污水灌溉的安全性研究

張珅　盧亞峰

摘 要：在全世界范圍內，僅用在農業灌溉上的水占了世界水資源70%的水量。而當今社會又是一個淡水資源匱乏，各種水污染事件頻發的世界。美國優先使用了污水灌溉，在一定程度上緩解了用水問題。我國水資源總水量多，人均少，南北分布不均勻，對于以農業為主的中國是個巨大的挑戰。近年來我國使用污水灌溉技術取得了很大的進步，節約了水資源同時實現了水的可持續發展。在進步的同時也出現了一種質疑，污水灌溉是否安全，對人體健康有沒有影響，這值得我們研究。

關鍵詞：污水灌溉；環境問題；安全性

1 污水灌溉研究背景

1.1我 國水資源情況

我國是一個人均儲水量低南北分布不均勻的國家。南方降水量多，洪澇災害嚴重；北方降雨量少，干旱頻發。目前我國年缺水總量約為300億至400億立方米。我國城鎮污水排放量逐年增加，2010 年我國污水排放總量為 617.3億t，比上年增加4.7%。缺水的同時水污染不斷加重，嚴重影響了我國的經濟發展。

1.2 污水灌溉的定義

污水灌溉是指以經過處理加工并達到灌溉水標準要求的水源進行灌溉。因為城市污水中含有大量的氮、磷、鐵等營養元素，所以使用污水灌溉可以節省有機肥，降低成本。污水灌溉的水主要來自生活污水與工業廢水，并且近來科技的不斷發展水中含有的砷、鎳、鎘等有害元素也會對人類有很大的危害。要想加大污水灌溉就必須加強對污水的處理。

1.3 我國污水灌溉的發展

相對于最先運用污水處理的美國、德國、日本等國，我國的起步比較晚。我國污水灌溉分為四個階段：自發階段（1957年以前） 、初步發展階段（1957—1972年） 北京附近地區利用生活污水與工業廢水自發開始農田灌溉、迅速發展階段（1972年—20世紀末）為了給農田增加農肥尋找出路，污水灌溉開始迅速發展、理性發展階段（21世紀初至今）隨著污水處理技術的進一步提高，極大的加強了污水灌溉的迅猛發展而且土壤污染也相對減少。

2 污水灌溉的影響

2.1 地下水的影響

2.1.1污水灌溉的滲入機理

污水灌溉對地下水的滲入機理是污水先將上層的土壤淋溶，滲透水及水中的重金屬離子隨之向下層淋溶，由于下層土壤的淋溶逐漸減弱所以在土壤下7-8米處，灌溉的淋溶作用基本消失。所以地下水位在七米以上的地下水容易受污水的影響。

2.1.2地下水的污染因素

地下水被污染主要是受污水中的C、N、S、H元素的影響。其中氮的污染是因為，交換性陽離子銨態氮一般在土壤水由上層土壤到下層土壤的入滲過程中易被土壤吸附，遷移能力差，移動性弱不易進入地下水中；而氮素的最終產物，經硝化、土壤及植物消解吸附作用轉化的硝態氮為陰離子，移動性較強且不易被土壤吸附，易被淋洗至深層土壤或地下水中導致氮污染。而磷的污染主要是因為污水中的磷主要是以溶解性磷的形式存在（Biswar的研究表明），從而容易和污水中的鐵、鈣離子發生逆反應從而降低了土壤中的磷含量，就目前來說，磷的污染較小。

2.2植被的影響

為了了解污水灌溉是否對植被有影響西藏大學農牧學院對青稞和油菜的漲勢進行了分析及對照。研究通過對植被葉子的面積大小（葉子面積越大，光合作用越強，植被生長越好）發現只有在適當的污水濃度下，植被才能快速生長。如果污水濃度過高或過低都會對植被的生長產生一定的影響。周新偉，沈明星等對白菜用污水灌溉進行了實驗，實驗發現再生水替代化肥的各處理間產量達顯著差異（P<0.05），其中以再生水氮替代率55%處理產量最高，其次是替代率44%處理。本研究采用等氮量原則研究了生活源再生水中氮對化肥的替代效應，結果表明，采用44%～77%再生水氮素替代化肥氮，對白菜的產量、葉片葉綠素、維生素C、硝酸鹽含量的影響不大，可以明 顯提高可溶性糖含量，可見，再生水具有較高的肥效。

但是我們同樣應該意識到如果污水處理不夠徹底植物吸收了污水中的重金屬等有害物質，這些有害物質將隨著植被進入人體內，對人體產生危害。同時有實驗證明長時間用污水灌溉，植被將會生長緩慢，漲勢變差，葉子發黃。

2.3 土壤的影響

污水灌溉會破壞土壤的酸堿平衡，長期污灌下污水中較高的全鹽量會使土壤發生次生鹽堿化，總堿度和鈉堿度急劇升高，進而導致土壤板結、土壤滲透性降低。但是石河子大學水利建筑工程學院藍明菊，李明思等人對土壤的保水性能進行了實驗，污水灌溉增加了土壤的粘性，使土壤的持水性能增加。灌水的初期對土壤有一個密實作用，多次灌水會使持水率增高，但是田間持水率并非隨著灌溉次數的增高而增高，而是穩定在一個數值。

人們總擔心污水灌溉是不是對土壤中的微生物有一定的影響，土壤中含有大量的微生物，他們作為分解者在土壤中的轉化起了至關重要的作用。可以說沒有土壤微生物的存在，就不會有高等生命的存在。土壤中微生物的組成和數量與作物的生長有著密切的關系，尤其是在作物根部周圍的微生物，它們能直接將根系周圍的有機物轉化為作物可以吸收利用的無機物，并且可以產生生長刺激素和抗生素，從而抑制病原微生物生長，刺激作物生長。正是因為土壤微生物與作物生長有這種密切的關系。所以在這里對污水灌溉區土壤中不同微生物類群數量的變化與非污水灌溉區作一比較，我們發現 土壤中的微生物與污水灌溉并沒有太大的關系，但是我們也一定要對污水中的重金屬離子進行防范和消除。

3 總論

我國的水資源狀況，水資源短缺，分布不均給生產生活帶來了很大的考驗，研究開發污水灌溉就是希望解決這一問題，污水灌溉可以節約成本，當有機肥使用，更可以節省淡水的浪費，但我們同時也應該意識到污水灌溉由于污水處理的不成熟帶給了我們很多安全問題。近幾年以來由于污水灌溉引發的食物中毒事故頻發，如2013年5月24號湖南毒大米事件，化工廠附近農民用污水灌溉結果使大米中重金屬含量超標。2005年3月污水灌溉使山西千畝麥田顆粒無收。但是我們從上文中可以看到，決定污水灌溉是否可行的是污水處理技術的成熟。在目前的污水處理中脫氮除磷如使用A2O可以有效的降低水中的N、P含量。在灌溉農田前首先應該了解當地的水質標準，確定污水是否可以農用而不是盲目灌溉。同時污水處理廠應該提高本廠的污水處理技術，國家應該加強投入并采取相關的強制措施等，這樣在多方面協作下污水灌溉技術的研究應用將會發展更快，前景更為廣闊。

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