污水灌溉的思考

节水灌溉●2007年第5期11文章编号: 1007- 4929<200)05- 011-03污水灌溉的思考宰松梅'2,王朝辉' ,仵峰2,庞鸿 宾?(1.西北农林科技大学资源与环境学院,陕西杨凌7121002.水利部农田灌溉研究所,河南新乡453003)摘要:随着农业灌溉水资源的日益紧缺,污水灌溉在我国普遍存在。在简要回顾国内外污水灌溉发展的历史与现状的基础上,从污水灌溉的农业效益、治污效应、经济效益等方面分析了污水灌溉的优势，同时，也指出了污水灌溉潜在的危害,不合理的污水灌溉易引起水土环境恶化、农产品品质下降。从缓解农业用水紧缺,解决水污染等方面分析,认为污水资源化是未来灌溉发展的必然趋势。因此,应当正确认识污水灌溉“堵”与“疏”的问题,引导污水灌溉的规范化、科学化、健康化发展。关键词:水污染;污水灌溉;污水资源化中图分类号:S273.5文献标识码: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灌溉在我国农业生产中历来占有着重要的地位。发展澈的问题。微农业,离不开水资源。农业用水紧张由来已久，且随着工业1污水灌 溉的历史与现状化、城市化进程的加快,水资源“农转非”成为必然，缺水、水污染和农业用水效率偏低等问题相互交织,水资源危机已成为我19世纪,随着工业的飞速发展,废污水量越来越多,同时缺国农业持续发展的重要制约因素。利用污水进行瀌溉在我国水的问题也日益显现,人们开始了利用污水。水的重复利用始普遍存在,污水灌溉成为缓解农业水资源紧缺的重要途径，但于农业灌溉,初期的污水灌溉多是自发的、无计划地利用,人们同时也带来了一-系列的环境问题。在建设“资源节约型、环境并没有意识到污水灌溉会带来-些健康危害等问题。由于无友好型社会”的今天,污水灌溉面临着“灌与停”的选择,能否应计划的污灌污染了饮用水源,1840~ 1850年爆发了亚细亚衢乱用污水进行灌溉,怎样进行合理的污水灌溉?是需要深人思考与伤寒症。此后,污灌的污染问题得到关注,人们开始采取措收稿日期:2006-12-08基金项目:国家自然科学基金项目(40671107和30370843);教育部新世纪优秀中国煤化工农林科技大学拔尖人才支持计划。:MYHCNMHG作者简介:宰松梅(1970-),女,副研究员,博士研究生,主要从事节水灌溉与劣质水村用万四的研究。通讯作者:王朝辉(1968-),男,教授,博士生导师,主要从事早地水肥管理及其生态环境效应、施肥与农作物营养及卫生品质等方面的教学科研工作，12污水灌溉的思考宰松梅王朝辉仵峰等施对污水进行处理后灌混。发达国家再生水灌溉利用的系统面,又可以利用土壤微生物和农作物的净化作用，在增加土壤研究开始于1970年前后,到1995年已经建立比较完善的再生肥力的同时,消除污水中的污染物。水灌溉利用技术、法律、规范、标准体系。美国是世界上较早进.1.1 污水灌溉的农业效益行污水灌溉的国家之一,到1977年,美国有357个城市实现了污水灌溉不仅可以弥补灌溉水资源不足,其中含有的碳水污水处理后再利用，其中回用于农业占58. 3%,回用于工业占化合物、蛋白质、脂肪等在土壤微生物的作用下被分解氧化,生40.5%。目前美国50个州中有45个州采用处理后的污水进成可供作物生长的氮.磷等营养元素,用以增加作物的产量和行灌溉,60%的再生水用于农业灌溉°。以色列是世界上污水提高作物的质量。通常情况下一级处理污水中氮、磷的平均浓利用程度最高的国家，每年大约用3亿m'处理过的污水用于度为15~59 mg/L和30~34. 6 mg/L4.按较低值15和30农业灌溉,占总用水量的1/6,污水总量的46%。全国有28mg/L考虑,若灌1 500 m? /hm2污水,则相当于108 kg硫铵和500hm2的棉花全部用处理后的污水进行灌溉,城市园林80%225 ~ 320 kg过磷酸钙的肥效,完全可以满足作物的需要。另以上是采用处理后的污水结合现代灌溉技术进行灌溉[2。日有资料证明,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,以有较多的“中水道"供生活杂用而著土壤20 cm深处的有机物含量是灌溉前的7倍;污水灌溉26称,约占污水回用总量的40% ,从1997 年开始实行农村污水处年后,土壤中的氮、磷.钾含量可分别提高3、4和6倍多。合理理计划,到目前为止,已建成约2000个污水处理厂,处理后的污灌,可以改善土壤理化性质.增强土壤肥力,提高作物产量。污水水质稳定,多数是引人农田进行灌溉水稻或果园。相对于2.1.2污水灌溉的治污效应经济发达的工业国家来讲,发展中国家在大面积污水灌溉方面土壤是一个巨大的天然细菌床。污水灌人农田后,其中悬起步较晚。但随着城市规模和工业生产的不断扩展，也越来越浮物质和胶体被土壤截留，在土粒表面形成薄膜，这层薄膜里重视污水灌溉。如埃及.突尼斯、沙特阿拉伯、阿曼、科威特.巴充满了微生物，能吸附污水中的有机物质.再加上太阳暴晒、空林、摩洛哥、伊朗、苏丹等国都曾利用污水灌溉公园、绿地、谷气氧化、植物与微生物吸收.降解、化学分解等-系列物理化学物、防护林，甚至有的国家用污水灌溉蔬菜。和生物化学变化，使一些有毒有害物质(如重金属、悬浮颗粒我国利用生活污水和人畜粪尿灌溉农田的历史悠久。自等)失去原有活性或被降解,生成难溶态物质被固定于矿物成1958年开始规模化的引污灌溉。从20世纪50年代末至60年分中。研究表明,污水流人麦田5~7 d后,悬浮物降低75%~代初,当时城市污水的水质成分相对单- -,污水灌溉的节肥、增94%, B0D3降低72%~97% ,氨氮降低85% ,酚.氰降低98%，产效益显著,又为工业废水找到出路,普遍认为应当大力发展，含三氯乙醛20 mg/L的污水灌入麦田5d后全部消失。安全污水灌溉开始起步。由于当时废污水排放量不大,到1963年污衢能够有效地降低污水中的有害成分，减少污灌区内污染的全国污水灌溉面积仅有4.2万hm2,污水灌溉对农村水环境影发生,保障人畜安全。响并不明显。20 世纪60年代后期到70年代初中期，由于废污.1.3 污水灌溉的经济效益水排放量日益增多,农业用水也日渐紧张，许多大中城市近郊发达国家的实践证明,传统的二级处理只能延缓水污染的和工矿区附近的农田越来越多地利用污水灌溉,到1976年全进程。20世纪90年代初,几个发达国家的城市污水三级处理国污水灌溉面积已增加到18万hm'。在污水灌溉稳步发展的率占总处理率的比例(服务人口与总人口比)为:瑞典93%、瑞同时,人们对污水灌溉造成的水.土.粮污染开始产生怀疑,污士70%、德国56% .芬兰87%、挪威75%,美国和加拿大分别为染问题逐步引起了社会的关注。20 世纪70年代后期以来,随39%和44%。但是采用三级处理,去除污水中的氮、磷等营养着国民经济的快速增长.城市及工业规模迅速扩大,污水排放物,需要昂贵的设备.化学品、能耗和费用。污水灌溉在某种程量激增,污灌面积快速增长,到1980年全国污水灌溉面积达度上可以代替污水三级处理,污水土地处理系统对氮,磷、钾的133. 3万hm2 ,1991年又发展到306.7 万hm'。由于污水的成去除率分别是传统二级生物处理的2.2倍、3.3倍和4.3倍,而分复杂,大部分废污水未经处理直接用于灌溉,不仅造成了部且能耗只有传统处理的约1/10,基建投资为1/2~ 1/3,运行费分农田严重污染，而且对农村水环境构成了威胁。据中国环境用为1/3~1/5.在减少投资的同时,污水中的氮、磷营养物又报1994年报道.我国不适当的污水灌溉已使66万hm?耕地受是作物生产所需的良好肥源，如果全国污水利用总量按500亿到重金属和有机化学物质污染。污染问题使得众多专家.学者t计,可相当于减少生产440万t化肥的能耗。因而污水灌溉不得不对污水灌溉叫停.但在水资源紧缺的多数灌区,污水灌还有着可观的经济效益。溉实际上处于“明降暗升”的局面。另外,由于污水处理不彻2.2 污水灌溉潜在的危害底,城市污水排入河、渠,致使多数灌区水源污染，间接或被动污水灌溉虽然具有巨大的农业、治污和经济效益,随着我的污水灌溉也无处不在。截止2004年污水灌溉面积达到了国工业化进程的加快,水中污染物浓度增高,有毒有害成份增361. 84万hm2 ,占灌溉总面积的7.33%,其中90%左右分布在加。若不加严格管理,可能造成土壤、作物及地下水的严重污水资源严重矩缺的黄、淮、海辽四大流城。染,直中国煤化工安全。2污水灌溉的利与弊2.2.1MHCN M H G灌溉水质严重超标,造=化2.1污水灌 溉的优势成农田、地下水严重污染。目前,在污水灌溉应用中,对污水的污水游溉,既可以在- -定程度上缓解农业水资源紧缺的局种类以及来源并没有足够重视,污灌前普遍缺少必要的污水预污水灌溉的思考宰松梅王朝辉仵峰等13处理措施，大部分污水未经处理直接排放,或者污水处理技术二级、三级处理。而我国目前的状况是,污水处理厂并未得到普水平较低,不能满足灌溉水质要求。在这样的情况下,长期进及,甚至有些地方虽然建了污水处理厂,但因运行费用较高而处行超标污水灌溉,土壤中的有机污染物及重金属含量大大超过于停工状态,不仅没能解决水污染问题，还造成了很大的浪费。了土壤吸持能力及作物吸收能力,势必造成土壤污染,引起土每年排放的城市污水中,仅有很小一部分是经处理后排放的,在壤物理性状恶化.次生盐碱化等- - 系列的生态环境问题。如果经过处理的部分中,也仅有很小一部分是经过二级处理的。即地下水埋深较浅,还容易造成地下水污染。便是经过二级处理的城市污水,也还含有大量的氮、磷等营养2.2.2不合理 的污水灌溉，使农产品品质下降物，极易引起地表水体富营养化。因此,从污水处理(处置)的角研究表明,不合理的使用污水灌溉会使农作物叶片和器度看,污水灌溉是费用低廉的污水处理和处置手段，也是对污水官受害,生长发育受阻，作物生长缓慢,产最降低，还可能引起中营养物的充分利用。开展污水灌溉,采用治理与利用相结合农产品蛋白质含量下降。此外,不合理的污水灌溉，会导致污的技术路线,是解决我国水污染问题的有效途径。水中的有害物质(如生物难以降解的人工合成有机毒物、重金4污水灌溉的“堵”与“疏”属元素以及某些致病微生物和病毒等)在植株中积累，会使产品品质下降,特别是重金属的积累，如果通过食物链进入人体，在欧、美等发达国家,污水通常是处理后再灌溉,引用未被势必会影响人体健康。处理的污水进行灌溉,在许多国家都被认为是非法的。但是在3污水资源化是未来灌溉发展的必然趋势印度巴基斯坦和我国,污水处理率却很低，在. -些缺水地区，农民私自接入城市污水管道,截流污水灌溉作物的实例不胜枚3.1污水灌 溉有利于缓解农业用水紧缺举。新浪网报导，2004年8月10 日,重庆市石壕煤矿运行了我国是一个水资源匮乏的国家，是世界13个贫水国之一。22年的污水处理站被迫停止运行,这是由于某些村民窃取污水人均水资源占有量2 100 m' ,接近国际标准严重缺水的边缘。灌溉农田造成的。另外,高度污染的河水也常常作为大型灌溉目前我国水资源开发利用率已达19.0%,接近世界平均水平的项目的主要水源,间接污水灌溉无处不在。现状是随着农业可3倍。同时，由于水资源时空分布极度不均,区域性缺水更是严供水资源量的减少,我国的污水灌混面积在逐年扩大.甚至有重,全国已有18个省(市、区)严重缺水。农业用水形势更是不的农民明知道存在着污染,但在没有污水就没有粮食的自然条容乐观，据专家估算,我国农业年缺水量300多亿m'.解决农件下,污水成为农民生产粮食的根本生计,成为社会的稳定因业用水的不足,必须开源与节流并举。实践证明,经过处理.达素。据统计,我国目前的绝大部分农业灌溉用水由各水利工程到一定标准排放的污水是宝贵的资源,用它来代替清沽的水源供水,污水灌溉的比例仅为7. 3%,发展潜力很大。可以预见, .进行灌溉是一种行之有效的开源措施。在全国水资源8益短缺的情况下,在没有灌溉就没有产量的自在城市生活用水和工业用水不断增加的同时，废污水排放然条件下,污水农业利用是一种不可阻挡的必然趋势。量也在不断增长。如果对这些废污水进行适当处理，达到灌溉在“堵”与“疏"的问题上,首先,要认识到污水是一种有价水质标准,即可成为水量稳定、供给可靠的灌溉水源，可以在很值的资源.承认污水灌溉了很多农田,在保证和发展农业灌溉、大程度上缓解农业用水的紧缺状况，节约大量淡水资源。2002增加粮食产量方面做出贡献的实事;更要帮助农民把污水灌溉年全国废污水排放总量631亿m' ,处理率20%左右。预计到做好,兴利除弊,科学适度地开展污水灌溉,保证污灌区饮水及2050年,污水排放量将达1 370亿m' .处理率为95%,按照回全国蔬菜及粮食作物安全。其次,应明确污水灌溉在水资源配用率50%计算.则可替代的水资源量为650亿m' ,基本上与黄置中的地位,健全污水灌溉的规范化管理体系。在应用污水灌河的年径流量相当。溉时，要大力推行灌溉污水预处理技术,严格控制污水排放标准;针对不同的土壤土质、农作物地下水、气象条件,制定和落3.2污水灌溉有 助于解决水污染随着城市化进程的加快,我国的水污染日趋严重,生态环实科学的污水灌溉制度和污水灌溉技术,引导污水灌溉的规范境日趋恶化。2002 年,我国城市和农村工业以及生活污水排放化、科学化，促进污水灌溉的健康发展,为解决我国粮食和环境占水资源总量的2. 2%。大量的废污水未经处理或处理未达标安全提供一条新的途径。就直接排入天然水体和引灌农田,污染了水体和农田土壤,危参考文献: .害城乡生态环境。全国符合饮用水标准的仅占1/3,11%的河流水质低于农田灌慨水质标准,75%以上的湖泊水质受到严重1]乔丽,宫辉力,赵文吉,等再生水农业灌溉的研究[J].北京水污染。近年来,国家投入了大量的财力治理水体污染,但水污利.2005,(4);13- -15.染现象只是局部有所改善,整体上仍在持续恶化。在某种程度2] 彭世彰.丁加丽.国内外节水灌溉技术比较与认识[J].水利水电科技进展,2004,(4);49-53.上,我国的水污染仍存在规模大、普遍性和严重性等现实。汪[3] 张黑观，吕担立后*凿海内业枯术授讨[J].人民黄河,2004,26恕诚部长在中国水利学会成立70周年大会上所做的学术报告中国煤化工《水环境承载能力分析与调控》中指出，“我国的水污染问题已4]HYHC N M H G中国水利203.(6),35-十分严重,其造成的严重后果不亚于洪灾和旱灾,已经到了迫在眉睫、非解决不可的时候了!”s] 杨华锋,冯绍元北京市城近郊区污水灌溉农田发展过程探讨发达国家处理污水的经验是修建污水处理厂,对污水进行[J].中国农村水利水电,2005,(8).