污水灌溉问题分析及相应的解决措

摘要
随着经济社会的全面发展，水资源短期和水环境恶化已是我国面临的重要问题，将生活污水经一级强化处理后用于农业灌溉，是一项技术上可行，经济上合理的可实施方案，是今后解决干旱地区水资源短缺的重要措施，也是水资源可持续发展战略的必然趋势。

本文从几个方面讲述了污水灌溉中所遇到的问题及相应的解决措施，能够科学合理的引用污水灌溉。

关键词：污水灌溉存在的问题处理措施
Abstract
With the comprehensive economic and social development, water resources and water short-term environmental degradation is an important issue facing our country will be through an enhanced sewage treatment for agriculture irrigation, is a technically feasible, can be implemented economically reasonable solution to solve the future water shortages in arid regions important measure of sustainable water resources development strategy is the inevitable trend.This paper describes several aspects of sewage irrigation problems encountered and the corresponding measutosolve scientific and reasonable reference to sewage irrigation.
Keywords:Wastewater irrigation Problems Treatment measures
1前言
污水灌溉是将污水与农业用水结合起来的一种污水处理方式，同时又是一种开源节流的灌溉方式。

它是指利用经过处理的城市生活污水或某些工业废水进行灌溉，合理的污水灌溉既能满足农业对水的需求，又可以减轻对环境的污染。

我国水资源总量丰富，但人均占有量相对不足，且时空分布不均。

工业的发展离不开水，而农业的发展更需要水，工业、农业争水越来越成为社会发展的制约因素，特别是在我国北方干旱和半干旱地区，工业与农业争水的现象越来越严重，另一方面工业排放大量的污水，既污染环境，又浪费大量水源。

这也是我国许多地方特别是北方地区，这就是污水灌溉势在必行的原因。

2污水灌溉的发展
近几年来，污水灌溉不断发展，灌溉面积不断扩大，现在污水已经成为城镇近郊灌溉用水的重要水源，尤其是北方干旱缺水地区，水资源缺乏已经成为制约经济发展和影响人们生活的重要因素，将废污水开辟为第二水源、使废污水资源化，势在必行。

根据统计，污水灌溉旱田一般情况下可增产50%～150%，水稻可增产30%～50%，水生蔬菜可增产50%～300%。

废污水中一般含有大量的有机物，以蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮、氮、磷、钾等为多，废污水中还含有钙、镁、锰、铜、锌、钼等多种微量元素。

在全球水资源日趋紧张的情况下，污水灌溉有特殊的意义，许多国家都把废污水作为重要的灌溉水源。

例如，以色列80%以上的农业用水是经处理过的废污水；我国北方工业城市大同市根据1993年调查资料统计，年引污水量达1091万m3，污水灌溉面积约3333多hm2，占实际灌溉面积的1/3。

利用污水灌溉可节约肥料、增加产量，同时还可以节省劳力、改良土壤。

但是，随着工业特别是化工、冶金工业的迅速发展，工业废水所占的比重越来越大，加上缺乏严格的预处理，以致于污水中含有不少重金属和难降解的有机物质对土壤、农作物和地下水造成严重的污染。

来自有关部门的统计表明，每年我国消费者因食物残留农药和化学添加剂中毒的人数超过10万人。

利用未经处理的污水灌溉，特别是利用含有有害物质的污水灌溉，会导致农田污染，降低农产品质量及产量。

同时，有些重金属及有害物质通过农产品进入人类食物链，以及超量的氮污染地下水或汇入地表水，致使饮用水硝酸盐超标，从而影响人类的健康。

比如在水中生长的蔬菜本身也有净化水质的功能，如果污水中含有对人体有害的化学物质及重金属的话，就很容易被蔬菜吸收，而重金属很难经过清洗处理掉，从而通过食用蔬菜进入人体。

利用经过处理的城市生活污水及工农业废水灌溉农田以及草场，为农作物提供生长发育所需要的水分和养分。

进行污水灌溉可以减少排入江、河、湖、海的污水量，从而减轻天然水体的污染负荷。

因而，污灌区的利用，一方面要合理选择灌溉对象，食用根、茎、叶的农作物和中药材、绿色食品不宜污灌，高粱、玉米等高秆植物，棉花、林木等非食用植物可适量污灌；另外要合理选择灌溉时间，优先顺序为播种前、非苗期，苗期，小麦、水稻等灌浆时应杜绝污灌；有条件的地方，应实行清污混灌或轮灌；喀斯特地区和沙地不宜污灌；医药、生物制品、石油炼制等行业所排污水不宜灌溉。

3污水灌溉存在的问题及相应的处理措施
利用不加任何处理的污水灌溉在一些地区已造成危害，如重金属污染、有机毒物污染、地下水污染，空气质量影响等。

有毒有害的污染物质不仅种类多，成分复杂，而且含量高，灌溉不当，会造成严重后果。

污水中的各种污染物随各地情况而异，有些污染物(如N、P)在水中含有一定的浓度，对农作物的生长有利，但含量过高就会造成危害，有些(如人工合成的化合物，某些重金属等)就不是作物生长所需的物质，超过一定含量就会影响作物生长发育，使作物减产，造成经济损失。

用重金属污染的污水灌溉的农作物，易将超量重金属带入人体。

华北地区向来水荒严重，使用污水灌溉是不可违抗的宿命，因工业废水和生活污水富含氮、磷等营养物，自然成为补给农业用水的不二选择。

但长期下来，农作物铅、汞等重金属超标问题渐渐浮现。

3.1汞
污水中汞的来源是氯碱工业、塑料工业、电池工业和电子工业所排放的废污水。

研究表明，汞一般会直接或间接转化为甲基汞或二甲基汞。

二甲基汞可溶于水，在生物体内积累，并通过食物链不断积累。

日本著名的水俣病的发生就是与食用含甲基汞的鱼等食物有关。

对于已被汞污染的农田，可考虑使用石灰肥料，将土壤pH值提高到6.5以上，使汞形成难溶的化合物。

但施用石灰会引起铜、锌等的缺乏，这可以通过喷施含此类微量元素的肥料加以解决。

另外，施用磷肥也是降低土壤中汞的化合物毒害的一种有效方法。

另外，据有关研究资料，土壤中汞含量对水稻糙米的残留量影响较大，而对小麦等旱作物影响较小，因此，对于已被汞污染的农田也可以改水田为旱田，种植小麦。

3.2镉
污水中镉的来源是有色金属冶炼、电镀、玻璃、陶瓷、油漆、制药、化纤等工业排放的污水。

著名的公害病—骨疼病就是由于镉污染引起的。

镉不是植物生长的必需元素，土壤中镉的含量过多，会影响作物正常生长。

镉被作物吸收后，可降低作物叶的叶绿素含量，使叶片发黄、褪绿。

不同的作物受镉的影响是不同的，土壤中镉的含量为4～13ppm时，对菠菜、莴苣和大豆等产生危害，而番茄却能忍受170ppm的镉。

土壤酸性越强，镉的活性也越强，作物也就越容易受到污染。

对于已被镉严重污染的农田，可采用排土法、客土法。

对于污染不严重的农田考虑使用石灰肥料、磷酸肥料，可使土壤中的镉转化为难溶态。

3.3铅
污水中铅的来源是有色金属冶炼、电镀、油漆涂料等工业排放的污水。

铅进入人体后，可使人患内源性铅中毒。

对于已被铅严重污染的农田，可采用排土法、客土法。

对于被铅污染不十分严重的农田，可考虑使用石灰肥料，磷肥等可使铅呈难溶态，从而达到治理的目的。

3.4铬
污水中铬的来源是有色金属冶炼、电镀、制革、颜料等工业排放的污水。

铬进入人体后，易在肺部积累，可致癌，还可引起皮肤溃疡、鼻穿孔等病状。

酸性土壤中铬的活性较强。

对于已被铬严重污染的农田，可改旱田为水田，增施有机肥料，提高有机质含量。

对于已被铬严重污染的农田，也可采用排土法、客土法进行治理。

3.5砷
砷的主要来源是磷、砷矿的开采和冶炼、皮革、涂料、化肥、造纸、橡胶、纺织等行业所排放的废水。

根据有关资料，微量的砷能刺激作物生长，但其浓度较高时，就会对作物的生长起抑制作用。

防治措施：在砷污染严重的小面积农田，采用排土法、客土法或上下层翻耕等措施。

对于水稻田，可进行垄作栽培，或浅灌勤排。

施用一定的堆肥可在旱作条件下降低砷的有效态含量，而在水田施用堆肥，则会降低氧化还原电位，增加砷的溶解度，从而加大其毒性。

严重污染的水田，可改为旱田，一般旱作物的耐砷能力比水稻强。

在不严重的污染区，可根据对砷的毒害作用的抗性来选择种植作物，如马铃薯、西红柿、胡萝卜等的抗砷性就比较强，而葱、黄瓜等的抗性就很弱，甚至没有抗性。

3.6非金属有毒污染物
3.6.1氰化物
氰化物在工业中应用广泛，但由于它有剧毒，其污染问题已引起了人们的重视。

污水中的氰化物主要来源于冶金、化工、电镀、选矿等工业废水。

用含过量氰化物的污水灌溉会造成农业减产，牲畜死亡。

氰易被作物吸收和残留，在作物不同生育期用含氰污水灌溉时，在其不同的部位残留量不同。

在分蘖期灌溉时，氰多集中在叶部，在籽粒中积累量很少；在灌浆期灌溉时，氰易转移到生长最旺盛的部分及籽粒。

因此，在农业生产中，采用含氰污水灌溉时，应在作物生长前期进行。

3.6.2氮
氮是农作物正常生长所必须的，在土壤氮含量不足的情况下，用含氮的污水灌溉会提高农作物的产量。

但若氮的含量过高，会导致作物徒长、倒伏、贪青、晚熟，易患病虫害，使作物的产量降低；灌溉稻田，会使其根系发育不黑根烂秧，易感染病虫害。

用含氮的污水灌溉旱田作物和蔬菜时，作物根系吸收NO3-N会在钼参与的作用下转化为氨基酸和蛋白质，但若有效钼的含量不足时，则可造成NO3-N作物体内大量积累，而NO3-N是亚硝酸的来源，它的含量过多会引起高铁血红蛋白症，在一定的条件下还会转化成亚硝胺，引起人体或动物的恶性肿瘤。

故用含氮污水灌溉时应注意土壤中钼的含量，以免给人类造成危害。

3.6.3有机氯化物
有机氯化物主要来源于石油、化工、农药制造等行业排放的废污水。

有机氯化物的挥发性小，残留期长，难以被生物降解，易在生物、食物链中积累有机氯化物对人类的危害较大，许多有机氯化物有制癌性，应严格限制排放。

3.6.4酚类
按性质分，主要有挥发性的和非挥发性的两类。

污水中酚的主要来源是石油、化工、有机合成、造纸及防腐剂制造等行业排出的废水。

低浓度下，酚类一般不会对作物造成危害，据研究，当水中的酚浓度在15mg/L以下时，对农作物的产量无影响，且有一定的促进作用。

但酚的含量过高，则会在作物内积累，作物的质量就会变差。

水体热污染指人类活动中产生的一种过剩能量排入水体，使水体温度上升。

水体热污染主要来源于工业冷却水(其中以动力工业为主)、石油、冶金、电力、化工等行业，水体温度升高会造成水体中溶解性气体发生变化，使污水中化学反应和生化反应的速率提高，许多有毒物质溶解性增强，同时，灌溉时的水温过高，会对作物生长造成危害。

因此，灌溉水要有适宜的温度，麦类根系生长的适宜温度为15～20℃，最低为2℃。

水稻的适宜温度为20℃以上。

对于热污染的水体灌溉时，一方面，我们可以延长输水路径，另一方面，也可用温度低的水混合灌溉。

3.6.5酸、碱、盐
含酸废污水主要来自采矿、机械加工、化工、医药等部门排放的废水、废液，含碱废污水主要来自造纸、机械、石油等工业部门排放的废水，含盐废污水主要来自采矿、化工、食品等部门排放的废水，我国规定灌溉水的含盐量不得超过1500mg/L。

经常引用含酸、碱、盐的废污水灌溉会改变土壤的pH值，造成土壤盐碱化，增强有机物、重金属等的活性。

3.6.6有害病菌、微生物
有害微生物污染土壤会成为病源的传染地。

地下水遭到严重污染，饮用这种水后，可能引起脱发、肝炎、接触性皮炎等症状，危害人类及家畜等的健康。

有资料表明，污水灌溉处理不当地区居民的肝炎、脑血管、肺心等病的发生、死亡率均比对照区要高。

不同的灌溉方法会影响潜在的病菌传播，如滴灌、渗灌、微喷等。

4对污水灌溉的一些认识误区
一些地方对污水的处理不够重视，对污水灌溉的认识存在着误区，采取“拿来就灌”，也不管污水从何而来、水质如何，是否适合灌溉。

不同水源的污水水质及污染物的含量差异较大，甚至在不同季节同一来源的废污水水质也不同。

对废污水所含的有效成分认识不足，污水灌溉后就不再施肥，结果作物减产，造成经济损失。

作物在不同生长季节对废污水的适应能力不同，如棉花、小麦等作物，在成熟阶段用富含养分的废污水灌溉后，会使作物徒长，易感染病虫害，造成减产。

废污水中的养分并不是含量越高就越好，也不是灌得越多越好，用养分含量高的废污水灌溉，一方面可能造成“烧苗”，降低作物产量，使其品质变差，严重的会使作物绝产；另一方面易造成地下水污染。

5污水灌溉应注意的问题
污灌区的工程措施和管理措施要配套，灌溉前一定要对所引用的废污水进行实时监测，不符合灌溉标准的水坚决不用，严格执行灌溉水质标准，既要对污染物排放的浓度进行限制，又要对其排放的总量进行控制。

应对含有有毒物质的废污水进行无害化处理，尽可能地减少有毒物质进入农田。

拟订正确的灌溉制度。

灌溉制度是灌溉系统设计的基础，也是灌溉系统灌溉引水的主要依据。

要防止灌溉引水量过大，引起污水大量的深层渗漏，污染地下水。

污水灌溉可以提高土壤肥力，但会降低土壤的通气状况，因此应经
常对污水灌溉的土壤翻耕、晒田。

还应注意在雨季和作物非生长期不要进行污水灌溉，有条件的地区应污灌和清灌合理结合，这样可使水资源得到有效利用。

对于蔬菜，在幼苗期不要用污水灌溉；早晨、晚上宜灌，中午炎热时不宜灌水。

对生食蔬菜及一些食根蔬菜和作物不要用污水灌溉。

引用废污水灌溉前，应测试土壤的背景值，以便以后监测对照。

长期引用废污水灌溉的地区，应对土壤中重金属、有机毒物等的含量及积累速度、地下水水质、居民的身体健康状况、周边的生态环境等方面进行监测，既要使废污水“变废为宝”，又不危害生态环境和人民的身体健康，促使污灌区土地可持续利用和农业生态环境的良性循环，经济社会可持续发展。

我们可借鉴一些发达国家和地区引污灌溉的成功经验和技术，逐步向科学污灌发展。

但是，切记不能生搬硬套，盲目引用，既污染环境，又造成经济损失。

6总结
综上所述，污水灌溉有明显的益处，也有必须慎重对待的风险。

在我们这样一个水资源比较缺乏的国家，引用污水灌溉，变废为宝，从我国国情出发，努力积极探索经济有效、技术可行、节省能源的污水灌溉方法和污水处理与利用系统，科学合理地引用污水灌溉，对缓解日益紧张的水资源供需矛盾、净化污水、充分利用污水的水肥资源，提高经济效益，保护生态环境有重要的意义。

参考文献
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致谢
本课题在选题及研究过程中得到徐明磊老师的悉心指导。

徐明磊老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。

徐明磊老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却终生受益。

对徐明磊老师的感激之情是无法用言语表达的。

感谢徐明磊等老师对我的教育培养。

他们细心指导我的学习与研究，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。