第34卷第1期黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào)Vol.34,No. 12007年3月Journal of Heilongjiang Hydraulic Engineering CollegeMar. ,2007文章編號(hào): 1000- 9833(2007)01 - 0092 - 03污水灌溉問(wèn)題分析王桂賓(華北水利水電學(xué)院,鄭州450011)摘要:介紹了污水淄溉的概念方式及其發(fā)展歷史,指出在當(dāng)前水資源緊張和污藏技術(shù)已經(jīng)比較成熟的情況下進(jìn)行污水灕溉的可行性,重點(diǎn)介紹了以色列的污水濫溉優(yōu)化模型,最后提出污水灩溉存在的問(wèn)題并給出了相應(yīng)的對(duì)策。關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)灌溉;污水處理;離溉優(yōu)化;污灘技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AAnalysis on Problems of Sewage IrrigationWANG Gui-bin(North China University of Water Conservancy and Electric Power, Zhengzhou, 450008 ,China)Abstract: The concept, its mode and historical development of sewage irrigation is introduced, It indicates thatwater resource is short and wastewater irrigation technology is already relatively mature, so sewage irrigation isfeasible at present. In addition, the optimization model of sewage irigation in Israeli is mainly introduced. Finally the authors proposes problems of sewage irrigation and gives the corresponding countermeasures.Key words:agriculture rrigation; sewage disposal; irigation optimize; wastewater irigation technology1污水灌溉的概念及方式2我國(guó)污水灌溉發(fā)展歷史回顧污水就是經(jīng)過(guò)人類(lèi)活動(dòng)使水質(zhì)在物理性質(zhì)、化我國(guó)污水灌溉的發(fā)展大體可劃分為3個(gè)階段:學(xué)性質(zhì)及生物性質(zhì)方面發(fā)生變化的水。污水灌溉就1957年以前為自發(fā)灌溉時(shí)期,自20 世紀(jì)40年代是人們有意識(shí)有目的地利用土壤環(huán)境自?xún)艄δ苁刮燮?在北京附近開(kāi)始利用工業(yè)與生活廢污水進(jìn)行農(nóng)水資源化的重要應(yīng)用工程措施,利用經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理田灌溉;1957~ 1972年為初步發(fā)展時(shí)期,開(kāi)始興建的工業(yè)污水、生活污水來(lái)灌溉農(nóng)田。污水灌溉工程,污水灌溉得到了初步發(fā)展;1972年污水灌溉主要有純污灌溉和清污混灌(或清污至今為迅速發(fā)展時(shí)期,盡管1972年在石家莊召開(kāi)了輪灌)兩種方式。純污灌溉是利用工業(yè)廢水或城市全國(guó)污水灌溉會(huì)議,制定了“積極慎重"的發(fā)展方針，生活污水作為農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期的灌溉水源。這種灌溉方式并制定了污水灌溉暫行水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但由于自20世紀(jì)適當(dāng)采用可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量,臧輕城市污水對(duì)水80年代中后期,隨著我國(guó)北方地區(qū)水資源短缺的加體的污染;但長(zhǎng)期或過(guò)量不合理灌溉,會(huì)造成土壤和劇和我國(guó)南方地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅猛發(fā)展,使得我國(guó)地下水污染,農(nóng)作物毒物富集,危害人們身體健康，污水灌溉面積得到迅速擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)1999年甚至使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。清污混灌是利污水排放量達(dá)401 x 10* m' ,污水灌溉面積從1963用工業(yè)廢水或城市污水作為農(nóng)業(yè)灌溉的補(bǔ)充水源。年的4.2x 10* hm2發(fā)展到1998年的361.8x 10*這種方式既利用了廢污水中的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物hm2,占全國(guó)灌溉總面積的7.3%,特別是20世紀(jì).質(zhì),又可以使有害物質(zhì)不致在農(nóng)作物中富集,在解決70年代末至90年代中期,污水灌溉面積由33.33x城市廢污水排放與農(nóng)業(yè)用水不足的問(wèn)題上取得了雙10* hm2猛增到333.33x 10* hm2。從地域分布上,贏，因此在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)污水灌溉的農(nóng)田主要集中在北方水資源嚴(yán)重短缺的中國(guó)煤化工j全國(guó)污水灌溉面積的8CH.CN MH布在我國(guó)北方大中收稿日期:2006 -08-17城市的近郊區(qū),這些地區(qū)屬十水肥并重的污水灌溉作者簡(jiǎn)介:王桂賓(1981 - ),男,山東濰坊人,主要從事節(jié)水農(nóng)業(yè)區(qū)。此外,秦嶺淮河以南和青藏高原以東為我國(guó)污與水土環(huán)境研究。水灌溉中的重肥污水灌溉區(qū)。第1期王桂賓.污水灌溉問(wèn)題分析93質(zhì)水,二級(jí)出水,三級(jí)出水);k為季節(jié)(k=1,2);l3 '水資源緊缺與污水灌溉的可行性為地域(l=1,2); W..k..為對(duì)于作物i季節(jié)k在l我國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家,人均水資源占地區(qū)的水量; ...分別為效益、成有量不到2200m',只有世界人均占有量的1/4,居本和損失( $/m')。世界第110位,被列為13個(gè)貧水國(guó)之一-。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大值以對(duì)整個(gè)地區(qū)和每-種作物、每種類(lèi)型缺水達(dá)300x 10* m'/a,受旱面積約2x 10* km'。我的水為約束條件,另外的約束視為季節(jié)性和存儲(chǔ)體國(guó)還存在水資源地區(qū)分布不均,南方水資源總量約積。目標(biāo)函數(shù)的分配受與肥料和水(使用和過(guò)濾)相占全國(guó)總量的80%,北方水資源總量不到全國(guó)的關(guān)的中間函數(shù)的影響。20% ,雨量和河流徑流量的年季變化差異也很大1。W.,W.,W.分別為供水量，用水量,濾過(guò)的量目前的污水處理技術(shù)已經(jīng)比較成熟，采用較多(kg/hm?)。且的處理技術(shù)為生化和物化結(jié)合的工藝流程,其主體W。=W,+W,是以生化處理為主的二級(jí)處理,然后根據(jù)不同用途F,F,, F分別為供肥料量,使用量,濾過(guò)的量的需求,可以附加物化處理工藝。現(xiàn)在的處理技術(shù)(kg/hm2)。且.完全可以滿(mǎn)足低質(zhì)量用水對(duì)水質(zhì)的要求,實(shí)現(xiàn)安全F。=F+F回用。污水處理廠(chǎng)的二級(jí)出水便可以滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉效益表示為的水質(zhì)要求。污水的再生處理成本比海水淡化低廉,其基建U.k.= Y.,,e.(F., W.)+ se.(W.)投資比遠(yuǎn)距離引水經(jīng)濟(jì)很多,而且回用水在合理使(2)用時(shí)基本上可以替代新鮮水。城市污水經(jīng)二級(jí)處理式中..為農(nóng)產(chǎn)品和清償?shù)膬r(jià)值( $ /m3 );l..e..后可以就近回用于大部分農(nóng)業(yè)部門(mén),無(wú)需支付再生為對(duì)含水層補(bǔ)水的貢獻(xiàn)( $ /m')。費(fèi)用,以二級(jí)處理為原水的工業(yè)凈水廠(chǎng)的制水成本成本估算為一般低于甚至遠(yuǎn)低于以新鮮水為原水的自來(lái)水廠(chǎng),D..e.=CT; + CI+CL;+ CF,(3)這是因?yàn)槿∷嚯x大大縮短,節(jié)約了水資源費(fèi)、遠(yuǎn)距式中CT;為水處理或生產(chǎn)水的成本( $ /m2);CI,為離輸水費(fèi)和基建費(fèi)。貯水成本( $ /m');CL;為輸水成本( $/m' ); CF.,根據(jù)一些城市多年利用城市處理污水灌溉農(nóng)田為肥料價(jià)格( $/m')。的經(jīng)驗(yàn),在正常運(yùn)行條件下,由污水灌溉提供的水分損失為和肥分促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)。有資料顯示,小麥和谷D..k.I= D..,.(F,)+ DS,k. + DH,.類(lèi)可增產(chǎn)1 500 kg/hm2 ,約增產(chǎn)20%。用城市污水(4)處理廠(chǎng)出水灌溉農(nóng)田的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省大量化式中DA.e.為含水層損失( $/m);D5S,.e.I為土壤肥,因?yàn)槌鏊腥院锌偟?0~ 40 mg/L,總磷5~損失( $ /m3);DH.i為健康損失( $ /m')。7mg/L,這相當(dāng)于在農(nóng)田上施加TN150~優(yōu)化方法采用線(xiàn)形規(guī)劃程序3}]。200 kg/hm?和TP 25 ~ 35 kg/hm'。合理地使用污水灌溉,可獲得比清水灌溉更大的經(jīng)濟(jì)收益。5污水灌 溉尚需解決的問(wèn)題及對(duì)策4污水灌溉優(yōu)化模型5.1污水灌溉造成 土壤的污染在回用水灌溉區(qū)要考慮到有些農(nóng)作物適合用回由于污灌所用的水來(lái)源于城市污水、工業(yè)污水用水灌溉,而有些農(nóng)作物則適合用間歇灌溉的方式。或混合污水,其中含有大量的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染以色列科技人員開(kāi)發(fā)了- -種同時(shí)決定農(nóng)作物組成和物以及重金屬、有毒非金屬等。長(zhǎng)期使用水質(zhì)不符水源的優(yōu)化模型,該模型以?xún)粜б鏋樽畲竽繕?biāo)函數(shù),合標(biāo)準(zhǔn)的污水灌溉，特別是使用未經(jīng)處理的污水灌以允許硝酸鹽濾過(guò)的程度作為嚴(yán)格的約束()。模型溉將對(duì)灌區(qū)土壤產(chǎn)生嚴(yán)重污染[4)。當(dāng)土壤中有害物質(zhì)成分過(guò)大時(shí)+壤將不能再繼續(xù)使用,需要進(jìn)行治以?xún)粜б鏋樽畲竽繕?biāo)函數(shù)理。中國(guó)煤化工水有機(jī)物具有很MaxZ =習(xí),見(jiàn)，習(xí)。l./i.eU..-強(qiáng)的冷MHCNMHG示準(zhǔn)的有機(jī)污染物.C..- ..)](1)進(jìn)人農(nóng)田,在環(huán)境容量的容許范圍之內(nèi),不會(huì)造成農(nóng)式中MaxZ為最大凈效益;i為作物類(lèi)型(玉米棉田污染。因此必須嚴(yán)格控制污水超標(biāo)排放,大力推花、小麥、花生、馬鈴薯和其它蔬菜等);j為水質(zhì)(優(yōu)行灌溉污水預(yù)處理技術(shù)。94黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào)第34卷5.2 污水灌溉對(duì)農(nóng)作物的影響(2)污灌不當(dāng)造成淺層地下水污染。根據(jù)對(duì)全污水中所含的污染物質(zhì)常常很復(fù)雜,它們對(duì)于國(guó)37個(gè)污灌區(qū)的普查評(píng)價(jià)結(jié)果表明,地下水的綜合農(nóng)作物的影響也各有不同,污染物對(duì)作物的影響主污染系數(shù)P<1的僅4個(gè),說(shuō)明地下水污染比較普要表現(xiàn)在:①污染物對(duì)作物產(chǎn)量的影響;②污染物在遍,但P>2的污灌區(qū)也只有4個(gè),說(shuō)明多數(shù)污灌區(qū)作物中的殘留累積量。由于污水的水肥效應(yīng)而使灌屬于輕度污染[5]。區(qū)作物增產(chǎn),這是正面效應(yīng)。污水灌溉對(duì)環(huán)境的影在地下水的超標(biāo)污染物中,多數(shù)為酚,但是它的響是長(zhǎng)期的、積累型的,其污染物的遷移、轉(zhuǎn)化和積毒性較小,所以多數(shù)不會(huì)構(gòu)成對(duì)人體的傷害,也有少累的機(jī)理十分復(fù)雜,在現(xiàn)有的研究成果上應(yīng)進(jìn)一- 步數(shù)污灌區(qū)出現(xiàn)重金屬污染物超標(biāo)。在許多污灌區(qū)的加強(qiáng)其對(duì)土壤肥力農(nóng)作物生理變化和產(chǎn)量的影響農(nóng)村地下水為飲用水源,因此淺層地下水的污染對(duì)研究。人體健康有很大危害。5.3污水灌溉對(duì)地下水的影響(3)污灌對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響。當(dāng)污灌水中的污污水灌溉使用不當(dāng)將造成灌區(qū)地下水污染。對(duì)染物大于土壤的 自?xún)裟芰r(shí),將造成環(huán)境污染,污水地下水的污染情況由多種因素決定，如污水灌溉的中的有毒有害物質(zhì)以及病菌、寄生蟲(chóng)卵,直接危害人年限,污染物的種類(lèi)和性質(zhì),土壤的類(lèi)型和性質(zhì),灌體健康,導(dǎo)致肝炎、腹瀉等腸胃疾病的增多。根據(jù)調(diào)溉水量,區(qū)域的地形、地貌和水文地質(zhì)條件等。對(duì)這查,在有些污灌區(qū)肝病、胃炎肺心病癌癥的發(fā)病率些因素必須經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查和試驗(yàn)研究,方能分析和高于對(duì)照區(qū)。確定它們對(duì)地下水的影響。地下水一旦受到了污染因而必須建立健全污水灌溉管理體系。在污水將很難恢復(fù),其后果將是非常嚴(yán)重的。灌溉區(qū)建立水土環(huán)境監(jiān)測(cè)體系和水環(huán)境信息網(wǎng),完目前我國(guó)污灌區(qū)的地下水污染的原因多是因?yàn)樯莆鬯喔人|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)施方案的落實(shí);實(shí)現(xiàn)對(duì)使用了未經(jīng)處理的污水灌溉農(nóng)田,水質(zhì)不符合農(nóng)田污水灌溉區(qū)的規(guī)范化管理,從組織管理上保證污水灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。另外,不合理的利用污水灌溉農(nóng)田灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。也是造成環(huán)境污染的原因,不適合污灌的地區(qū)不能6結(jié)語(yǔ)進(jìn)行污灌,如在土地滲透性強(qiáng)，地下水位高,含水層露頭處以及集中的飲用水源處不適合污水灌溉。污水灌溉是解決干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)缺水問(wèn)題的有效5.4污水灌溉對(duì)居 民健康的影響途徑,同時(shí)減少了向水域的排污量,帶來(lái)了可觀(guān)的環(huán)(1)污水灌溉污染了農(nóng)作物。有些污灌區(qū)群眾.境效益,但也應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到污灌的很多不利影響,因反映,污灌區(qū)糧菜味道不好,蔬菜易腐爛、不易儲(chǔ)存，此污水灌溉要因地制宜,合理規(guī)劃;灌溉前要對(duì)污水土豆畸形、黑心。長(zhǎng)期食用含有較多有害物質(zhì)的農(nóng)進(jìn)行處理,并加強(qiáng)對(duì)污水灌溉的規(guī)范化管理,深人、作物,對(duì)人體有較大危害,有可能引起很多疾病。系統(tǒng)地開(kāi)展污水灌溉的科學(xué)研究工作。參考文獻(xiàn):[1]張永偉,滿(mǎn)守剛,孫家國(guó). 中國(guó)水資源緊缺原因及解決對(duì)策[J].黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào),2001 ,28(2):25 -27.[2]陳竹君 ,周建斌.污水灌溉在以色列農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2001 ,20(6);42 -46.[3]邢麗貞,孔 進(jìn). 城市污水回用于農(nóng)業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2003,26(5):23 -24.[4]孫寶華。 關(guān)于污水灌溉問(wèn)題的探討([].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài),2005,(2):54- s5.[S]吳吳.開(kāi)封市污 水資源化和經(jīng)濟(jì)效益分析研究[D].鄭州:華北水利水電學(xué)院,005.中國(guó)煤化工MYHCNMHG