節(jié)水灌溉·2007年第5期文章編號(hào):1007-4929(2007)05-001103污水灌跚的恩岢宰松梅2,王朝輝,仵峰2,龐鴻賓2(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院陜西楊凌7121002.水利部農(nóng)田灌溉研究所,河南新鄉(xiāng)453003)摘要:隨著農(nóng)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(nèi)外污水灌溉發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,從污水灌溉的農(nóng)業(yè)效益、治污效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益等方面分析了污水灌溉的優(yōu)勢,同時(shí),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(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。從緩解農(nóng)業(yè)用水緊缺,解決水污染等方面分析,認(rèn)為污水資源化是未來灌溉發(fā)展的必然趨勢。因此,應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識(shí)污水灌溉“堵”與“疏”的問題,引導(dǎo)污水灌溉的規(guī)范化、科學(xué)化、健康化發(fā)展關(guān)鍵詞:水污染;污水灌溉;污水資源化中圖分類號(hào):S273.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AConsideration on Sewage IrrigationZai Song-mei, Wang Zhao-hui, Wu Feng?, Pang Hong-bin(1. College of Resources and Environmental Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi Province, China2. Farmland Irrigation Research Institute, Ministry of Water Resources, Xinxiang 453003, ChinaAbstract: 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 irrigation, the advantages of sewage irrigation 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 successive development of sewage irrigation.Key words: water pollution; sewage irrigation; wastewater reclamation灌溉在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中歷來占有著重要的地位。發(fā)展灌的問題。溉農(nóng)業(yè)離不開水資源。農(nóng)業(yè)用水緊張由來已久,且隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快,水資源“農(nóng)轉(zhuǎn)非”成為必然,缺水、水污污水灌溉的歷史與現(xiàn)狀染和農(nóng)業(yè)用水效率偏低等問題相互交織,水資源危機(jī)已成為我19世紀(jì)隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,廢污水量越來越多,同時(shí)缺國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。利用污水進(jìn)行灌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(fù)利用始普遍存在,污水灌溉成為緩解農(nóng)業(yè)水資源緊缺的重要途徑但于農(nóng)業(yè)灌溉初期的污水灌溉多是自發(fā)的、無計(jì)劃地利用,人們同時(shí)也帶來了一系列的環(huán)境問題。在建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境并沒有意識(shí)到污水灌溉會(huì)帶來一些健康危害等問題。由于無友好型社會(huì)”的今天,污水灌溉面臨著“灌與?！钡倪x擇,能否應(yīng)計(jì)劃的污灌污染了飲用水源1840~1850年爆發(fā)了亞細(xì)亞霍亂用污水進(jìn)行灌溉怎樣進(jìn)行合理的污水灌溉?是需要深入思考與傷寒癥。此后,污灌的污染問題得到關(guān)注,人們開始采取措收稿日期:20061208基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(4067107和30370843);教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET050852);西北農(nóng)林科技大學(xué)拔尖人才支作者簡介: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(zhì)水利用方面的研究通訊作者:王朝輝(1968),男教授博土生導(dǎo)師,主要從事旱地水肥管理及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)施肥與農(nóng)作物營養(yǎng)及衛(wèi)生品質(zhì)等方面的教學(xué)科研工作12污水灌溉的思考宰松梅王朝輝件峰等施對(duì)污水進(jìn)行處理后灌溉。發(fā)達(dá)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(nóng)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(jīng)建立比較完善的再生肥力的同時(shí),消除污水中的污染物水灌溉利用技術(shù)、法律、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系。美國是世界上較早進(jìn)2.1.1污水灌溉的農(nóng)業(yè)效益行污水灌溉的國家之一,到1977年,美國有357個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了污水灌溉不僅可以彌補(bǔ)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(nóng)業(yè)占58.3%回用于工業(yè)占化合物蛋白質(zhì)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(gè)州中有45個(gè)州采用處理后的污水進(jìn)成可供作物生長的氮、磷等營養(yǎng)元素,用以增加作物的產(chǎn)量和行灌溉,60%的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉。以色列是世界上污水提高作物的質(zhì)量。通常情況下一級(jí)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m3處理過的污水用于度為15~59mg/L和30~34.6mg/1,按較低值15和30農(nóng)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1500m3/hm2污水,則相當(dāng)于108kg硫銨和500hm2的棉花全部用處理后的污水進(jìn)行灌溉,城市園林80%225~320kg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(jié)合現(xiàn)代灌溉技術(shù)進(jìn)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20cm深處的有機(jī)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(shí)行農(nóng)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(jì)劃,到目前為止已建成約2000個(gè)污水處理廠,處理后的污灌,可以改善土壤理化性質(zhì)增強(qiáng)土壤肥力,提高作物產(chǎn)量污水水質(zhì)穩(wěn)定,多數(shù)是引入農(nóng)田進(jìn)行灌溉水稻或果園。相對(duì)于2.12污水灌溉的治污效應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(gè)巨大的天然細(xì)菌床。污水灌入農(nóng)田后,其中懸起步較晚。但隨著城市規(guī)模和工業(yè)生產(chǎn)的不斷擴(kuò)展,也越來越浮物質(zhì)和膠體被土壤截留,在土粒表面形成溥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、科威特充滿了微生物能吸附污水中的有機(jī)物質(zhì),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(xué)分解等一系列物理化學(xué)物、防護(hù)林,甚至有的國家用污水灌溉蔬菜。和生物化學(xué)變化,使一些有毒有害物質(zhì)(如重金屬、懸浮顆粒我國利用生活污水和人畜糞尿灌溉農(nóng)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(zhì)被固定于礦物成1958年開始規(guī)模化的引污灌溉。從20世紀(jì)50年代末至60年分中。研究表明污水流入麥田5~7d后,懸浮物降低75%代初,當(dāng)時(shí)城市污水的水質(zhì)成分相對(duì)單一,污水灌溉的節(jié)肥、增94%,BD降低72%~97%氨氮降低85%,酚氰降低98%產(chǎn)效益顯著,又為工業(yè)廢水找到出路,普遍認(rèn)為應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展,含三氯乙醛20mg/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(dāng)時(shí)廢污水排放量不大,到1963年污灌能夠有效地降低污水中的有害成分,減少污灌區(qū)內(nèi)污染的全國污水灌溉面積僅有4.2萬hm2,污水灌溉對(duì)農(nóng)村水環(huán)境影發(fā)生,保障人畜安全響并不明顯。20世紀(jì)60年代后期到70年代初中期由于廢污2.1.3污水灌溉的經(jīng)濟(jì)效益水排放量日益增多農(nóng)業(yè)用水也日漸緊張,許多大中城市近郊發(fā)達(dá)國家的實(shí)踐證明,傳統(tǒng)的二級(jí)處理只能延緩水污染的和工礦區(qū)附近的農(nóng)田越來越多地利用污水灌溉,到1976年全進(jìn)程。20世紀(jì)90年代初,幾個(gè)發(fā)達(dá)國家的城市污水三級(jí)處理國污水灌溉面積已增加到18萬hm2.在污水灌溉穩(wěn)步發(fā)展的率占總處理率的比例(服務(wù)人口與總?cè)丝诒?為:瑞典93%瑞同時(shí),人們對(duì)污水灌溉造成的水、土、糧污染開始產(chǎn)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(huì)的關(guān)注。20世紀(jì)70年代后期以來隨39%和44%。但是采用三級(jí)處理,去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長、城市及工業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,污水排放物需要昂貴的設(shè)備、化學(xué)品、能耗和費(fèi)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(dá)度上可以代替污水三級(jí)處理污水土地處理系統(tǒng)對(duì)氮磷鉀的13.3萬hm2,1991年又發(fā)展到306.7萬hm2。由于污水的成去除率分別是傳統(tǒng)二級(jí)生物處理的22倍、3.3倍和4.3倍,而分復(fù)雜,大部分廢污水未經(jīng)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(yùn)行費(fèi)分農(nóng)田嚴(yán)重污染,而且對(duì)農(nóng)村水環(huán)境構(gòu)成了威脅。據(jù)中國環(huán)境用為1/3~1/5。在減少投資的同時(shí),污水中的氮、磷營養(yǎng)物又報(bào)1994年報(bào)道我國不適當(dāng)?shù)奈鬯喔纫咽?6萬hm2耕地受是作物生產(chǎn)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(jī)化學(xué)物質(zhì)污染。污染問題使得眾多專家學(xué)者t計(jì),可相當(dāng)于減少生產(chǎn)440萬t化肥的能耗。因而污水灌溉不得不對(duì)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(jīng)濟(jì)效益溉實(shí)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(dòng)污水灌溉雖然具有巨大的農(nóng)業(yè)治污和經(jīng)濟(jì)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(dá)到了國工業(yè)化進(jìn)程的加快,水中污染物濃度增高,有毒有害成份增1.84萬hm2,占灌溉總面積的7.33%,其中90%左右分布在加。若不加嚴(yán)格管理,可能造成土壤、作物及地下水的嚴(yán)重污水資源嚴(yán)重短缺的黃淮、海、遼四大流域。染,直接危害著污灌地區(qū)的水環(huán)境和食物安全2污水灌溉的利與弊2.2.1污水灌溉水質(zhì)超標(biāo),水土環(huán)境惡化我國污水灌溉中存在的首要問題是灌溉水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo),造2.1污水灌溉的優(yōu)勢成農(nóng)田地下水嚴(yán)重污染。目前在污水灌溉應(yīng)用中,對(duì)污水的污水灌溉既可以在一定程度上緩解農(nóng)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(yù)污水灌溉的思考宰松梅王朝輝處理措施,大部分污水未經(jīng)處理直接排放或者污水處理技術(shù)二級(jí)、三級(jí)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(zhì)要求。在這樣的情況下,長期進(jìn)及甚至有些地方雖然建了污水處理廠,但因運(yùn)行費(fèi)用較高而處行超標(biāo)污水灌溉,土壤中的有機(jī)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(fèi)。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(jīng)處理后排放的,在壤物理性狀惡化、次生鹽堿化等一系列的生態(tài)環(huán)境問題。如果經(jīng)過處理的部分中,也僅有很小一部分是經(jīng)過二級(jí)處理的。即地下水埋深較淺還容易造成地下水污染便是經(jīng)過二級(jí)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(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)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(huì)使農(nóng)作物葉片和器度看污水灌溉是費(fèi)用低廉的污水處理和處置手段也是對(duì)污水官受害生長發(fā)育受阻,作物生長緩慢,產(chǎn)量降低,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(jié)合農(nóng)產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量下降。此外,不合理的污水灌溉,會(huì)導(dǎo)致污的技術(shù)路線是解決我國水污染問題的有效途徑。水中的有害物質(zhì)(如生物難以降解的人工合成有機(jī)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(huì)使產(chǎn)品品質(zhì)下降特別是重金屬的積累,如果通過食物鏈進(jìn)入人體,在歐、美等發(fā)達(dá)國家,污水通常是處理后再灌溉,引用未被勢必會(huì)影響人體健康。處理的污水進(jìn)行灌溉,在許多國家都被認(rèn)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,在一些缺水地區(qū),農(nóng)民私自接入城市污水管道截流污水灌溉作物的實(shí)例不勝枚3.1污水灌溉有利于緩解農(nóng)業(yè)用水緊缺舉。新浪網(wǎng)報(bào)導(dǎo),2004年8月10日,重慶市石壕煤礦運(yùn)行了我國是一個(gè)水資源匱乏的國家是世界13個(gè)貧水國之一。22年的污水處理站被迫停止運(yùn)行,這是由于某些村民竊取污水人均水資源占有量2100m3,接近國際標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺水的邊緣。灌溉農(nóng)田造成的。另外,高度污染的河水也常常作為大型灌溉前我國水資源開發(fā)利用率己達(dá)19.0%接近世界平均水平的項(xiàng)目的主要水源間接污水灌溉無處不在。現(xiàn)狀是隨著農(nóng)業(yè)可3倍。同時(shí),由于水資源時(shí)空分布極度不均區(qū)域性缺水更是嚴(yán)供水資源量的減少我國的污水灌溉面積在逐年擴(kuò)大。甚至有重全國已有18個(gè)省(市、區(qū))嚴(yán)重缺水。農(nóng)業(yè)用水形勢更是不的農(nóng)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(jù)專家估算我國農(nóng)業(yè)年缺水量300多億m3,解決農(nóng)件下污水成為農(nóng)民生產(chǎn)糧食的根本生計(jì)成為社會(huì)的穩(wěn)定因業(yè)用水的不足,必須開源與節(jié)流并舉。實(shí)踐證明經(jīng)過處理、達(dá)素。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國目前的絕大部分農(nóng)業(yè)灌溉用水由各水利工程到一定標(biāo)準(zhǔn)排放的污水是寶貴的資源用它來代替清潔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(yù)見,進(jìn)行灌溉是一種行之有效的開源措施在全國水資源日益短缺的情況下,在沒有灌溉就沒有產(chǎn)量的自在城市生活用水和工業(yè)用水不斷增加的同時(shí)廢污水排放然條件下,污水農(nóng)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(duì)這些廢污水進(jìn)行適當(dāng)處理,達(dá)到灌溉在“堵”與“疏”的問題上,首先,要認(rèn)識(shí)到污水是一種有價(jià)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)污水灌溉了很多農(nóng)田,在保證和發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉大程度上緩解農(nóng)業(yè)用水的緊缺狀況,節(jié)約大量淡水資源。2002增加糧食產(chǎn)量方面做出貢獻(xiàn)的實(shí)事;更要幫助農(nóng)民把污水灌溉年全國廢污水排放總量631億m3,處理率20%左右。預(yù)計(jì)做好,興利除弊,科學(xué)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(dá)1370億m2,處理率為95%按照回全國蔬菜及糧食作物安全。其次,應(yīng)明確污水灌溉在水資源配用率50%計(jì)算則可替代的水資源量為650億m2,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(yīng)用污水灌河的年徑流量相當(dāng)。溉時(shí),要大力推行灌溉污水預(yù)處理技術(shù)嚴(yán)格控制污水排放標(biāo)3.2污水灌溉有助于解決水污染準(zhǔn);針對(duì)不同的土壤土質(zhì)農(nóng)作物地下水、氣象條件,制定和落隨著城市化進(jìn)程的加快,我國的水污染日趨嚴(yán)重生態(tài)環(huán)實(shí)科學(xué)的污水灌溉制度和污水灌溉技術(shù)引導(dǎo)污水灌溉的規(guī)范境日趨惡化。2002年我國城市和農(nóng)村工業(yè)以及生活污水排放化、科學(xué)化,促進(jìn)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22%,大量的廢污水未經(jīng)處理或處理未達(dá)標(biāo)安全提供一條新的途徑就直接排入天然水體和引灌農(nóng)田,污染了水體和農(nóng)田土壤參考文獻(xiàn)害城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境。全國符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的僅占1/3,11%的河流水質(zhì)低于農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),75%以上的湖泊水質(zhì)受到嚴(yán)重]喬麗宮輝力,趙文吉等,再生水農(nóng)業(yè)灌溉的研究[北京水污染。近年來,國家投入了大量的財(cái)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(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)比較與認(rèn)識(shí)[水利水電科技進(jìn)展,2004(4):49-53.上我國的水污染仍存在規(guī)模大普遍性和嚴(yán)重性等現(xiàn)實(shí),汪[8]張展羽,日視烏污水灌薇農(nóng)業(yè)技術(shù)探討[人民簧河204,26誠部長在中國水利學(xué)會(huì)成立70周年大會(huì)上所做的學(xué)術(shù)報(bào)告(6):21-2230.《水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控》中指出,“我國的水污染問題已[4]程先軍污水資源灌溉利用分析[幾中國水利200(6):35十分嚴(yán)重,其造成的嚴(yán)重后果不亞于洪災(zāi)和旱災(zāi),已經(jīng)到了迫在眉睫、非解決不可的時(shí)候了![5]楊華鋒馮紹元北京市城近郊區(qū)污水灌薇農(nóng)田發(fā)展過程探討發(fā)達(dá)國家處理污水的經(jīng)驗(yàn)是修建污水處理廠,對(duì)污水進(jìn)行[]中國農(nóng)村水利水電,2005,(8)