關(guān)于污水農(nóng)業(yè)灌溉的探討

劉育紅

摘要中國(guó)的水資源極度匱乏，人均用水量?jī)H占世界平均水平的1／4，農(nóng)用澆灌水更是受到水體污染的嚴(yán)重影響。如果城鎮(zhèn)污水處理廠均能夠很好的運(yùn)行，利用污水處理廠出水直接灌溉農(nóng)田，既可解決部分農(nóng)業(yè)用水緊張的局面，又可提高水資源的再生利用率；否則要尋求污水的土地處理，以為農(nóng)業(yè)灌溉提供保障。

關(guān)鍵詞水資源；污水農(nóng)灌；污水土地處理；城鎮(zhèn)污水處理廠

中圖分類號(hào)S273.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739（2009）02-0287-02

1我國(guó)水資源與污水處理狀況

1.1我國(guó)水資源狀況

我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。我國(guó)的淡水資源總量為28 000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第4位。但我國(guó)的人均水資源量只有2 300m3，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。然而，我國(guó)又是世界上用水量最多的國(guó)家。我國(guó)從20世紀(jì)70年代就開始鬧水荒，80年代以來，水荒由局部逐漸蔓延至全國(guó)，形勢(shì)越來越嚴(yán)重，已經(jīng)給農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來了嚴(yán)重影響。

1.2我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理狀況

隨著污水處理廠建設(shè)速度的不斷加快，我國(guó)每年都有大量的污水處理廠投入使用。根據(jù)建設(shè)部最新統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已建成城市污水處理廠883座，縣城污水處理廠323座，建制鎮(zhèn)污水處理廠763座，合計(jì)有1 969座污水處理廠，污水處理總能力超過7 000萬噸/d，全年排放處理量為255.5億立方米。預(yù)計(jì)到2010年底，中國(guó)污水處理廠將達(dá)到3 000座，年排放處理量約390億立方米。

2污水農(nóng)灌與污水土地處理

2.1污水農(nóng)業(yè)灌溉

污水農(nóng)業(yè)灌溉實(shí)際上就是當(dāng)?shù)Y源不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要時(shí)，有些地方將城鎮(zhèn)所排的污水直接用于農(nóng)業(yè)灌溉。城鎮(zhèn)污水中既含有城鎮(zhèn)生活污水又含有工業(yè)廢水，而其中工業(yè)廢水構(gòu)成成分復(fù)雜。雖然工業(yè)廢水經(jīng)處理后作為農(nóng)業(yè)灌溉的補(bǔ)充水源，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的積極作用，但終因所利用的污水未經(jīng)有效處理，有害物質(zhì)含量高，不僅使農(nóng)作物生長(zhǎng)受到不良影響，而且還惡化了生態(tài)環(huán)境。污水灌溉對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的影響主要包括土壤污染、地下水污染、作物產(chǎn)量影響與食品污染、損害人體健康以及防止環(huán)境污染而額外增加的環(huán)境防護(hù)費(fèi)用等。

隨著早些年污水灌溉的迅速發(fā)展，污水灌溉造成的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題已不容忽視。我國(guó)農(nóng)業(yè)上的灌溉水直接取自湖泊、河流或地下水，如果灌溉水受到污染，就會(huì)給土壤引入污染物。水體污染物進(jìn)入土壤后，土壤有相當(dāng)?shù)木彌_作用和凈化能力，在污染物濃度較低的情況下，可以維持土壤原有的狀況；但當(dāng)污染物濃度增加到一定程度時(shí)，將污染土壤，使土壤質(zhì)量下降，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)或產(chǎn)品質(zhì)量降低，甚至影響人類健康。污水灌溉造成的土壤污染問題主要有：土壤物理性質(zhì)惡化、土壤氧化還原狀況惡化、重金屬及其他有害物質(zhì)積累等。

2.2污水土地處理

（1）污水土地處理概念。污水土地處理屬于污水自然處理范疇，是指在人工控制條件下，將污水投配在指定土地上，通過土壤－植物系統(tǒng)，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的凈化過程，使污染水得到凈化的一種污水處理工藝。污水土地處理系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)有效的凈化污水，充分利用污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，強(qiáng)化農(nóng)作物、牧草和林業(yè)的生產(chǎn)，促進(jìn)水產(chǎn)和畜牧業(yè)的發(fā)展。采用污水土地處理系統(tǒng)，能夠減輕水體污染負(fù)荷，有利于保持良好的生態(tài)平衡。

（2）污水直接農(nóng)灌的危害。我國(guó)具有利用人糞尿和廄肥的悠久歷史。20世紀(jì)50年代以來污水灌溉農(nóng)田發(fā)展迅速。1957～1974年，全國(guó)曾召開4次污水灌溉農(nóng)田會(huì)議，探討其利弊，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。1982年，全國(guó)污水灌溉農(nóng)田面積達(dá)66.67萬公頃，到20世紀(jì)90年代初已超過133.20萬公頃。在缺水地區(qū)，污水已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定水源之一。污水灌溉農(nóng)田雖然會(huì)產(chǎn)生一定的效益，但由于缺乏科學(xué)管理也存在許多問題：①重金屬污染，全國(guó)1.33萬公頃農(nóng)田受鎘污染，其次是汞、鉻等污染；②有機(jī)毒物污染；③地下水污染；④農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降；⑤散發(fā)臭氣、滋生蚊蠅；⑥危害人體健康，污水灌區(qū)居民肝炎、腸道傳染病發(fā)生率高，腦血管、心肺疾病死亡率比對(duì)照區(qū)高。國(guó)外對(duì)此問題認(rèn)識(shí)較早，針對(duì)上述問題不斷加強(qiáng)土地凈化技術(shù)的改造與創(chuàng)新，并進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行的總結(jié)與提高，終于開發(fā)出現(xiàn)代化的新型污水土地處理工藝技術(shù)。我國(guó)自20世紀(jì)80年代初開始引進(jìn)國(guó)外的污水土地處理技術(shù)，經(jīng)過10年的科技攻關(guān)，已在一些地方建有不同規(guī)模的中試基地，繼而在內(nèi)蒙、廣東建有生產(chǎn)性示范工程。

（3）污水土地處理機(jī)理。土壤對(duì)污水的凈化作用是一個(gè)十分復(fù)雜的綜合過程，其中包括：物理過程中的過濾、吸附；化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀以及微生物代謝作用下的有機(jī)物分解等。①物理過濾。利用土壤顆粒的孔隙具有截留、濾除水中懸浮顆粒的性能，去除污水中的懸浮物，使污水凈化。②物理吸附與物理化學(xué)吸附。利用在非極性分子之間范德華力的作用，土壤中黏土礦物顆粒能夠吸附土壤中的中性分子，使污水中重金屬離子因陽離子交換而被置換吸附并生成難溶性物質(zhì)被固定于礦物質(zhì)的晶格中，從而達(dá)到凈化。③化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀。利用重金屬離子與土壤的某些組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成難溶性化合物而沉淀，可通過調(diào)整或改變土壤的氧化還原電位及pH值來實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。④微生物代謝作用下的有機(jī)物分解。在土壤中生存著種類繁多、數(shù)量巨大的土壤微生物，它們對(duì)土壤顆粒中的有機(jī)固體和溶解性有機(jī)物具有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能力。厭氧狀態(tài)時(shí)，厭氧菌能對(duì)有機(jī)物進(jìn)行厭氧發(fā)酵分解，還能對(duì)亞硝酸鹽和硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮。

（4）污水土地處理系統(tǒng)的組成：①污水的收集、預(yù)處理設(shè)備；②污水的調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備；③污水的運(yùn)輸、配布與控制系統(tǒng)和設(shè)備；④污水土地凈化田；⑤凈化水的收集、利用系統(tǒng)。

3利用城鎮(zhèn)污水處理廠出水農(nóng)灌

污水土地處理系統(tǒng)是以凈化田為核心組成的一個(gè)完整的工程系統(tǒng)，以最大限度地利用自然的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)來凈化污水并再生回用，這與城鎮(zhèn)污水處理廠的作用是一致的，只不過城鎮(zhèn)污水處理廠是完全的人工建造的污水處理系統(tǒng)，包括預(yù)處理單元，去除污水中大小漂浮垃圾和沉砂；生物處理（主反應(yīng)區(qū)）單元，降解有機(jī)污染物及除磷和脫氮；而污水中的懸浮物經(jīng)活性污泥的固有特性沉淀分離達(dá)到凈化。城鎮(zhèn)污水處理的原理與土地污水凈化機(jī)理類似，只是缺乏重金屬吸附環(huán)節(jié)。但城鎮(zhèn)污水處理對(duì)進(jìn)廠污水的標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格要求，同時(shí)通過污水的有效處理，微生物已將污水中重金屬吸收轉(zhuǎn)化到了生成的污泥中，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠的出水中重金屬含量可以達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)照城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918－2002）與農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5084－92），無論水作、旱作和蔬菜，只要城鎮(zhèn)污水處理廠正常運(yùn)行，污水處理廠的出水完全能夠滿足農(nóng)業(yè)灌溉的水質(zhì)要求。這里城鎮(zhèn)污水處理廠指的是具有二級(jí)及以上處理工藝的污水處理廠。應(yīng)該注意的是，目前還有部分此類污水處理廠沒有完善出水的殺菌單元，出水中糞大腸桿菌可能不達(dá)標(biāo)。因此，在引用此水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，最好應(yīng)對(duì)所排放的城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)行及設(shè)施情況了解清楚，特別是澆灌蔬菜時(shí)。

4結(jié)語

綜上所述，我國(guó)一方面水資源緊缺，農(nóng)業(yè)用水緊張；另一方面城鎮(zhèn)污水處理廠加大建設(shè)，大量污水處理廠投入運(yùn)行。進(jìn)行科學(xué)的污水土地處理需要大量資金投入才能取得較好效果，否則便是對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的危害。因此，有條件建設(shè)城鎮(zhèn)污水處理廠且運(yùn)行較好的地方，完全可以直接利用污水處理廠出水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，不必再重復(fù)投資于污水土地處理；而沒有條件的地方可以采用科學(xué)的污水土地處理工藝。2種處理工藝的目的只有一個(gè)，凈化污水，減輕水體污染及農(nóng)業(yè)生態(tài)污染，提高污水的安全再生回用率，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

5參考文獻(xiàn)

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