再生水回用对环境的影响

再生水回用对人居环境的影响

李玲莉刘威

（重庆市园林绿化科学研究所，重庆401329）

摘要：为了缓解水资源短缺，再生水回用于农田灌溉、工业用水、景观补水、生活杂用、地下水补给等方面。文章总结了再生水回用过程中，对其直接作用的土壤、植物、微生物等的影响，由于再生水质的差异，再生水对人居环境的影响尚未有定论，仍需采用新技术进行长期观察。

关键词：再生水，回用，环境

Effect of Reclaimed Wastewater Reuse on Residential Environment

Li Ling-li Liu Wei

(Chongqing Institute of Landscape Gardening, Chongqing, 401329)

Abstract：In order to relieve water shortages, reclaimed wastewater has been widely reused in industry, agricultural irrigation, landscape, non-drinking water in daily life, groundwater recharge and so on. This paper summarizes the effect of reclaimed wastewater reuse on soil, plants and microbes with which are interacted directly. It is found that it has been hard to make a conclusion on the impact of reclaimed wastewater on residential environment because of varied water qualities, and advanced technologies are still expected for a long-term observation.

Keywords：reclaimed wastewater reuse environment

我国是一个水资源贫乏的国家，为了缓解用水短缺，从上世纪60年代开始使用污水进行农田灌溉[1]。然而随着城市的扩张和缺水问题的日益突出，全国660多个城市中，近2/3的城市常年供水不足，更有110多个城市严重缺水[2]。

随着我国城市污水处理能力的增强，以城市污水为水源的再生水回用日益受到人们的重视，并广泛用于农田灌溉、工业用水、生活杂用、景观补水、地下水补给等方面。再生水是指污水经适当处理后，达到一定水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水，具有：水量较稳定、价格低廉、需水量大、能够形成规模效益等优点，极大地缓解了水资源紧张[3-4]。但是，再生水水源包括生活污水、部分工业废水和截留雨水等。由于水源间差异较大，加上处理工艺的不同，导致再生水水质与清水有较大差别，主要表现在：丰富的N、P元素、较高的全盐含量、多种毒性痕量物质（重金属、有机污染物等）以及病原体等。这些物质的富集使再生水具有水源、肥源、污染源三重属性，从而决定了再生水回用具有正负两方面的效应[5-8]。本文总结了回用过程中，再生水对其直接作用的土壤、植物、微生物等的影响，探讨再生水回用对人类生存环境的影响。

1 再生水回用对土壤的影响

1.1 再生水回用对土壤中有机污染物的影响

再生水中的有机污染物（POPs）具有理化性质稳定、持久性、难降解和较强的生物富集性，包括多环芳烃（PAHs）和有机氯农药等。有机污染物广泛存在于城市污水和灌土壤中，通过蒸发、迁移及食物链传递等多种途径对生态系统和人类健康造成威胁。北京东南郊再生水灌区表土进行研究发现，灌溉用水的差异是造成表土中PAHs组成差异的主要原因。再生水灌溉区土壤中，PAHs的含量不及污水管区土壤的1/3，而地下水中较高含量的PAHs

基金项目：重庆市九龙坡区科委2011年科技计划项目“再生水园林绿地灌溉技术研究及示范”。

责任作者:李玲莉（1982- ）, 女,博士, 主要研究方向: 植物栽培生理生态和组织培养。E -mail: linglil009@163. com. 地址: 401329重庆市九龙坡区白市驿镇芳驿路8号。

可能是早期污水灌溉所造成[1]。

同时，对北京郊区再生水灌溉10年左右的土壤进行有机氯农药（OCPs）检测发现，土壤剖面上检出的污染物是历史农药使用的残留，而不是再生水灌溉带来的新污染，说明再生水灌溉带来的OCPs污染较轻微[5]。

1.2 再生水回用对土壤中盐离子含量的影响

虽然目前使用的再生水水质均符合再生水的排放标准，但是其可溶性总固体、氯化物、氮、磷、钾、钠离子及各种重金属元素等的含量却超出了灌溉标准。灌溉后，再生水中的盐离子与土壤中的钙、镁离子进行交换。长期使用再生水灌溉，易导致土壤中各种盐分的富集，阻碍植物对水分和养分的吸收利用，造成土壤的次生盐渍化和生态系统退化[9]。如钠含量较高时易导致土壤紧实，渗透性下降，pH值升高[3]。而重金属元素如锌、铅、汞、镉等在土壤中富集后，易导致植物受毒害而大面积死亡[10]。

然而，尽管再生水中的盐离子特别是金属元素含量较清水高，但是却远远低于受害水平。对武汉两座污水处理厂的再生水水质进行一年的观察发现，再生水水质的年变化较稳定，各项指标均符合国家农田灌溉水质标准，尤其是总汞、总镉、总砷、铬(六价)和铅等5项毒理学指标优于农田灌溉水质标准，即使连续施用再生水灌溉，也不必担心重金属污染[11]。同时，随着盐离子被地表植物吸收利用或随降水淋溶，降低了盐离子在土壤中富集的可能性[12-13]。但是也有学者表明，短期再生水灌溉草坪土壤虽未达到盐害水平，但均表现出一定的盐分积累[14]。

2 再生水回用对植物生长的影响

再生水不仅含有大量植物生长所必须的营养元素，还包括了重金属元素，从而决定了它对植物的生长具有正负两方面的作用[3,7]。

2.1 再生水回用对牧草和园林植物生长的影响

再生水具有水源和肥源的性质，常用来浇灌牧草和园林植物[10]。然而，由于植物对各种盐分需求量的差异，如高羊茅对再生水灌溉土壤中的钠离子吸附量较大，早熟禾的吸附量较小，从而造成再生水灌溉后植物生长表现的不同[14]。研究表明，再生水灌溉可以提高冰草、无芒雀麦、苇状羊茅、披碱草的生物量[15]。苜蓿又称“牧草之王”，再生水灌溉有利于提高苜蓿体内矿质养分Ca、Mg含量，但不利于苜蓿对Fe、Zn、Mn的吸收，并形成Cd含量在苜蓿体内的累积[16]。

陈雁和李树华通过无土栽培对17种园林植物的生长情况进行观察，发现再生水可促进一些植物提前开花；再生水中所含的大部分营养元素能被植物有效吸收，但是短期内对植物生长无明显促进作用，有毒元素的吸收则受到抑制；与自来水相比，再生水中含有较高的Na和Pb元素，可能影响园林植物的正常生长[17]。

2.2 再生水回用对谷类作物和蔬菜生长的影响

粮食作物和蔬菜是再生水灌溉的主要农作物之一，其产量和品质与人们的生活质量密切相关。研究发现，采用水培方式，再生水中低浓度Pb和Cd可促进小麦种子萌发和根系生长，而中、高浓度则表现出抑制作用[18]。再生水灌溉对冬小麦和夏玉米的产量无显著影响，对两者籽粒中的粗蛋白、可溶性总糖、粗灰分、粗淀粉和还原型Vc含量等主要品质指标无显著性影响，提高了冬小麦籽粒中的全氮含量（10.2%）、增加了夏玉米籽粒中全磷（10.4%）和全钾含量（16.4%）[19]。马敏等认为三级再生水相对二级再生水应用于作物灌溉更具安全性。虽然再生水水质对大豆的品质无显著影响，但其微量元素却影响玉米籽粒的品质；玉米和大豆籽粒中的重金属铅、镉含量虽均低于国家卫生标准(GB 2715-1981)规定，但二级再生水灌溉的玉米镉含量相对清水灌溉的玉米有显著增加[20]。

再生水灌溉对西红柿、黄瓜、茄子、豆角等蔬菜均有不同程度的增产作用，对果实中