王魯偉
(臨沂市水利工程保障中心,山東 臨沂276000)
土壤是經濟社會可持續發展的物質基礎,自然界中各種動物和人體健康都與土壤中污染物息息相關,關系生態文明建設。土壤水溶解有各種無機有機物質,水質對土壤物理、化學及生物性狀有重要的作用。農業生產中,灌溉、施肥、用藥、覆膜等活動都是污染物進入耕地的途徑,利用受污的水灌溉農田是造成土壤污染的一個重要途徑。河流湖泊存在不同程度的污染,影響農業灌溉水的水質,長期使用有污染的水進行灌溉會影響土壤正常功能,污染土壤,降低作物產量和質量,還通過糧食、蔬菜,水果等間接影響人體健康。農田灌溉水水質影響農業生產條件、生態環境和人民身體健康。
1)持久性污染。自然條件下難以降解有機物,如POPs有機氯農藥、石油類、揮發酚等。有機氯農藥包括氯丹、七氯、滴滴涕、六氯代苯和毒殺芬等,這些農藥非常難于降解,并且通過生物鏈影響食品安全。石油類可以溶解態、乳化態和分散態存在于廢水中,大量灌溉會導致土壤的礦物油積累,尤其是強致癌物質苯并芘污染。揮發酚在灌溉水中濃度達50~1 000 mg/L,可影響作物的正常生長和產量,甚至造成死亡。灌溉水中的LAS,趨向聚集或吸附土壤粒子界面上,會導致土壤界面張力的降低,并且改變土壤粒子表面電荷和親水特性,使土壤持留水分的能力下降,引起土壤顆粒膨脹、分散,對作物的生長和發育能產生明顯的影響,LAS>15 mg/L水稻根部出現斑點,莖葉生長受阻,LAS>5 mg/L蘿卜根苗生長受阻。
2)非持久性污染。由于生物作用會逐漸減少氨氮、COD、Bod,土壤中過量的氨氮通過微生物的硝化轉化為硝酸鹽、亞硝酸鹽,污染地下水,危害人體健康。Bod5過多的有機物導致土壤滲透能力差,影響光合作用和酶的活性,影響作物細胞膜的功能,干擾作物對水分的吸收,導致作物生長緩慢。灌溉水中COD含量會直接影響作物的生長,小麥的水培、土培及盆栽試驗表明,其株高、穗長、平均分蘗數均隨COD的升高而下降、變劣,且COD濃度較高時會造成小麥的不同程度減產。
重金屬污染主要包括汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性顯著的元素,以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養失調,鎘、汞等元素在作物籽實中富集系數較高,通過食物鏈進入人體后,潛在危害極大,汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動,影響氮素供應。
灌溉水質中病原體污染物以大腸菌群和蛔蟲卵數為衛生檢驗的主要指標。某些血清型大腸桿菌可引起水瀉、嘔吐等癥狀,危害人體健康。糞便污染是蛔蟲傳播重要途徑,通過糞便污染土壤、水體、食物等,進入人體可引起相應的疾病。
懸浮物影響(ss),土壤使用含有大量懸浮物水灌溉,會增加土壤容重,堵塞土壤孔隙,破壞土壤結構,出現板結現象,土壤肥力降低,呈現厭氧狀態,會導致幼苗和植株死亡。作物適宜生長pH值范圍為6.0~7.5,當灌溉水pH<5.5時土壤中硝化細菌的硝化作用減弱,氮肥得不到充分釋放,磷酸鹽的肥效降低,鈣鎂等易遭淋失,同時酸性條件下土壤中重金屬可溶性提高,易被作物吸收,pH>8.5時氮肥容易氨化,對作物根系有抑制作用。全鹽量,灌溉水中過高的全鹽量使土壤鹽分的積累,導致土壤鹽漬化,容重增加,適耕性變差,影響根系對養分、水分的吸收,引起僵苗死苗。灌溉水中氯化物濃度過高會引起土壤中氯化物的含量增加,使植物生長處于明顯的抑制狀態。灌溉水中含有硫化物使土壤有臭味,灌溉水在硫化物達到5 ml/L時會對土壤和地下水造成污染。
加強農田灌溉水質管理,防止土壤、地下水和農產品污染,對保障人體健康、維護生態環境、促進經濟發展具有重大意義,國家先后制定了《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國農業法》《中華人民共和國基本農田保護條例》《土地管理法》《土壤污染防治法》,組成農業土壤防治的基本框架,同時針對污水灌溉對土壤污染補充完善了《中華人民共和國水法》《中華人民共和國水污染防治法》等相關內容,以及《土壤環境質量標準》《農田灌溉水質標準》《城市污水再生利用農田灌溉用水水質》一系列水質標準、水污染排放標準和地方性水污染防治法規,農田灌溉水污染法初步形成了體系。
1)建立部門間溝通協調機制、數據信息共享機制,建立受污染河水灌溉農田的基本情況底冊,分清污染和尚未污染的農田分布,掌握農灌水水源的水質情況。對一些未受污染、微污染農田的灌溉取水要加強監管力度,增加灌溉水源河道上下游設置監測斷面。在河道水用于灌溉之前,對水體進行調查、取樣、分析、評價,尤其加大對汞、鎘、鉛、砷、鉻等毒性較強、對人類健康危害較大的重金屬污染物質監測頻次。
2)增強科學灌溉方式和管理制度。根據污染程度劃分出不同污染程度的土壤環境質量類別分布圖,主要分為未污染、微污染、輕度污染和中度污染4個類別。在對河流水質狀況進行調研分析的基礎上,確定不能作為農灌水水源的河流分布圖,以及重點農田保護區域。加大宣傳使用污染河水灌溉農田的危害力度,樹立警示牌標明灌溉水源,防止污水澆灌導致新增土壤污染。水利及灌區管理單位根據灌溉水質和土壤性質合理規劃,科學地制定灌溉方式和管理制度,引導農戶調整種植結構,避免部分污染物質長期超標,減少危害物質富集農產品質量安全;制定科學的輪作制度,充分利用土壤自凈作用,消除某些污染物的毒害。
3)優化水資源管理,實現再生水利用,緩解農業用水緊張。根據地區水資源情況,合理選擇污水廠規模和工藝,提高污水處理要求,使中水符合農田灌溉水質標準,建立管理體系實現污水可持續回用,實現污廢水資源化利用,有效解決農業用水不足重要途徑,同時不斷改善用于農田灌溉水的中水水質標準,有效避免中水再次發生污染。
引導社會廣泛參與灌溉水質防治工作,支持公益環保維權,提供專業知識,幫助界定污染行為與土壤污染結果之間有必然聯系,增強依法維權的途徑,通過環境公益訴訟的方式來實現防治灌溉水污染土壤的目的。各相關部門環保、農業、水利、國土等之間要統一協調配合,聯合執法共同監督,確保土壤質量不被劣質灌溉水污染。