污水灌溉对环境的影响

安囊农业科学, Joumal of Anhui Agri.Si.2011,39(10):6037-6038,6040责任编辑杨莹莹實任校对污水灌溉对环境的影响万立国,张丽君,王怀章(长春工程学院水利与环境工程学院,吉林长春1002摘要污水灌溉在嫒解农业水资源短缺问题的冏时,也产生了很多负面效应。通过分析污水灌溉对地下水、农田土壤环境及人类健康的不利影响,说明污水合理灃溉的必要性,同时针对这一问題提出今后应加强的研究方向,为污水资源化的顺利进行提供理论依据。关键词污水灌溉;环境影响;地下水;土壤;作物中图分类号S275;X71文献标识码A文章编号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城市污水作为水量稳定、供给可靠的潜在水资源其再1.2微生物污染污染地下水的微生物类污染物包括细生利用可以开源节流、解决水资源短缺问题。因此,利用经菌、病毒和寄生虫等,以前两种为主。由于病毒比细菌、原生过适当处理并达到使用要求的城市污水灌溉农田是污水资动物包囊小的多,在通过多孔土壤时不易被过滤净化,而随源化和农业增产的有效途径。合理的污水灌溉既能满足水分迁移进入土壤深层和地下水系统的可能性较大因此,农业对水的部分需要,节约水资源,又可减轻污水对环境的地下水资源的病毒污染已引起各国科学家的高度关注。田污染。当然,其中也存在着必须充分重视的防止环境污染问间试验发现,一些肠道病毒能通过迁移穿过非饱和及饱和带题处理不当会造成严重后果2。国内外都十分重视污水灌到达深层土壤进而影响地下水。有研究也对细菌及病毒溉问题,在污水灌溉对环境影响方面开展了很多研究工对地下水的影响进行监测”,以期对该影响作出定量评价作。因此笔者讨论了污水灌溉对地下水环境、农田土壤1.3淋溶、迁移污染污水因其盐分含量高,流经土壤渗入环境及人类健康的不利影响,并指出今后污水瀧溉对环境影地下水可影响区域地下水环境,直接危及饮水安全。有研究响方面需要加强的研究方向,以期为污水资源化的顺利进行探讨了污灌对地下水的污染机理,认为灌溉污水首先在提供依据。上层土壤产生淋溶,渗透水中的盐分和重金属含量逐渐增I污水灌溉对地下水环境的影响加,并向下层淋溶,下层土壤的淋溶强度逐渐减弱,到7~8mL.1化学污染长期的污水灌溉既造成地下水硝氮浓度增时灌溉水的淋溶作用基本消失,则地下水埋深小于7m的污加,又导致污灌区地下水硬度升高“。污水中高浓度的含水灌区容易造成地下水污染。灌溉污水在进入地下水的过氮有机物及铵离子发生硝化作用时产生的硝氮和亚硝氮会程中,有的还可形成污灌反漏斗对深层地下水产生威胁。从进入地下随着污灌的不断进行逐层向下层渗透造成地下灌溉污水的空间分布来看,其垂直运动速度约为1-2水的污染;城市生活污水和工业废水中高浓度的钠离子铵m/a,而在污水灌溉干渠的含水层里灌溉污水形成了一个宽离子在迁移过程中,与土壤胶体表面的钙、镁离子发生离子1~3km的迁移扩散带,造成区内高于50%的井水硝酸离子交换反应造成地下水硬度的升高;地下水水化学类型已从浓度超标原有的重碳酸硫酸钙(钙镁)型水演变成了重碳酸氯化钙2污水灌溉对农田士壤环境的影响(钙镁)型水电导率和矿化度也较高。这可能是由于城市2.1对土壤环境的影响污水的来源是连续的而农作物需水是季节性的在作物的2.1.1对土壤理化性质的影响。污水灌溉在解决了城市污非生长期污水很容易进入地下水从而造成长期污灌区地水排放和农业生产用水来源的同时,也造成了不同程度的污下水化学性质的改变。此外城市生活污水和一些有机化灌区土壤重金属超标和盐渍化(1-日,是影响生态环境安全工类企业排放的工业废水中含有大量的有机物其中可能包和制约农业可持续发展的重要因素之一。对北京、白银、沈括对环境有极大危害的“三致类有毒有害有机物。目前关阳等地污灌区的研究表明,污水灌溉是土壤重金属积于污水灌溉所造成的有机污染研究相对较少初步判断浅层累的重要原因之一,尤其是毒性极强的汞、砷、铅、铬和镉等地下水已经受到土壤污染的影响但在地下水位较深的地下重金属严重超标。污灌区土壤重金属间具有很强的相关关水井中未检到有机污染物但随着时间的推移污染物可能系,多种重金属之间会产生复合污染效应,土壤对重金属的慢慢往下渗透,威胁到地下水的安全。吸附和解析量明显受共存元素及其交互作用的影响。此外对污灌区土壤进行分析发现6-,污水中过高的悬浮物、有基金项目吉林省教育厅基金项目(2010[4301)作者简介万立国(1982-),男,潮北天门人,讲师,在读博士研究生,机污染物和盐分可增加土壤容重堵塞土壤空隙破坏了土从事污水污泥漂化利用研究,Eml: wanliguoking@103.壤原有的良好结构,使土壤板结,氮、磷在土壤中大量积累使土壤盐渍化加重,土壤受到污染,土质下降。但如果对污6038安撒农业科学011年水水质和水量进行合理控制就可避免上述土壤污染"。共生,镉被人体吸收后在体内形成镉硫蛋白选择性地蓄积212污染物在土壤中的运移特性。研究表明2,污水浓在肝、肾中,其他脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量度、灌溉定额及土壤容重对污水人渗过程中土壤水、氮、磷、的蓄积。由于镉损伤肾小管病者产生糖尿、蛋白尿和氨基氯的运移特性均产生重要影响。污水浓度、灌溉定额越大及酸尿。特别是使骨骼的代谢受阻造成骨质疏松、萎缩、变形土壤容重越小时,硝酸根离子、氯离子在土壤中的运移距离等一系列症状,骨痛病就是慢性镉中毒最典型的例子越大,可溶性正磷酸盐均主要分布在5cm土层内;人渗污水3.2病原体及有机污染物含有病毒病菌寄生虫等病原浓度越大,表层土壤中累积的可溶性正磷酸盐含量就越高,体的污水一旦污染水体,并与人体接触后即有可能引起水下层土壤中可溶性正磷酸盐含量无明显变化。这是由于污媒型传染病细菌性肠道炎等传染病。污水中的有机污染物水人渗过程中,土壤水分运动作为溶质运移的载体同时溶对人体健康也产生严重影响如酚类化合物侵犯神经中枢质的运移又影响着土壤水分的运动和分布。人渗污水浓度刺激脊髓,进而导致全身中毒症状;氧化物进入胃内在胃酸越大,土壤胶体表面吸附的养分也就越多,土壤胶体的凝聚的解离下能立即水解成氯烃酸而被吸收此种物质进入血作用就越强较大的水稳性团粒结构越多,从而增大了土壤液后,血液中的细胞色素氧化酶的三价铁离子与氨根结合颗粒的粒径改变了土壤表面的结构增加了表层土壤的孔生成氰化高铁细胞色素氧化酶,丧失传递电子的能力,使呼隙和水分入渗的通道,从而加快了水分的入渗。同理灌水吸链中断细胞窒息死亡叫。此外,有机氯在人体内主要蓄定额越大、土壤容重越小则提供的入渗水量越大,动力弥散积于脂肪中,对人体内分泌系统、免疫功能生殖机能等均有作用越强从而加速了污染物的运移。目前,有关灌溉污水不良影响重金属在土壤中的迁移转化规律研究较少,有待进一步深入4展望研究综上所述,干旱及水资源相对缺乏决定了污水灌溉是现22对作物的影响污染物通过不合理的灌溉进人农田,实的选择。要实现经济效益又不以破坏环境为代价,就应当进而沉积在土壤中被作物吸收富集在作物的茎叶、果实和采取科学、系统的政策和技术揹施,趋利避害,为污水灌溉的种子内。一方面可使作物的各种器官发生明显变化,如叶子安全使用提供依据。因此,在今后应加强以下几方面的研枯萎,根系发育受阻果实变味,腐烂变质快生长期发病率究:①灌溉污水重金属氮磷和盐分在不同土壤、作物和地下高作物的品质和产量受到明显影响;另一方面通过食物链水系统中的运移转化规律、相互作用及动态特征;②污水灌及流通渠道危及人体健康潜在危害很大。 francisco等溉下作物生理响应及农产品品质特征:③污水长期利用对地研究了不同污水灌溉方法对5种作物的影响。国内研究表下水和土壤污染的预测理论;④污水灌溉安全高效利用量化明-,污水灌溉对小麦、玉米水稻等作物的生长发育具指标体系和控制措施。有一定的抑制作用。有关污水灌溉后蔬菜重金属含量的研参考文献究表明,各种蔬菜中重金属的吸收积累量表现为根>茎[1*峰城市污水回收与再利用探刀,科技资讯206(9)69-69>叶。对渭河流域污灌区的农作物进行26项污染物的监2).第:末方出断杰清形过市近外区地下测,其中浓度超过国家标准的有17项,新鲜根菜类蔬菜中[3] QADIR M, WICHELNS D RASCHID- SAULY L,el. The challenges of的亚硝酸盐超标最严重,达7.9倍。与非污灌组相比,污灌wastewater irrigation in developing countries [J]. Agricultural Water Man-,2010,97:561-568作物生长受阻,叶片色素含量降低,叶组织膜结构损伤。此[4】姜翠玲,夏自强刘等污水灌溉士壤及地下水三氮的变化动态分外,如果用含氮污水超负荷灌溉农田,过多的氮素会引起作析J]水科学进展19,8(2):83-18.[5]钱炬炬,齐学斌杨素哲含氮污水灌慨氮素运移与转化研究进展[门]物陡长、倒伏贪青晚熟易感染病虫害颜色异常等现象。节水沸概,2006(1):20-24.沈阳污灌区就曾发生大面积水稻倒伏和稻瘟病等污染事故。[6]张慧文,马剑英陈发虎等污水灌薇的研究进展[.环境污染与防目前,对于作物体内污染物的运移特性及作物的生理响应还[7]杜斌龚娟李佳乐太原市污水灌溉对水土环境的有机污染研究[冂缺乏必要的研究。人民长江,2010,4(17):58-6[8] LEDIN M, RANTZ K, RULCKER C, et al. Zn, Cd and Hg accumulation by3污水灌溉对人类健康的影响3.1重金属污染污灌区重金属污染直接或间接影响人体ment systems [JI. Soil Biology[9]AKBER A, MUKHOPADHYAY A, AL-SENAFY M, et al. Feasibility of健康。研究表明,污灌区砷的健康危害以慢性砷中毒为主,ng-term imgation as a treatment method for municipal wastewater using主要表现为皮肤、头发指(趾)甲和神经系统的异常变化,如0 ural soil in Kuwait[. gricultural Water Management,x0923皮肤癌和肺癌。汞蒸汽可通过呼吸道侵入人体通过细[10董克虞杨春惠林春野北京市污水农业利用区划的研究[M]北京胞膜迅速进入血液并可通过血脑屏障进入组织,被氧化成二中国环境科学出版社,194[11] FOY R H, KIRK M. Agriculture and water quality: A regional study[J].价汞离子在脑组织中蓄积引起神经系统症状;甲基汞进人人体后遍布全身各组织器官主要侵害神经系统尤其是中[1】 HARUVY N, OFFER R, HADAS A,ea. Wastewater imgation-economic枢神经系统。上个世纪60~70年代,我国东北松花江流域and hazardous effects of nutrientster Resources Management, 1999, 13: 303-314.沿岸化工厂、炼金厂排放的含汞污水被用于农田灌溉,由此13]杨军郑明陈同斌等北京市凉风霹区土壤重金属的积累及其变造成的汞污染使当地居民深受其害。铅中毒可导致头[4]卢桂竺,韩梅,李发生北京市通州污区十壤环境质量监测和蔬菜昏头痛、睡眠障碍、记忆力下降精神失常,甚至昏迷而且重金属污染状况研究]中国环境监测20,21(5)对肾脏、肝脏、胃肠道也有损害。自然界中镉常与锌铅(下转第6040页)安徽农业科学2011年活污水的排放也是重要点源污染之一。生活污水主要为粪(3)污水从排污口经过红树林到达滩涂过程中海水具便和洗涤污水,其中的主要污染物为有机物和氮、磷等不同有一定的稀释作用。但该研究选择在退潮后取样,水量变化生活污水的水质指标及主要污染物相差不大。该地区水不大因此稀释作用不明显。样经过红树林群落后,各项指标均有明显下降(表2),说明(4)合理利用红树林资源不仅可降解污水中的N、P等,污水得到了明显净化而且可为将来探究污水的一级处理、促进红树林植物生长提表3三江农场附近水域水质分析结果供帮助,并为建立人工湿地净化系统提供一定的理论依据Table3 Water quality analysis results around Saniiang Far参考文献取样位置COD[]林鹏傅勤中国红树林环境生态及经济利用M]北京高等教育出版近污染样地5072.41830.0488[2]王文卿王瑁中国红树林[M]北京:科学出版社,0:545,64-65,Sample plot close to pollution中间污染样地34.88447,66350.0364[3]林鸦中国东南部海岸红树林的类群及分布门生态学报,1981,1(3):283-290.mple plot with moderate[4]叶勇谭凤仪,卢昌义红树林系统处理牲畜废水营养盐的研究[J]环境科学学报,2001,21(2):24-28远污染样地30.51221.2500.0344[5}陈枓珠陈桂葵谭凤仪,等.白骨壤模拟湿地系统对污水的净化效应Sample plot far from pollutio[J]海洋环境科攣,m0,19(4):23-26[6]舒廷飞,罗琳,温琰茂海水养殖对近岸生态环境的影响[J]海洋环境由表3可知,三江区域水污染不很严重其污染程度比(7]符面璦海南东赛港红树林自然保护区的红树林[门]广西植物,19,上尾、苍头区域降低很多。原因是:①三江红树林湿地比较15(4):340-346.密集,采集水样时大量虾塘尚在修建中,并未开始养殖,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极少部分虾塘开始养虾排污量相对较少;②三江水域的红and ecology of mangroves. Vol8. Lancaster: Dr W Junk Pullishers1983:l63-179树林以秋茄和桐花为优势种而这2种红树林对养殖污水中[9]李海孙瑞征,陈振选等城市污水处理技术及工程实例M]北京:化氮和磷的吸收能力较强学工业出版社,002-123结论与讨论[10]陈桂珠缪绅裕黄玉山,等人工污水中的磷在模拟秋茄湿地系统中的分配与循环[刀生态学报,19,19(2)4-99(1)结果显示,经过红树林系统后水体中的氮、磷及[1]陈珠,零坤裕,黄玉山等人工污水中的N在模拟秋茄混地系统中COD均呈明显下降趋势,其平均去除率分别为83.9%、86.1%和53.40%。12]李志明安明周志峰等黄河干流内蒙古段渔业环境水质监测门]蒙古农业科技,208(5):6-70,7.(2)该研究结果与陈桂珠等研究的进入秋茄模拟湿地系(13]李逊,丁宏伟昆明市松华坝水库氮磷主要来源的间接证据[统中N的去除率7806%,P的去除率8924%较接近0l西南农业学报,207(3)430(上接第6038页)农机化研究,2006(1):7-17王国利,刘长仲,卢子扬等白银市污水灌概对农田土壤质量的影响21黄原黄益宗李秋等、广州市污水灌对染地土壤和蔬菜的影6]1段飞问江,高吉离等域市污水潘概对农田壤不境影响的调查(2:H中干号地区污水德概对衣作物污染的现况调蛮打]周秀艳李培军,孙雨辽宁典型工区与污灌区土壤重金属污染[21李道林.品砷在土壤中的形态分布与青菜的生物学效应安徽孙正风,王金保,马京军宁夏污水福概对土壤和农产品质量的影响0)e华曾雪率地下水中的形成及其与人群键康的关系[,云南p)李家业,李光伦,王玉军,陈造纸污水灌对地下水及土壤的影响研31吕,王,张启先等污水灌概致环境铅污染及人群健康效应研究究[J节水灌概010(6)42-42】 WANG J F, WANG G X, WANY H. 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