cd量最高,茎叶次之,谷粒系列的物理、化学和生物变化,使土壤中原本不溶最少:水稻的污染较玉米严重,Cd已对人体健康构解于水中的物质开始溶解。如CaCO3生成HCO3成潜在危害。郑鹤龄5认为长期污水灌溉对作物、和Ca2+,Ca2+与土壤中的Na’和K+发生离子交换,蔬菜均会造成不同程度的污染。在粮食作物中,以从而使地下水中阳离子含量增加,造成地下水污染。大米污染最为严重,糙米中cd、Zn、Cu等重金属高洪阁等的研究表明,污灌区地下水中的HCO含量均显著高于对照区;果、叶类蔬菜中,多项指和Ca2含量的相关系数是0913标超过国家规定的食品卫生标准。张乃明等32研究2.4污水灌溉技术研究认为污灌区耕层土壤重金属Pb、Cd累积量随着污2.4.1灌水技术研究为了安全高效地将污水灌时间的推移而呈增加趋势,Cd、Pb的年累积增加回用于农业,避免负面影响,国内外针对污水灌溉量分别为0023mgkg和0.67mg/kg。段飞舟等技术,开展了一系列研究工作。赵菲佚等研究表研究了灌溉水质对鞍山宋三污灌区稻田土壤重金属明,污灌条件下土壤水渗透特征发生了变化,土壤含量的影响,结果表明土壤重金属cd和Hg分别含水率增高,有效孔隙率和非饱和导水率下降,因超标1.8倍和22倍,6种重金属污染物空间分布的而在选用灌水技术时应考虑这一点。发达国家在污峰值均出现在工业废水进行灌溉的区域。冯绍元等水安全高效灌溉技术研究方面取得了不少硏究成进行了重金属在夏玉米植株体内残留特征的田间果,污灌技术已基本成熟。美国 Gushiken教授倒试验,发现夏玉米植物生理特性对重金属As、Cd研究了通过地下滴灌回用污水,该方法同喷灌、地和Pb在植物体中不同部位残留含量的影响要明显面滴灌、漫灌等相比,可减少对健康危害的风险大于不同灌溉水质和不同灌水量的影响。污水灌溉恶臭、径流等。据报道,美国堪萨斯州己将地下处理中重金属As、Cd和Pb在夏玉米作物体内的残滴灌作为利用污水进行大田作物灌溉的一种主要留含量因部位不同而有差异,As和Pb在夏玉米体灌水技术。加拿大McGl大学的 Kaluli等人6l内的残留含量分布为花>根>叶>茎>籽,cd的分研究表明,与地面灌溉相比,地下灌溉可减少硝布则为花>叶>根茎>籽。污水处理小区As和Cd酸盐淋失率达70%以上。澳大利亚科学家研究提出残留量较清水处理小区高,中等灌水量的污水处理的 FILTER( filtration and irrigated cropping for land小区植株Cd和Pb含量低于其他灌水处理。在植物 treatment and effluent reuse)系统,使用高污染物含体内Pb的含量最高,As次之,Cd含量最低。杨红量的生活污水进行地面灌溉,通过土壤过滤汇集到霞5研究了大同市污水灌溉对农作物的影响,发现密集的地下排水系统,然后排放到地面沟渠或其他玉米中以Pb的污染最严重,全部超标;6种蔬菜中地表水体或者二次利用,具有较高的污水处理能力也以Pb的超标率最大,其最大超标倍数达8.14,是一种具有灌溉与除污功能的新型污水灌溉技术Hg、As、Cd也都有不同程度的超标。张乃明等。国内杨金忠等通过试验证明,利用 FILTER通过田间取样,研究了太原污灌区土壤重金属和盐系统,增大土壤的排水量,配以高强度的作物种植,810第38卷可以处理高负荷的污水。另外在污灌具体应用中,的距离。国外较多采用滴灌或地下滴灌技术。国内由于经济因此,笔者认为,应当从污水灌溉的适应性评技术等条件限制,目前的污水灌溉多采用清、污混价、污水灌溉对农产品质量的影响、污水灌溉对地灌的地面灌水技术下水的影响以及污水灌溉技术等几个方面丰富与完2.42灌溉制度研究污水灌溉制度在满足作善符合我国国情的污水灌溉利用技术体系。首先应物需水量的基础上,应当充分考虑污水灌溉对土壤-该从宏观政策上加强调控,另一方面还应该加强技水-作物系统的环境影响。黄爽等采用不同的灌术研究与应用,具体还需作好以下几个方面的工作:水技术,利用环境容量法,分析预测了在不同条件3.1健全管理体制,从宏观政策层面上做好规划和下土壤和作物中重金属和石油类浓度的发展以及相引导应污、清水的灌溉需水量。余国英等认为制定污现阶段,我国的污水灌溉涉及农业、水利和环灌定额,根据小麦需水情况、灌区气候、土壤条件保等各部门,而且又是上述各部门的边缘性工作,以及污水中污染物含量,制定清、污灌溉定额,实可管可不管,污水灌溉大部分都处于放任自流的状行清、污混灌和轮灌。胡焱提出了不同作物的污态。很有必要健全管理体制,结合各地区经济发展水灌溉制度,如冬小麦的播前水、冬灌水、返青水、情况,从立法、政策、宣传、管理、经济等各方面拔节水均可用污水进行灌溉。玉米和谷子的播前进行统筹考虑,建立一套完整的污水灌溉管理体系。水、拔节至抽穗期也可以用污水灌溉。董亚楠等间3.1.1必须做好污染源控制有关部门要严格分析了开封市惠济河流域水质污染状况以及污水灌控制城市和工业废污水超标排放,严格执行国家颁溉的不良影响,指出制定合理的灌溉制度、调整作布的农田灌溉水质标准,从源头上严格控制污水水物种植结构和建立完整的污水灌溉管理监测体系等质达标排放。建议由水利部门牵头,环保和农业等措施,能充分利用污水中的水肥资源,加速污水资部门配合,建立联合会议、联合监督等机制,切实源化和改善开封市水资源匮乏的现状。周艳丽等6可行地做好污水灌溉的管理工作,使其有章可循,认为污水灌溉的灌水量、灌水次数及灌水时期不能有据可依,尽可能做到最小量的污染、最大量的治像清水灌溉那样根据作物需水量来决定,应当充分理和最充分的使用考虑水质、土壤环境状况及作物种类等;根据北京3.1.2制定全面系统的污水灌溉规划我国大污灌区(大部分是清、污混合性灌区、轮灌或间歇部分污灌区缺乏全面系统的规划管理,存在乱截乱污灌区)的试验研究成果,提出小麦每年污灌2~4灌现象,因此需要对污灌水源、水质、污灌面积、次,污灌水量1.7m/hm2,占总灌水量的35%比较灌溉作物及污水灌溉方式等进行一次全国性的调适宜。查,以便弄清全国污水灌溉的实际状况。在此基础3存在问题与工作展望上,以流域为研究对象,做好灌区水量调配规划排灌工程规划及远期规划,从总体上保证污灌区水综上所述,对于污水灌溉适宜性研究缺乏系统土环境平衡。性,研究方法与手段需要改进;对污水的资源化以3.1.3完善经济补偿机制我国现行水价总体及污水灌溉对土壤及植物的影响讨论较多,但并没上过低,使得污水回用没有价格优势。另外,国家有揭示污水中各成分与植物生长的关系;对主要常对污水资源化并没有任何经济上、政策上的优惠措规水质指标灌溉适应性的研究较多,对于区域污水施,很难将污水资源化广为推行。因此国家应该从水质的时空变化规律以及污水对土壤生态毒性效应政策上给以重视,充分利用经济杠杆,发挥市场导的研究较少,还未发现污水灌溉对农产品品质与产向作用,严格执行谁污染谁治理,甚至可以施行上量的系统研究报道;污水灌溉对地下水的影响还主游排污企业对下游灌区一定的经济补偿政策。要侧重于土柱淋洗试验,多是对单一污染物的分散3.2深入开展污水灌溉理论与技术的科研工作,从而零碎的研究,重复性较多,缺乏生态系统观念,技术研究与利用层面提供保证对地下水影响的野外可控试验研究较少;国外有关3.2.1污水灌溉水质标准目前,我国污水灌溉污水灌溉技术相对成熟,但是国内对于污水灌溉技中存在的首要问题是灌溉水质严重超标。为了控制术方面的研究报道还很少,距离指导实践还有一定污水灌溉引发一系列环境问题的进一步恶化,制定第6期松梅等:污水灌溉的现状与展望81l污水灌溉用水水质标准是十分必要的。在制定灌溉系统,包括城镇排放监测、排污小流域水质断面监水质标准时,应从灌水后对土壤、作物及环境卫生测、河道污水监测及污灌区土壤、作物及地下水监的影响3大方面去考虑;要同时考虑作物种类、土测。壤类型(包括土壤质地和耕作方式)、土壤水分状况3.2.6检测土壤、植株、水质的仪器设备研制主(如地下水深度)、气候条件(主要指降水)、灌溉水要研制污水水质,污灌后土壤、植株中污染物含量量、灌溉方式等因素;制定农业灌溉水质标准应包的快速测定仪器与设备。括悬浮物含量、有机污染物含量、重金属含量、病总之,污水灌溉是解决农业灌溉水源不足和治原微生物数量、盐分含量、营养物质(包括微量元理环境污染的一项重要而有效的措施。虽然污水灌素)含量等项目。由于我国幅员辽阔,仅仅依靠一溉面积在我国灌溉农田中目前所占的相对比例不套水质标准是不现实的,各地区还应该针对自己的大,但污水的总量在增加,污水灌溉在水资源配置实际情况制定相关的补充标准,对于不同的作物如中的地位也愈显重要。加强污水灌溉相关理论和技粮食作物、经济作物,还应分别制定不同的标准,术的研究,对构建适合我国国情的污水灌溉技术体为污水灌溉的管理提供更多的依据。系,对污水灌溉的规范化、科学化、健康化发展,3.2.2污水灌溉的环境容量研究污水灌溉对建设资源节约型、环境友好型社会,都将是一个有环境的影响是长期积累的过程,为了实现土壤的可力的推动。土壤的承载能力。需要环保部门和农业部门加强合参考文献:作,定期监测各排污点的废水总量、污染物种类及[]中华人年共和国水利部,2002年全国水资源公报浓度,测试污灌区土壤的背景值,对照监测结果,计算农田的环境容量,然后再制定污染物目标总(2]张展羽,吕祝乌.污水灌溉农业技术探讨.人民黄河,量,确定主要污染物的种类和消减指标,并分配到2004,26(6:21-22,30各排污点中去实行,以减少污染物的排放总量。[3]曾德付,朱维斌.我国污水灌溉存在问题和对策探讨3.2.3污染物在土壤及植物体中转移研究设干早地区农业研究,2004,22(4):221-24置长期定位观测试验,研究不同污水类型灌溉对作[4]乔丽,宫辉力,赵文吉,宫兆宁.再生水农业灌溉的研物生长、土壤理化性质和微生物活动的影响;进究.北京水利,2005,413-15步模拟污染物在土壤中的积累、运移规律;研究有[5]彭世彰,丁加丽.国内外节水灌溉技术比较与认识.水害物质在植物产品(人们所利用的根、茎、叶、果利水电科技进展,2004,4:49-53实)中的转移、分配和累积的规律,选育(转基因6] Pettygrove GS, Asano T. Irigation with Reclaimed培育)耐污植物品种,尝试利用生物生态修复技术Municipal Wastewater-A Guidance Manual. Chelsea,解决污水灌溉所引发的环境问题。Michigan: Lewis Publishers Inc, 19853.24污水灌溉技术规范污染物在土壤中的] Feigin A, Vaisman, Bielorai h. Drip imigation of cotton迁移、转化、积累机理非常复杂,作物不同生育阶with municipal effluents: II, Nutrient availability in soil段对重金属反映的敏感性也不同,给污水灌溉规范J Environ, Qual, 1984. 13(2): 234-238的制定带来难度。开展不同污水类型、不同土壤条[8]李恋卿,杜慧玲,冯两蕊,冯向阳,梁斌.不同年限污件下,主要农作物的污灌方式、次数、最佳灌溉时水灌溉对石灰性褐土理化性质的影响.山西农业大学间及灌溉定额研究,建立包括污灌区的选址、灌溉学报,20001(173-75系统的布置、灌溉制度、灌水技术、作物种植比、⑨]李法虎, Benhur M, Keren r.劣质水灌溉对土壤盐碱化灌区管理、灌区环境评价及预测等一系列内容的污及作物产量的影响,农业工程学报,2003,19(1):63-66水灌溉技术体系。[0尉元明,康凤琴,朱丽霞.干旱地区城市污水回用对地3.2.5污水处理及环境检测技术研究研究不下水和地表水的影响.干旱区资源与环境,2003,17(3同污水水质的处理方法和工艺及与污水灌溉相适应85-89的污水处理技术,污水灌溉农田水土环境评价指标1]刘凌,王瑚,王则成,污水灌溉过程中离子交换问题的体系及其监测技术手段。建立健全污水灌溉的监测研究.河海大学学报,1996,24(3):88-93812土壤第38卷[12】刘凌,夏自强,姜翠玲,王磊,万正成.污水灌溉中氮1319-1322化合物迁移转化过程的研究.水资源保护,1995(4):(28]孟雷,左强.污水灌溉对冬小麦根长密度和根系吸水40-4速率分布的影响.灌溉排水学报,2003,22(4:25-29[3] Abdel Sabour MF. mpact of wastewater reuse on cobalt[29]李德伟.污灌对小麦幼苗生长及活性氧代谢的影响status in Egyptian environment. 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Sewageirrigation is not only a low cost and low energy-consuming way in dealing with polluted water, but also an effectiveway for sustainable utilization of water resource. In this paper, the history and current situation of sewage irrigation inthe world were reviewed and analyzed, the main achievements in theories and techniques of swage irrigation weresummarized, the current and future research emphases were disclosed according to problems of swage irrigation inChina. It is hoped to promote the development of swage irrigation in China in a standard, scientific and healthy wayKey words: Sewage, Irrigation, Crop land