河北省邢臺市污水灌溉研究

趙英娜 鄭世澤

（1.河北省邢臺市水務局 河北 邢臺 054001；2.河北省邢臺水文水資源勘測局 河北 邢臺 054000）

1 邢臺市水資源概況及污水利用情況

邢臺市地處河北省南部，多年平均年降水量為525.1mm。地表水資源先天不足，按2008年人口、耕地面積統(tǒng)計，邢臺市人均年擁有水資源量196m3，耕地平均水資源量8.5m3/hm2，均不足全國平均水平的9%，資源型缺水的局面非常突出。除個別大水年份外，大多數(shù)年份地表水資源量已經(jīng)全部消耗利用，地下水資源成了維持需水量的主要水源，據(jù)調(diào)查計算全市1991年～2000年年平均用水量18.98億m3，其中地表水總用水量2.99億m3，地下水用水量15.99億m3。進入20世紀80年代以來，整個平原區(qū)的深、淺層地下水處于全面超采狀態(tài)。水危機已影響到社會、經(jīng)濟和環(huán)境的方方面面，水資源短缺已是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。面對嚴峻的現(xiàn)實，只有堅持開源、節(jié)流、保護并舉，才能緩解供需矛盾。適當利用城市污水進行農(nóng)業(yè)灌溉，是解決資源性缺水的重要途徑。

邢臺市污水來源于石家莊市及本區(qū)域內(nèi)工礦企業(yè)廢水排放和生活污水排放，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。據(jù)統(tǒng)計，2000年污水利用量為0.85億m3，1991年～2000年全市平均提取污水量0.74億m3。

2 污水灌溉區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價

利用污水灌溉，提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了灌溉水源，減少了污水處理投資，減少了對地表水的污染。但是，土壤的凈化能力是有限的，而且污水成分很復雜，因此，污水灌溉必須具有以下條件：灌溉污水應達到污水灌溉水質(zhì)標準；根據(jù)灌溉渠的地質(zhì)條件，確定灌溉方式和管理制度；控制灌溉水量等。

在牛尾河、滏陽河、洨河等沿河兩岸的農(nóng)民習慣于用河水灌溉農(nóng)田，由于河水的污染，使用污水灌溉會產(chǎn)生許多負作用。長期不合理的污灌，會超過土壤的自凈化能力，導致土壤板結(jié)，降低土壤的透氣性，影響產(chǎn)量；而且還會使糧食吸收有毒元素，危及人體健康；甚至在使用了污染嚴重的水灌溉后，可能使農(nóng)作物嚴重減產(chǎn)或絕收。1993年平鄉(xiāng)縣使用老漳河中的污水灌溉，造成1333hm2，小麥絕收，直接經(jīng)濟損失800多萬元。將污水集中灌溉區(qū)寧晉縣和新河縣交界地河北省艾辛莊水文站附近作為實驗區(qū)，收集了2006年、2007年度的水質(zhì)和土壤環(huán)境質(zhì)量資料進行分析評價。

2.1 灌溉污水評價標準

2.1.1 評價因子

評價因子主要依據(jù)當?shù)囟嗄晡鬯Y料，對照農(nóng)灌水質(zhì)標準如下：化學需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD）5、揮發(fā)酚（C6H50H）、氰化物（CN）、砷（As）、汞(Hg)、六價鉻（Cr+6）、鎘（C）d、鉛（Pb）、銅（Cu）、鋅(Zn)、硫化物（S）。

2.1.2 評價標準與方法國家糧食衛(wèi)生標準GB2715-81。二是糧食污染起始值。

以單因子評價為主，計算單項污染指數(shù)Pi和污染超標率；同時計算綜合污染指數(shù)P。計算公式如下：

式中，Ci——某元素濃度實測值；

C0i——評價標準；

N——評價因子數(shù)；

x——污染物檢出超標個數(shù)。

2.2 污灌區(qū)灌溉水質(zhì)量評價

具體成果見表1。由表1可以看出，污水中絕大部分污染物含量均符合農(nóng)田灌溉標準Pi＜1，但化學需氧量、硫化物及六價鉻超標率分別為100%、30%、20%，綜合污染指數(shù)0.793。實測資料表明，石家莊和邢臺市排放的污水，經(jīng)過100km長距離輸送和存儲的自然凈化作用，起到了對污水預處理的作用，使污水水質(zhì)基本達到了農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準。

2.3 污灌區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評價

實驗區(qū)小麥收割后耕作層土壤污染

表1 污水灌區(qū)水質(zhì)評價成果表 （mg/L）

污水水質(zhì)評價標準采用我國農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5084-92。土壤環(huán)境評價標準采用兩個標準：一個是土壤環(huán)境容許量，二是土壤污染起始值，即清水灌溉實驗田監(jiān)測值加2倍均方差。地下水水質(zhì)采用兩個標準：一是農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準，二是飲用水衛(wèi)生標準GB5749-85。作物評價標準有兩個：一是物含量實測值見表2，與土壤環(huán)境容量比較，均在容許范圍之內(nèi)，與土壤污染起始值比較，Pi＜1，表明土壤在經(jīng)過長期污水灌溉后沒有產(chǎn)生污染積累。綜合污染指數(shù)為0.40。

2.4 污灌區(qū)地下水質(zhì)量評價

被污染的河水除直接蒸發(fā)滲漏外，大部分用于灌溉。這會使部分有害物質(zhì)積累在土壤中，通過降水入滲將其帶入地下污染地下水質(zhì)。污染的地表水要通過在含水層中一段距離的滲透，才能到達地下水面。在滲透的過程中，地表水中所含的某些污染物通過巖層自凈作用使其濃度逐漸降低。地表水中主要污染物為氨氮、揮發(fā)酚和COD，氨氮最大超標倍數(shù)為96.8（洨河），揮發(fā)酚最大超標倍數(shù)為89.8（汪洋溝），COD最大超過標準倍數(shù)72.6（汪洋溝）。污染強度主要取決于地表污水的污染程度和所含污染物的成分及污水量，還取決于河流沿岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水動力條件等。污染影響在沿河附近呈帶狀分布。

表2 耕作層土壤評價成果表 （mg/L）

3 污水灌溉對作物質(zhì)量影響評價

糧食作物子?；炠Y料見表3，由表可知，污灌區(qū)有害污染物含量均未超過糧食衛(wèi)生標準，且未超過污染起始值，說明該類型區(qū)的污水灌溉沒有對糧食作物生產(chǎn)造成污染。

4 污水灌溉效益分析

合理使用污水灌溉，起到了處理城市污水和緩解農(nóng)業(yè)缺水的作用，促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。2008年每公頃產(chǎn)小麥6750 kg，玉米8250kg，皮棉1248kg，比當?shù)睾底魑锩抗暜a(chǎn)小麥 1950kg，玉米 5250kg，皮棉 780kg，有較大的增產(chǎn)效益。

5 結(jié)論

污水灌溉具有明顯的優(yōu)點，它提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，減少了水體污染，減輕了污水處理投資，特別是把二級生化處理難于去除的氮、磷等營養(yǎng)物用來作為農(nóng)作物的肥料，同時又避免了水體富營養(yǎng)化。

（1）污水，特別是工業(yè)廢水應經(jīng)預處理，對其中污染物尤其是重金屬和生物難以降解的化學物質(zhì)作回收利用或適當處理，使其達到污水灌溉水質(zhì)標準。含有病原體的污水(如醫(yī)院、生物制品廠等)，必經(jīng)嚴格消毒后才能用于灌溉。

表3 糧食作物子粒化驗資料成果表 （mg/L）

（2）應根據(jù)灌溉區(qū)的土質(zhì)、地下水位、氣象、作物等情況進行合理規(guī)劃，確定科學的灌溉方式和管理制度。為了保證灌溉的長期性，減少污水灌溉對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的污染累積，建議采用清污輪灌或清污混灌的灌溉模式。

（3）選擇適宜的作物。主要適宜作物為玉米、小麥、棉花、谷子等農(nóng)作物。對于蔬菜種植，不易采用污水灌溉。

（4）控制灌溉水量，防止污水外溢和渠系滲漏。在地層裂隙、溶巖地區(qū)、易受淹的澇區(qū)、水源衛(wèi)生防護帶和含水層露頭處均不能采用污水灌溉。污灌區(qū)要同居民點保持一定距離，以免影響城市環(huán)境衛(wèi)生。陜西水利

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