污水灌溉的思考

節水灌溉·2007年第5期文章編號: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.西北農林科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院陜西楊凌7121002.水利部農田灌溉研究所,河南新鄉453003)摘要:隨著(zhù)農業(yè)灌溉水資源的日益緊缺,污水灌溉在我國普遍存在。在簡(jiǎn)要回顧國內外污水灌溉發(fā)展的歷史與現狀的基礎上,從污水灌溉的農業(yè)效益、治污效應、經(jīng)濟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、農產(chǎn)品品質(zhì)下降。從緩解農業(yè)用水緊缺,解決水污染等方面分析,認為污水資源化是未來(lái)灌溉發(fā)展的必然趨勢。因此,應當正確認識污水灌溉“堵”與“疏”的問(wèn)題,引導污水灌溉的規范化、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(lèi)號:S273.5文獻標識碼: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灌溉在我國農業(yè)生產(chǎn)中歷來(lái)占有著(zhù)重要的地位。發(fā)展灌的問(wèn)題。溉農業(yè)離不開(kāi)水資源。農業(yè)用水緊張由來(lái)已久,且隨著(zhù)工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快,水資源“農轉非”成為必然,缺水、水污污水灌溉的歷史與現狀染和農業(yè)用水效率偏低等問(wèn)題相互交織,水資源危機已成為我19世紀隨著(zhù)工業(yè)的飛速發(fā)展,廢污水量越來(lái)越多,同時(shí)缺國農業(yè)持續發(fā)展的重要制約因素。利用污水進(jìn)行灌溉在我國水的問(wèn)題也日益顯現,人們開(kāi)始了利用污水。水的重復利用始普遍存在,污水灌溉成為緩解農業(yè)水資源緊缺的重要途徑但于農業(yè)灌溉初期的污水灌溉多是自發(fā)的、無(wú)計劃地利用,人們同時(shí)也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。在建設“資源節約型、環(huán)境并沒(méi)有意識到污水灌溉會(huì )帶來(lái)一些健康危害等問(wèn)題。由于無(wú)友好型社會(huì )”的今天,污水灌溉面臨著(zhù)“灌與?！钡倪x擇,能否應計劃的污灌污染了飲用水源1840~1850年爆發(fā)了亞細亞霍亂用污水進(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(wèn)題得到關(guān)注,人們開(kāi)始采取措收稿日期:20061208基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(4067107和30370843);教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET050852);西北農林科技大學(xué)拔尖人才支作者簡(jiǎn)介:宰松梅(1970),女副研究員,博士研究生,主要從事節水灌溉與劣質(zhì)水利用方面的研究通訊作者:王朝輝(1968),男教授博土生導師,主要從事旱地水肥管理及其生態(tài)環(huán)境效應施肥與農作物營(yíng)養及衛生品質(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污水進(jìn)行處理后灌溉。發(fā)達國家再生水灌溉利用的系統面,又可以利用土壤微生物和農作物的凈化作用,在增加土壤研究開(kāi)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、規范、標準體系。美國是世界上較早進(jìn)2.1.1污水灌溉的農業(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)現了污水灌溉不僅可以彌補灌溉水資源不足,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(cháng)的氮、磷等營(yíng)養元素,用以增加作物的產(chǎn)量和行灌溉,60%的再生水用于農業(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(guò)的污水用于度為15~59mg/L和30~34.6mg/1,按較低值15和30農業(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(guò)磷酸鈣的肥效,完全可以滿(mǎn)足作物的需要。另以上是采用處理后的污水結合現代灌溉技術(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(zhù)土壤20cm深處的有機物含量是灌溉前的7倍;污水灌溉26稱(chēng),約占污水回用總量的40%從1997年開(kāi)始實(shí)行農村污水處年后,土壤中的氮磷鉀含量可分別提高3、4和6倍多。合理理計劃,到目前為止已建成約2000個(gè)污水處理廠(chǎng),處理后的污灌,可以改善土壤理化性質(zhì)增強土壤肥力,提高作物產(chǎn)量污水水質(zhì)穩定,多數是引入農田進(jìn)行灌溉水稻或果園。相對于2.12污水灌溉的治污效應經(jīng)濟發(fā)達的工業(yè)國家來(lái)講發(fā)展中國家在大面積污水灌溉方面土壤是一個(gè)巨大的天然細菌床。污水灌入農田后,其中懸起步較晚。但隨著(zhù)城市規模和工業(yè)生產(chǎn)的不斷擴展,也越來(lái)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(mǎn)了微生物能吸附污水中的有機物質(zhì),再加上太陽(yáng)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(kāi)始規?；囊酃喔?。從20世紀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,當時(shí)城市污水的水質(zhì)成分相對單一,污水灌溉的節肥、增94%,BD降低72%~97%氨氮降低85%,酚氰降低98%產(chǎn)效益顯著(zhù),又為工業(yè)廢水找到出路,普遍認為應當大力發(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(kāi)始起步。由于當時(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,減少污灌區內污染的全國污水灌溉面積僅有4.2萬(wàn)hm2,污水灌溉對農村水環(huán)境影發(fā)生,保障人畜安全響并不明顯。20世紀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)濟效益水排放量日益增多農業(yè)用水也日漸緊張,許多大中城市近郊發(fā)達國家的實(shí)踐證明,傳統的二級處理只能延緩水污染的和工礦區附近的農田越來(lái)越多地利用污水灌溉,到1976年全進(jìn)程。20世紀90年代初,幾個(gè)發(fā)達國家的城市污水三級處理國污水灌溉面積已增加到18萬(wàn)hm2.在污水灌溉穩步發(fā)展的率占總處理率的比例(服務(wù)人口與總人口比)為:瑞典93%瑞同時(shí),人們對污水灌溉造成的水、土、糧污染開(kāi)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(wèn)題逐步引起了社會(huì )的關(guān)注。20世紀70年代后期以來(lái)隨39%和44%。但是采用三級處理,去除污水中的氮、磷等營(yíng)養著(zhù)國民經(jīng)濟的快速增長(cháng)、城市及工業(yè)規模迅速擴大,污水排放物需要昂貴的設備、化學(xué)品、能耗和費用。污水灌溉在某種程量激增,污灌面積快速增長(cháng),到1980年全國污水灌溉面積達度上可以代替污水三級處理污水土地處理系統對氮磷鉀的13.3萬(wàn)hm2,1991年又發(fā)展到306.7萬(wàn)hm2。由于污水的成去除率分別是傳統二級生物處理的22倍、3.3倍和4.3倍,而分復雜,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處理的約1/10基建投資為1/2~1/3,運行費分農田嚴重污染,而且對農村水環(huán)境構成了威脅。據中國環(huán)境用為1/3~1/5。在減少投資的同時(shí),污水中的氮、磷營(yíng)養物又報1994年報道我國不適當的污水灌溉已使66萬(wàn)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化學(xué)物質(zhì)污染。污染問(wèn)題使得眾多專(zhuān)家學(xué)者t計,可相當于減少生產(chǎn)440萬(wàn)t化肥的能耗。因而污水灌溉不得不對污水灌溉叫停但在水資源緊缺的多數灌區,污水灌還有著(zhù)可觀(guān)的經(jīng)濟效益溉實(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,致使多數灌區水源污染,間接或被動(dòng)污水灌溉雖然具有巨大的農業(yè)治污和經(jīng)濟效益,隨著(zhù)我的污水灌溉也無(wú)處不在。截止2004年污水灌溉面積達到了國工業(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(wàn)hm2,占灌溉總面積的7.33%,其中90%左右分布在加。若不加嚴格管理,可能造成土壤、作物及地下水的嚴重污水資源嚴重短缺的黃淮、海、遼四大流域。染,直接危害著(zhù)污灌地區的水環(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,水土環(huán)境惡化我國污水灌溉中存在的首要問(wèn)題是灌溉水質(zhì)嚴重超標,造2.1污水灌溉的優(yōu)勢成農田地下水嚴重污染。目前在污水灌溉應用中,對污水的污水灌溉既可以在一定程度上緩解農業(yè)水資源緊缺的局種類(lèi)以及來(lái)源并沒(méi)有足夠重視,污灌前普遍缺少必要的污水預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、三級處理。而我國目前的狀況是,污水處理廠(chǎng)并未得到普水平較低,不能滿(mǎn)足灌溉水質(zhì)要求。在這樣的情況下,長(cháng)期進(jìn)及甚至有些地方雖然建了污水處理廠(chǎng),但因運行費用較高而處行超標污水灌溉,土壤中的有機污染物及重金屬含量大大超過(guò)于停工狀態(tài)不僅沒(méi)能解決水污染問(wèn)題還造成了很大的浪費。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?lèi)夯?、次生鹽堿化等一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。如果經(jīng)過(guò)處理的部分中,也僅有很小一部分是經(jīng)過(guò)二級處理的。即地下水埋深較淺還容易造成地下水污染便是經(jīng)過(guò)二級處理的城市污水,也還含有大量的氮、磷等營(yíng)養2.2.2不合理的污水灌溉,使農產(chǎn)品品質(zhì)下降物極易引起地表水體富營(yíng)養化。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 )使農作物葉片和器度看污水灌溉是費用低廉的污水處理和處置手段也是對污水官受害生長(cháng)發(fā)育受阻,作物生長(cháng)緩慢,產(chǎn)量降低,還可能引起中營(yíng)養物的充分利用。開(kāi)展污水灌溉,采用治理與利用相結合農產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量下降。此外,不合理的污水灌溉,會(huì )導致污的技術(shù)路線(xiàn)是解決我國水污染問(wèn)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(guò)食物鏈進(jìn)入人體,在歐、美等發(fā)達國家,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,在許多國家都被認為是非法的。但是在3污水資源化是未來(lái)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,農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業(yè)用水緊缺舉。新浪網(wǎng)報導,2004年8月10日,重慶市石壕煤礦運行了我國是一個(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,接近國際標準嚴重缺水的邊緣。灌溉農田造成的。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(kāi)發(fā)利用率己達19.0%接近世界平均水平的項目的主要水源間接污水灌溉無(wú)處不在?，F狀是隨著(zhù)農業(yè)可3倍。同時(shí),由于水資源時(shí)空分布極度不均區域性缺水更是嚴供水資源量的減少我國的污水灌溉面積在逐年擴大。甚至有重全國已有18個(gè)省(市、區)嚴重缺水。農業(yè)用水形勢更是不的農民明知道存在著(zhù)污染但在沒(méi)有污水就沒(méi)有糧食的自然條容樂(lè )觀(guān)據專(zhuān)家估算我國農業(yè)年缺水量300多億m3,解決農件下污水成為農民生產(chǎn)糧食的根本生計成為社會(huì )的穩定因業(yè)用水的不足,必須開(kāi)源與節流并舉。實(shí)踐證明經(jīng)過(guò)處理、達素。據統計我國目前的絕大部分農業(yè)灌溉用水由各水利工程到一定標準排放的污水是寶貴的資源用它來(lái)代替清潔的水源供水污水灌溉的比例僅為7.3%發(fā)展潛力很大?？梢灶A見(jiàn),進(jìn)行灌溉是一種行之有效的開(kāi)源措施在全國水資源日益短缺的情況下,在沒(méi)有灌溉就沒(méi)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,污水農業(yè)利用是一種不可阻擋的必然趨勢量也在不斷增長(cháng)。如果對這些廢污水進(jìn)行適當處理,達到灌溉在“堵”與“疏”的問(wèn)題上,首先,要認識到污水是一種有價(jià)水質(zhì)標準即可成為水量穩定供給可靠的灌溉水源,可以在很值的資源承認污水灌溉了很多農田,在保證和發(fā)展農業(yè)灌溉大程度上緩解農業(yè)用水的緊缺狀況,節約大量淡水資源。2002增加糧食產(chǎn)量方面做出貢獻的實(shí)事;更要幫助農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。預計做好,興利除弊,科學(xué)適度地開(kāi)展污水灌溉,保證污灌區飲水及2050年,污水排放量將達1370億m2,處理率為95%按照回全國蔬菜及糧食作物安全。其次,應明確污水灌溉在水資源配用率50%計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范化管理體系。在應用污水灌河的年徑流量相當。溉時(shí),要大力推行灌溉污水預處理技術(shù)嚴格控制污水排放標3.2污水灌溉有助于解決水污染準;針對不同的土壤土質(zhì)農作物地下水、氣象條件,制定和落隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快,我國的水污染日趨嚴重生態(tài)環(huán)實(shí)科學(xué)的污水灌溉制度和污水灌溉技術(shù)引導污水灌溉的規范境日趨惡化。2002年我國城市和農村工業(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)處理或處理未達標安全提供一條新的途徑就直接排入天然水體和引灌農田,污染了水體和農田土壤參考文獻害城鄉生態(tài)環(huán)境。全國符合飲用水標準的僅占1/3,11%的河流水質(zhì)低于農田灌溉水質(zhì)標準,75%以上的湖泊水質(zhì)受到嚴重]喬麗宮輝力,趙文吉等,再生水農業(yè)灌溉的研究[北京水污染。近年來(lái),國家投入了大量的財力治理水體污染,但水污利,2005,(4):13-15.染現象只是局部有所改善整體上仍在持續惡化。在某種程度[2]彭世彰丁加麗國內外節水灌溉技術(shù)比較與認識[水利水電科技進(jìn)展,2004(4):49-53.上我國的水污染仍存在規模大普遍性和嚴重性等現實(shí),汪[8]張展羽,日視烏污水灌薇農業(yè)技術(shù)探討[人民簧河204,26誠部長(cháng)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)報告(6):21-2230.《水環(huán)境承載能力分析與調控》中指出,“我國的水污染問(wèn)題已[4]程先軍污水資源灌溉利用分析[幾中國水利200(6):35十分嚴重,其造成的嚴重后果不亞于洪災和旱災,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污水灌薇農田發(fā)展過(guò)程探討發(fā)達國家處理污水的經(jīng)驗是修建污水處理廠(chǎng),對污水進(jìn)行[]中國農村水利水電,2005,(8)