污水灌溉研究综述

第20卷第2期江苏环境科技Vol.20_ No.22007年4月Jiangsu Environmental Science and TechnologyApr.2007污水灌溉研究综述王浩1.2， 陈玉松'，胡开林'，韩冰'，党艳|(1.昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093;2.河南科技大学农学院; 河南洛阳471003)摘要:污水灌溉在国内外的许多地区都得到应用和发展,但盲目污灌带来了一定的后果。结合近年的研究成果综述了污水灌溉的益处和不科学的污水灌溉可能带来的不良影响,如对土壤、地下水、农作物和直接接触污水人员的影响。介绍了污水灌溉的主要技术措施。对我国来说,国情决定了污水灌溉是现实的选择,但存在着一些必须重视的问题,针对这些问题提出了建议以及对今后科研方向的一点想法。关键词:污水灌溉; 环境保护; 农业中圈分类号: X7文献标识码: A文章编号: 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利用污水进行灌溉的情况简介我国虽然水资源总量居世界前列，但人均占有在我国古代人们就有意识的用污水灌溉农田。量仅排在世界第109位,被联合国列为13个贫水国之建国后的污水灌溉始于1957年。随着污水排放量的--。宝贵的水资源还面临着越来越严重的污染。据增加和农业缺水状况的逐渐加剧，污灌面积也在增2004年资料，全国七大水系50%以上的河段已被污加。1963 年为4.2万hm2, 1976年18万hm2, 1980年染。江苏广东、上海等一大批省市已经面临日益严133.3万hm', 1991年306.7万hm', 1998年达到了重的“水质污染型”缺水川。并且污水排放量还在不断361.8万hm2,占全国灌溉总面积的7.3%,其中大部分增加。另一方面,随着人口的不断增加,工农业生产是将没有得到处理的污水直接灌溉于农田。的发展,用水总量在激增并将继续这种趋势。水资源在国外,污水灌溉在许多国家和地区被采用。美的缺乏已经成为制约我国经济发展的重要因素。在国、日本、以色列、南非等国是污水灌溉事业发达的全国总用水量中,农业用水量约占70%田。在部分地国家。美国华盛顿州将污水回用于农业,确保斯诺夸区工农业争水已成为严重问题。解决水资源紧缺,一尔米山脉(SnoqualmieRidge)地区的发展用水需要。方面要在工农业和生活中采取各种节水技术措施。旧金山将污水回收后输送到加利福尼亚州其他地另一方面应看到污水是可以利用的资源，应当对污区,用于农业生产,并达到保护环境的目的凹。日本从水加以利用。合理的污水灌溉既能满足农业对水的1997年开始实行农村污水处理计划,已建成约2000部分需要，既能节约水资源，又可减轻对环境的污个污水处理厂，多数采用日本农村污水处理协会研染。但其中也存在着必须充分重视的问题,处理不当制的中国煤化工各项指标都达到污会造成严重后果。水处E水质稳定, 多数引人农田MH.CNMHC水处理率达90%以收稿日期:2006-11-12作者简介:王浩(1978-), 男,河南洛阳人,硕士研究生,助教,研究方上,利用率已达70% ,57%的污水净化后用于农业和向:水污染控制.园林草地灌溉4约占总灌溉水量的1/5。74江苏环境科技2007年4月2污水灌溉的益处健康。特别是重金属等有毒物质。重金属对人的危害极大,世界八大公害之一的日本“疼疼病”事件就是2.1 缓解缺水状况由镉(Cd)污染引起的。并且被重金属污染的土壤恢我国农业每年缺水达300亿m'。20世纪90年代,复十分困难。在我国由污水灌溉引起的重金属污染因缺水造成的粮食减产达250 ~ 400亿kg。随着我国已经在许多地方发生。如在甘肃的白银市污水灌溉人口的不断增长和工农业的发展，废水的排放量越区已使土壤受到重金属离子严重污染，需要采取换来越大。据有关部门统计,2002年全国工业和城镇生土、深翻、清水灌溉、改良土壤等综合治理措施,才能活废水排放总量达439.5亿t,这些污水大部分得不缓解土壤放污染的状况叫。再如江西的赣州和大余、到有效处理5。如果能将污水予以合理的利用将能够广东的韶关和曲江湖南的株洲、陕西的西安等19个缓解农业缺水状况,同时节省的水资源,又可以转而地区都有个别地块产生“镉米”,总面积在1.07万hm2用于工业和生活。以上呵。2.2 减轻污染物对环境的污染李恋卿等间以山西农业大学氧化塘为水源在石污水中的污染物往往包括大量有机物和氮灰性褐土上进行污水灌慨试验发现，长期污灌导致(N)、磷(P)等营养元素。由于土壤含有大量微生土壤发生次生盐溃化,土壤中生物酶的活性受到抑物，以及土壤的理化结构,有机物在其中可以得到制,土壤环境质量下降,还可能导致土壤板结。降解吸附,N,P等营养元素可以被植物吸收，减少芳烃、酚、有机氯等有机物是工业污水中常见的了排放到水体中的污染物。同时用于污灌的污水处污染物。沈抚石油污灌区土壤中毒物积累严重,其中理程度可以低一-些，能够降低处理费用。Dimitriou芳烃类占有相当比例,致癌物质苯并芘严重超标。水等问在瑞典用污水灌溉柳树达到处理污水的目的，稻的感官指标极差,有浓重的油和芳香族化合物气发现对去除污水中的N有良好效果。Liu J T等7用城昧。该区域的土壤和农作物污染已给区域生态环境市污水灌溉象草,结果TP,磷酸盐,TN ,NH4' ,CODc和人群健康造成严重危害。据有关部门的调查,该地和BOD,的去除率分别达到83.2%,82.3%,76.3%，区人群几种慢性和恶性疾病的发病率明显增高19。96.2%, 73.5和85.8%。用于灌溉水稻,结果水中50%沈阳市已停止用污水灌溉农田。的P和N被吸收。在德国不伦瑞克(Braunschweig)的污灌区,由于2.3 给植物提供养分,增产增收,节约肥料用市政污水灌溉已超过40年，土壤中的重金属已达污水中含有的营养元素供给植物生长，可以增到相当可观的数量。对用污水灌溉的土地上生长的产增收,替代部分甚至全部施肥,节约宝贵的肥料，马铃薯、糖用甜菜冬小麦的检测表明,其中Cd的含同时也减轻了施肥引起的面源污染。陈竹君等用城量屿土壤溶液中Cd的含量线性相关明。市污水灌溉棉花，发现污水灌溉量为350 ,440和515Ali- -Shtayeh等17研究了以色列纳布卢斯(Nablus)mm.hm~时棉花的产量与相应数量的淡水再分别加地区用未经处理的城市污水灌溉农田的影响,发现使氮肥150, 180和230 kg. hm2的效果相当。Rosenqvist用未经处理的污水灌溉的土壤致病菌含量较多。等用处理过的污水灌溉柳树,发现可节省NPK肥，3.2污染地下水并能增加产量,有良好的经济环境效益。胡宏友等呵污染物经土壤渗人地下水，会直接危及饮水安将城市生活污水用自来水稀释后灌溉凤仙花,发现全。有的还可形成污灌反漏斗,对深层地下水形成威与用自来水灌溉相比,土壤中的NH*-N,NO3-N和速胁。杭州的地下潜水由于污灌已经受到污染,只可用效磷含量都有所提高,土壤中酶的活性也得到提高。于冲厕所呵。刘凌等19在徐州用奎河水进行含N污水地里拜尔.苏力坦等叫将城市生活污水用作绿化灌灌溉试验研究,发现污水灌溉对地下水中NO;浓度溉用水,发现污灌可使土壤K素的含量增加幅度最影响较大,尤其是长期进行污灌的土壤,易造成地下大达到27.0%。水中NO;的污染。而NO;反硝化产生的NOz是致癌物质。在墨西哥城,用未经净化的城市污水灌溉麦兹奎3污水灌溉可能带来的不良影响特(Mezquital)山谷数十年后,发现地下水中硝酸盐3.1污染土壤和农作物含量中国煤化工品质土壤虽然具有一定自净能力，但直接用未经处3.3*[.H.CNMH G理的污水灌溉可能会污染土壤，而长期超负荷污灌rm, 1小，些污染物对植物的势必会引起污染物的积累,降低土壤环境质量。有的生理活动会直接带来不良影响,引起病害、减产。污染物被作物吸收后经食物链进入人体，危害人的N是植物必需的元素,但是如果用含N污水超负第20卷第2期王浩等. 污水灌溉研究综述75荷灌溉农田，过多的N素会引起作物陡长、倒伏、贪播前灌,非苗期,苗期。气温低时优于气温高时171。有青、晚熟、易感染病虫害颜色异常等。沈阳污灌区就条件的地方应实行清污混灌或轮灌。曾发生大面积水稻倒伏和稻瘟病等污染事故。陶欣防止灌水量过大,引起污水大量渗漏,污染地下荣等2发现淮南市某蔬菜基地灌溉用污水沟内的水水。大水漫灌是不科学的，应发展滴灌。而喷灌易使具有致突变性。病菌和污染物扩散入空气中,也不宜采用。用未经处理的污水浇灌的粮食、蔬菜、水果味道4.3 考虑污水种类和土壤、地质条件-般较差,维生素含量明显降低。谢宗平等凹发现用不是任何种类的污水都可以用来灌溉的，不可含N污水灌溉的蔬菜(如菠菜、甜菜等)内NH:- -N大量用作灌溉的污水有医药生物制品、化学试剂、农药、积累,比世界卫生组织( WHO)标准高好几倍。造纸石油炼制.焦化和有机化工等行业排放的污水啊。废水浇灌的糙米蒸出的米饭含有酚味。喀斯特地区或活动含水层低的沙地就不宜污水3.4 危害接触污水人员的健康和当地环境卫生灌溉,因为污水容易渗漏,污染地下水。国际水管理组织(IWMI)对巴基斯坦哈鞣拿巴市(Haroonabad)的研究发现:使用未经处理的哈鞣5对我国污水灌溉的建议拿巴市周围的城市污水灌溉其土地的家庭成员得腹针对我国污水灌溉中存在的问题，提出以下泻病的机会要比那些使用渠水或机井水灌溉土地的建议。人高很多。十二指肠虫与蛔虫病感染的流行情况在5.1 健全管理体制和制度接触污水的人口中要比受控组的人口中更高2)。我国的污水灌溉存在无序放任的现象，使部分3.5输水渠道 、河道对环境的污染防渗措施不力的渠道和河道长期输送污水会引地区污水灌溉的负面影响被人为扩大。在管理体制起附近地下水和土壤的污染,污染的区域呈带状。山层面,农业、环保、水利等部门都有对污水灌溉进行西省由于大部分污灌干支渠未做防渗处理，部分地管理的职责,但又都有本部门难以克服的不便。应进区输水渠道两侧的地下水已受到污染叫。因附近造行调查研究,健全管理体制。应把污水纳人水资源利纸厂的废水排入河道，河南新乡三王庄村地下水污用的整体规划,在污灌区统一调配使用污水。染严重,数千名村民饮水困难,村里几十米深的水井5.2 控制水质目前,在我国直接引污灌溉的现象还比较普遍。打上来的水呈黄色,许多人长期拉肚子啊。用劣于农灌水质标准的污水进行灌溉的土地面积为4污水灌溉的主要技术措施310.7万hm例,占污灌面积的大部分。应当认识到污水灌溉的风险，不可只看到眼前4.1合理选择灌溉对象利益。在清水水源充足的地方应避免污水灌溉。不符植物不同器官对污染物的吸收累积程度不同,合GB5084--2005《农田灌溉水质标准》的污水避免一般呈现根、茎、叶、籽粒、果实依次递减的规律。因直接灌溉,应处理使其达标后再用于灌溉。特别要注此食用根、茎、叶的作物不宜污灌。高粱、玉米等高杆意对重金属、有机氯等有毒物质的监测控制。可考虑.植物与低杆植物相比不易受污染啊。仿效以色列的做法，集中处理污水,集中供给灌溉,非食用目的的植物如棉花,林木较适宜污灌。但这在缺水严重的地区更有必要。以色列的Shafdan工污水回用于城市园林植物至少要经过二级处理。因程就是这种措施的代表。各地二级污水来源不同,水质复杂,不同植物对环境5.3 加强对污灌区土壤、作物和地下水的监测的耐受能力不同,所以,二级污水回用于城市园林植重点监测有毒物质,致病菌和寄生虫等。根据监物要有选择地使用。如:对草坪草、灌木、乔木可以利.测结果确定调整灌溉制度，确保不危及环境质量和用,而某些对水质较为敏感的花卉,如万寿菊等，则人的健康。要慎重使用。5.4 推进相关科学研究绿色食品不宜污灌。中药材应杜绝污灌。我国的污水灌溉理论和技术研究十分薄弱,严.2 制定合理的灌溉制度重滯后于污水灌溉的发展和需要。建议今后在以下食用果实的作物在生殖生长阶段不宜污灌。这方面中国煤化工在不同的土壤-植物个阶段作物生长旺盛果实吸收养分多,吸收的重金系统C N M H G水对不同类型土壤属等污染物也多。如小麦在灌浆期应杜绝污灌。根据:的性质、不同植物生理的影响;将污灌作为污水处理现有的污灌经验,利用污水灌溉的优先顺序依次为:方法的研究则。76江苏环境科技2007年4月6结论褐土理化性质的影响[]山西农业大学学报(自然科学版), 2001, 21(1): 73- 75.污水灌溉有明显的益处，也有必须慎重对待的15]陈晓东.沈抚灌区土壤生态恢复途径初步研究[J].环境保风险。我国水资源相对缺乏决定了污水灌溉是现实.护科学, 2002, 28(2): 33 - 35.的选择。应当采取科学.系统的政策和技术措施,趋[16] Ingwersen J, Streck T. A regional-scale study on the crop利避害,既实现经济效益又不以破坏环境为代价。uptake of cadmium from sandy soils:measurement andmodeling[]. Joumal of Enviromental Quality, 2005, 34(3):[参考文献]1 026- 1 035.[17] Ali- Shtayeh M S, Rana M F Jamous, Abu- -GhdeibSI E-[1]袁 伟,郭宗楼,袁 华.污水灌溉的研究现状及利用前景cology of cycloheximide -resistant fungi in field soils re-分析[].中国农村水利水电, 2005(6):19- 21.ceiving raw city wastewater or normal irigation water[小].[2]张展羽，吕祝乌.污水灌溉农业技术探讨].人民黄河,Mycopathologia, 199(144): 39 - 54.2004, 26(6): 21 - 22,30.[18] 孙宝华。关于污水灌溉问题的探讨([]. 环境科学动态,[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]刘凌,陆桂华. 含氮污水灌溉实验研究及污染风险分析roment Intemational, 2000(26); 63 - 68.[J].水科学进展, 2002, 13(3):313 - 320.[4]袁保惠,吕志远,徐冰,等. 污水灌溉的发展与利用[].内[20] Downs T J, Cifuentes E, Ruth E, et al. 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