污水浇灌对土壤环境阻碍.docx

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污水浇灌对土壤环境阻碍

污水浇灌对土壤环境的阻碍

【摘要】:

最近几年来我国污水浇灌面积进展较快，但由于盲目浇灌引发严峻后果。

依照国内外污水浇灌的研究现状，分析了它对土壤环境的污染，就有机污染、重金属污染和酸、碱、盐污染等方面，提出了相应的技术方法和防范计谋，并针对目前我国污水浇灌存在的问题，探讨了科学污灌进一步研究进展的方向。

【关键词】:

污水;浇灌土壤;污染土壤环境;技术方法。

现今世界范围内，都面临着不同程度的用水危机，有些地址乃至严峻制约着社会的正常进展。

农业是用水大户，约占总用水量的60％-70％。

在中国，浇灌农业用水占总用水量的7O％以上，随着社会进展、城市化进程加速和人口增加，水资源供需矛盾会加倍尖锐。

污水浇灌应用于农业将成为减缓水资源供需矛盾的重要方面。

污水回用于农田浇灌具有专门大的潜力，但容易造成重金属积存和病原微生物污染的健康风险，而且浇灌土壤一旦被污染将难以治理，也会带来一系列的水土环境、生态平安等问题。

因此，在现今建设资源节约型、环境友好型社会的形式下，不能不从头凝视污水处置水浇灌这一问题，如何进行合理的污水浇灌，成为现今的又一研究热点。

1.研究背景及目的意义

污水浇灌确实是人们成心识、有目的地利用土壤环境自净功能，解决水资源缺乏和污水资源化的重要应用工程方法[。

由于大多数污水中含有较丰硕的N、P、K、Cu、zn等，能为作物提供多种营养元素，且在必然范围内能使作物增产，污水浇灌不仅为农业生产提供了浇灌水源，也为污水的处置提供了一条廉价的解决途径，既爱惜了水环境，又减缓了水资源供需之间的矛盾。

但污水中也含有大量的有毒有害物质，盲目的污水浇灌致使了一些地域的土壤有毒有害物质积累，土壤受到不同程度的污染，造成作物减产，农产品质量变劣，土壤生态环境不断恶化，乃至弃耕。

如何合理利用污水资源，对土壤污染进行防治，已成为当前急需解决的土壤环境问题污水浇灌应当因地制宜、合理利用，这对土地的可持续利用、爱惜土壤环境、减缓水资源的供需矛盾、保证农业的可持续进展有重要的意义。

2．国内外污水浇灌现状

2．1国内污水浇灌现状

我国自l957年开始污水浇灌实验工作，北京、天津、西安、抚顺、石家庄等城市前后开辟了大型污水灌区。

随着废污水排放量日趋增多，和农业用水目渐紧张，许多大、中城市近郊和工矿区周围的农田愈来愈多地利用污水浇灌。

据统计，1963年全国污水浇灌面积仅有4．2万hm2，1978年为33．3万hm2，到1980年猛增到133．3万hm2，到20世纪9O年代初已经达到300万hm2。

据全国第二次污水灌区环境质量状况普查统计，目前我国利用污水浇灌的农田面积为361．84×104hm2，占我国总浇灌面积的7．33％，约占地表水浇灌面积的1O％【2】。

污水浇灌面积中，直接引用工业城市下水道污水的面积为51．2万hmn2【1-3】。

其中大部份灌区浇灌的废污水（专门是来自乡镇企业）未经处置即直接利用，造成了部份农田严峻污染，对土壤生态环境组成了要挟。

农产品中污染物含量超过卫生标准或引发减产l成以上为明显污染。

资料说明，我国37个要紧污灌区中有明显污染点22个，其中多半是积存性重金属超标【3】。

依照农牧渔业部调查，目前受重金属污染的农田面积达90．6万hm2，其中以重金属cd和Hg的污染最突出【4】。

污水浇灌的农田要紧集中在水资源严峻欠缺的海、辽、黄、淮四大流域，约占全国污水浇灌面积的85％。

大型污水灌区有北京污灌区、天津武宝宁污灌区、辽宁沈抚污灌区、山西惠明污灌区及新疆石河子污灌区。

污水灌区占耕地面积的比例尽管不大，但往往是我国人口密度最大的地域，是粮食、蔬菜、水果等农产品的主产区【5-6】。

2．2国外污水浇灌现状

国外一些缺水国家把城市污水再生利用作为解决水资源欠缺的重要途径。

城市污水处置后，用于工业生产、农田浇灌、牧草浇灌、市政绿化、生活杂用、回灌地下水及补充地表水源等方面。

美国、日本和以色列等国家污水浇灌技术相对照较成熟。

美国是污水再利用最先的国家之一，2O世纪70年代初开始大规模建设污水处置厂，随后即开始回用污水。

美国城市污水处置品级大体在二级以上，再生水已成为城市水资源的重要组成部份。

全美城市污水回用总量每一年约为94亿m3，其中浇灌用水为58亿m3，占污水总回用量的6O％以上【7】。

自l980年起，美国一些地址已经将废水回用于风光区浇灌，同时用于回灌地下水含水层。

为了改良农村生活环境和水源水质，日本从1977年开始实行农村污水处置打算，并高度重视污水浇灌。

日本在乡镇建有许多小型污水处置厂，处置系统多为日本农村污水处置协会研制的JATUS模式，其出水各项指标都达到污水处置水质标准。

将处置过的污水排入河流，作为河流的基流或排入灌排系统中进行淡化后再引入农田浇灌农作物，而且对浇灌的水质要求很严格，必需不损害作物和土壤【8】。

以色列是严峻缺水国家，为缓和水资源欠缺对经济进展的制约，采取了一系列方法推动城市污水再生利用。

目前，91％的工业和生活污水由下水道搜集，57％的污水通过净化处置后，通过国家输水管道用于农业浇灌和园林草地浇灌。

在以色列几乎所有排出的污水都进行了二级处置，约有60％以上的污水用于农业浇灌，全国28500hm2。

棉花几乎全数采纳途理的污水进行浇灌【9】。

由于拥有污水处置、回用体会和先进的浇灌方式，以色列已成为污水回用于农业浇灌的领先者【10】。

目前发达国家污水浇灌要紧用于园林、牧草、饲料作物，也有效于果树、棉花、甜菜等作物，而对蔬菜、粮食作物应用较少【11-12】

3．目前污水浇灌存在的问题

最先提出利用污水浇灌的目的，一是对污水中N、P等植物营养素的期望，二是借助浇灌通过土壤对污水进行净化处置。

这在必然技术保障前提下是可行的，也是有利的，但由于近几年排污量及污染成份大量增加，且大部份未经任何处置直接排入河道、湖泊等天然水体，致使依托地表水浇灌的农田被迫利用污水浇灌。

目前我国污水浇灌存在的要紧问题有4个【13】：

（1）城市及工业废污水整体处置率低，排放水质不达标；

（2）污灌前普遍缺少必要的污水预处置措旌；

（3）有关污水浇灌技术目前的研究功效很少，难以全面地指导污水资源利用工作；

（4）污灌区缺乏污水浇灌技术标准与污水浇灌环境监测评判指标体系，大体上处于无人治理状态。

4．污水浇灌对土壤的阻碍

土壤是天然的净化器，土体通过对各类污染物机械吸收、阻留，土壤胶体的理化吸附、土壤溶液的溶解稀释、土壤中微生物的分解及利用，发生物理和生物化学作用，大部份有毒物质会分解、毒性降低或转化为无毒物质，有机物为作物生长发育所利用。

可是土壤的净化缓和冲能力是有必然限度的，长期引用未经任何处置的不符合标准的污水浇灌农田，土壤中的有机污染物及重金属含量超过了土壤吸持和作物吸收能力，必然造成土壤污染，显现土壤板结、肥力下降、土壤的结构和功能失调，使土壤生态系统平稳受到破坏，引发土壤环境恶化，土壤生物群落结构衰退，多样性下降，产生环境生态问题。

4．1有机污染

氰、酚、多环芳烃、烷基苯、磺酸盐、苯并（a）芘等都是有害的有机化合物，其中很多是三致（致癌、致畸、致突变）物质。

有机污染物的挥发性小，残留期长，难以被生物降解，易通过食物链在生物体内积存。

目前某些污水灌区由于污水中含有有机污染物，已经造成了土壤有机污染。

沈抚灌区是我国最大的石油类污水灌区之一，污水浇灌历史己长达4O年。

全区污水浇灌面积达0．87万hm2，由于长期采纳抚顺市排放的富含石油烃、挥发酚、硫化物等污染物的工业、生活污水进行浇灌，已使该区域农田土壤蒙受严峻污染，土壤中毒物积存严峻。

上游地域石油类含量均值在5OOmg／kg以上，超过清灌区（对照点）6倍，中下游地域平均约20Omg／kg，超过清灌区2倍以上【14】。

济南小清河污水灌区，在l993年已检出土壤中有机化合物8类29种，以烷烃、酸类、酮类检出种数为多，29种有机化合物中，5种为致癌物，1种为致畸和致突变物，4种为刺激性物质【15】。

4．2重金属污染

土重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时刻长、不能被微生物降解的特点。

长期浇灌含有大量重金属的污水，会使土壤中的一些重金属的含量增加，如广州市郊污灌区土壤中cd、Pb、Hg、zn、Cr、cu的浓度为清灌区的1．8～4．5倍，污灌区土壤Hg的浓度最高达2．3mg／kg，Zn的浓度最高达1320mg／kg，明显异样【16】。

据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约14O万hm2的污灌区中，蒙受重金属污染的土地占污灌区面积的64．8％，其中轻度污染的占46．7％，中度污染的占9．7％，严峻污染的占8．4％【17】。

4．3酸、碱、盐污染

常常引用含酸、碱、盐的废污水浇灌会改变土壤的DH值，引发土壤次生盐渍化、碱化等土壤退化问题，致使土壤结构破坏。

污水中Na太高还会引发土壤颗粒分散，物理性质恶化。

污水中的可溶性盐分随水进入农田土壤，愈靠近污水输水干渠，土壤全盐含量愈高。

如新疆乌鲁木齐市东郊水磨河灌区，污水矿化度为1．38～2．11g／L，连年污水浇灌后土壤表层含盐量达0．21％-0．51％，显现轻度至中度盐渍化【18】。

表2为太原不同污水类型灌区土壤中全盐量转变【19】，其大小顺序为工矿污水>城市生活污水>清灌。

比较土壤酸度增加往往会加速土壤养分的淋失，专门是cu、Zrl等植物必需元素的淋失，而关于受重金属污染的土壤，酸度增加会引发重金属活性提高，从而增加对植物的迫害。

4．4其他污染

4．4．1氮污染

污水中所含大量氮磷化合物在土壤微生物的作用下，会转化为硝酸盐和磷酸盐。

氮、磷在土壤中大量积存，会由于水的淋洗作用及地表径流引发水体富营养化；土壤氮含量太高，会致使作物徒长、倒伏、贪青、晚熟，易蒙受病虫危害。

4．4．2生物污染

生物污染主若是病毒、病菌和寄生虫卵等。

利用含有致病菌的污水浇灌的土壤，极可能会成为某些疾病流行的媒介，污染地下水和作物，进而危及人类及家畜的健康。

有资料说明，污水浇灌处置不本地域居民的肝炎、脑血管、肺心等病的发生、死亡率均比对照区要高。

不同的浇灌方式会阻碍潜在的病菌传播，如滴灌、渗灌、微喷等。

4．4．3悬浮物污染

污水含有大量悬浮物，土壤经长期污灌，会增加土壤容重，堵塞土壤孔隙，破坏土壤结构，使土壤显现板结现象等，使土壤肥力降低。

5．防治污灌对土壤污染的技术方法

污水浇灌所带来的诸多短处已引发人们高度重视，必需采取科学计谋，着手操纵污染，改善水质，以保障污水浇灌的可持续进展【20】。

5．1进行顸处置，增强水质监测

污水浇灌水质操纵是实现污灌区污染防治的先决条件，必需对污水进行预处置，使污水达到农田浇灌水质标准。

为幸免输水进程中对沿线土壤和地下水的污染，应采纳管道输水，并在管道起点处进行消毒。

还可利用低洼地修建各类氧化塘和人工湿地处置污水，使水质达标。

5．2成立污水浇灌制度，增强科学治理

污灌区的布局要进行合理的计划，依照污灌水质、土壤类型、作物品种和气候条件的不同，制定污水浇灌的治理方法。

依照土壤水分动态、土壤污染降解能力、作物耗水需肥量、污染物在作物中的残留规律和防渗要求，成立污水浇灌制度。

污水浇灌对作物中有害元素残留的阻碍一样是后期，依照作物生育特性和需水、需肥临界期，确信污水浇灌时期。

一样作物在幼苗期与花穗期均不能进行污灌。

5．3调整污灌区农作物种植结构

应依照污水的性质调整种植结构，氮、磷等养分含量较高、其他污染物含量很少的污水，用于蔬菜和粮食作物浇灌；重金属含量较高的污灌区种植不可食用的且耐重金属的植物，如草皮、花卉与观赏性或绿化用的苗木：

高污染地域不作农业用地。

一样污水浇灌条件下，粮食作物的污染物残留量为：

小麦>水稻>玉米，蔬菜作物：

叶菜类>水生蔬菜>茄果类>根菜类，应依照那个规律调整作物种植结构。

调查研究说明，作物株体不同部位对污染物积存程度不一，呈现根、茎、叶、籽粒果实递减的规律。

因此食用根、茎、叶的蔬菜和马铃薯等作物应杜绝污灌，小麦、玉米、谷子、棉花等作物可适量引污浇灌。

5．4改变污水浇灌方式

传统的淹灌、漫灌、沟灌，灌水散布不均，很容易造成灌水过量，致使局部地域土壤受到污染。

喷灌、微灌、滴灌等灌水技术不仅节水节能，而且由于输配水管道的防渗作用，对避免土壤污染作用明显。

5．5污灌区渠道防渗

目前，大部份污灌区的干支渠未做防渗处置，污水渗漏量较多，部份地域输沟渠道双侧的地下水已受到污染，因此应增强污灌区输水渠道防渗工程建设，专门是距村落较近的渠段，更应做好防渗处置，幸免污染饮用水源。

5．6整治和改造受污地域

对已经受污染的农地，可通过施加改良剂，如石灰、铁盐等，通过沉淀或吸附来降低重金属的有效性；也可通过改变耕耘制度，如深翻、水改旱等，减轻重金属的危害。

严峻的地址，可采纳排土法、客土法等工程方法。

5．7进一步增强污水浇灌技术科学研究

为防治污水浇灌对土壤的污染，在污水的科学浇灌中有些问题有待于进一步研究【21】。

要紧包括：

研究不同类型污水和不同浇灌定额条件下的土壤肥力转变、作物生长发育状况、作物产量及品质的转变：

研究t壤一植物系统对污水中有机物及要紧有害物质的平安经受量，制定出不同类型土壤一植物系统的污灌定额及污灌水质标准：

在综合应用上述研究功效的基础上，提出不同污水类型、不同土壤条件下要紧农作物的污灌方式及次数、最正确浇灌时刻及浇灌定额，实现科学适度的污水浇灌。

6.总结

在水资源严峻缺乏的地域，利用污水浇灌应从实际情形动身，借鉴国内外先进体会，因地制宜，通过对污灌区制定合理的浇灌制度，调整种植结构，同时完善污水再利用的标准及相关标准体系。

在对污水水质操纵的基础上，依照土壤类型、作物种类，提出不同污灌方式，减轻对土壤及农作物的危害，合理地利用污水浇灌。

同时，污水浇灌对土壤环境引发的负面阻碍不容轻忽，要采取踊跃有效的方法把污水浇灌引导到更高层次，使之成为农业可持续进展的新水源，更好地效劳于我国的经济进展，制造出更大的经济效益、环境效益和社会效益。

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致谢：

本课题在选题及研究进程中取得韩教师的悉心指导。

韩教师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮忙我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓舞。

韩教师一丝不苟的作风，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，却给以终生受益无穷之道。

对韩教师的感激之情是无法用言语表达的。