節(jié)水灌溉●2007年第5期11文章編號(hào): 1007- 4929<200)05- 011-03污水灌溉的思考宰松梅'2,王朝輝' ,仵峰2,龐鴻 賓?(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(guó)普遍存在。在簡(jiǎn)要回顧國(guó)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(shì)，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(shì)。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-meil.2 , Wang Zhao-hui2 , Wu Feng2，Pang Hong-bin2(1. Collge of Resources and Environmental Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi Province,China;2. Farmland Irigation Research Institute, Ministry of Water Resources , Xinxiang 453003, China)Abstract: 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 irigation, the advantages of sewage rrigation 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 sucessive development of sewage irrigation.Key words: water pollution; sewage irigation; wastewater reclamation灌溉在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中歷來占有著重要的地位。發(fā)展澈的問題。微農(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)1污水灌 溉的歷史與現(xiàn)狀化、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(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。利用污水進(jìn)行瀌溉在我國(guó)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-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)亞衢亂用污水進(jìn)行灌溉,怎樣進(jìn)行合理的污水灌溉?是需要深人思考與傷寒癥。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:2006-12-08基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40671107和30370843);教育部新世紀(jì)優(yōu)秀中國(guó)煤化工農(nóng)林科技大學(xué)拔尖人才支持計(jì)劃。:MYHCNMHG作者簡(jiǎn)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)水村用萬四的研究。通訊作者:王朝輝(1968-),男,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事早地水肥管理及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、施肥與農(nóng)作物營(yíng)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仵峰等施對(duì)污水進(jìn)行處理后灌混。發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)是世界上較早進(jìn).1.1 污水灌溉的農(nóng)業(yè)效益行污水灌溉的國(guó)家之一,到1977年,美國(guó)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(guó)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(zhǎng)的氮.磷等營(yíng)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(guó)家，每年大約用3億m'處理過的污水用于度為15~59 mg/L和30~34. 6 mg/L4.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(guó)有28mg/L考慮,若灌1 500 m? /hm2污水,則相當(dāng)于108 kg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 ~ 320 kg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20 cm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)是引人農(nóng)田進(jìn)行灌溉水稻或果園。相對(duì)于2.1.2污水灌溉的治污效應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家來講,發(fā)展中國(guó)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。污水灌人農(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，在土粒表面形成薄膜，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.巴充滿了微生物，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(guó)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-系列物理化學(xué)物、防護(hù)林，甚至有的國(guó)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(guó)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,污水流人麥田5~7 d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- -,污水灌溉的節(jié)肥、增94%, B0D3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20 mg/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年污衢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(guó)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.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(guó)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(guó)家的城市污水三級(jí)處理國(guó)污水灌溉面積已增加到18萬hm'。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(guó)56% .芬蘭87%、挪威75%,美國(guó)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(yíng)養(yǎng)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng).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(zhǎng),到1980年全國(guó)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133. 3萬hm2 ,1991年又發(fā)展到306.7 萬hm'。由于污水的成去除率分別是傳統(tǒng)二級(jí)生物處理的2.2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(guó)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(yǎng)物又報(bào)1994年報(bào)道.我國(guó)不適當(dāng)?shù)奈鬯喔纫咽?6萬hm?耕地受是作物生產(chǎn)所需的良好肥源，如果全國(guó)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(guó)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361. 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)重矩缺的黃、淮、海遼四大流城。染,直中國(guó)煤化工安全。2污水灌溉的利與弊2.2.1MHCN M H G灌溉水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo),造=化2.1污水灌 溉的優(yōu)勢(shì)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)污水的污水游溉,既可以在- -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仵峰等13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(guó)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(zhǎng)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(shì)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- - 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(yíng)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(yíng)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(zhǎng)發(fā)育受阻，作物生長(zhǎng)緩慢,產(chǎn)最降低，還可能引起中營(yíng)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(guó)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(guó)家,污水通常是處理后再灌溉,引用未被勢(shì)必會(huì)影響人體健康。處理的污水進(jìn)行灌溉,在許多國(guó)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(shì)印度巴基斯坦和我國(guó),污水處理率卻很低，在. -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(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家，是世界13個(gè)貧水國(guó)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2 100 m' ,接近國(guó)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目前我國(guó)水資源開發(fā)利用率已達(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?，F(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(guó)的污水灌混面積在逐年擴(kuò)大.甚至有重,全國(guó)已有18個(gè)省(市、區(qū))嚴(yán)重缺水。農(nóng)業(yè)用水形勢(shì)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(guó)農(nóng)業(yè)年缺水量300多億m'.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(guó)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,用它來代替清沽的水源供水,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(guó)水資源8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(shì)。量也在不斷增長(zhǎng)。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(guó)廢污水排放總量631億m' ,處理率20%左右。預(yù)計(jì)到做好,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)1 370億m' .處理率為95%,按照回全國(guó)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m' ,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)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3.2污水灌溉有 助于解決水污染隨著城市化進(jìn)程的加快,我國(guó)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(guó)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(guó)糧食和環(huán)境占水資源總量的2. 2%。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,危參考文獻(xiàn): .害城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境。全國(guó)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)田灌慨水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),75%以上的湖泊水質(zhì)受到嚴(yán)重1]喬麗,宮輝力,趙文吉,等再生水農(nóng)業(yè)灌溉的研究[J].北京水污染。近年來,國(guó)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(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)比較與認(rèn)識(shí)[J].水利水電科技進(jìn)展,2004,(4);49-53.上,我國(guó)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[3] 張黑觀，呂擔(dān)立后*鑿海內(nèi)業(yè)枯術(shù)授討[J].人民黃河,2004,26恕誠(chéng)部長(zhǎng)在中國(guó)水利學(xué)會(huì)成立70周年大會(huì)上所做的學(xué)術(shù)報(bào)告中國(guó)煤化工《水環(huán)境承載能力分析與調(diào)控》中指出，“我國(guó)的水污染問題已4]HYHC N M H G中國(guó)水利203.(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!”s] 楊華鋒,馮紹元北京市城近郊區(qū)污水灌溉農(nóng)田發(fā)展過程探討發(fā)達(dá)國(guó)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[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2005,(8).