再生水利用灌溉現(xiàn)狀及存在的問題

苗祥峰，邵 勇，張德永

1.棗莊市山亭區(qū)水泉鎮(zhèn)水利站，山東棗莊 277215

2.棗莊市山亭區(qū)城頭鎮(zhèn)水利站，山東棗莊 277212

3.棗莊市山亭區(qū)水利局，山東棗莊 277200

0 引言

水資源作為一種戰(zhàn)略性的自然資源，越來越成為制約人類發(fā)展的瓶頸。農(nóng)業(yè)缺水尤為突出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年缺水達(dá)300億m3。因此，尋求新的水源成為人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的迫切需求。城鎮(zhèn)生活和生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的污水，據(jù)專家預(yù)測，我國2030年、2050年城鎮(zhèn)工業(yè)和生活污水的排放量將達(dá)到85億m3～106億m3、110億m3～150億m3。隨著社會(huì)的發(fā)展，污水處理率也得到顯著的提高。處理后的再生水是極其寶貴的資源，特別對解決北方缺水地區(qū)農(nóng)田灌溉具有戰(zhàn)略意義[1]。理論上經(jīng)過嚴(yán)格處理后得到的再生水是可以直接飲用的，但是現(xiàn)實(shí)中的處理廠或許并沒有達(dá)到這種要求?，F(xiàn)階段再生水基本上用于農(nóng)業(yè)灌溉、城市綠化用水、城市公共用水等。

利用再生水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉是解決水資源短缺的有效途徑。再生水灌溉不僅可以減少污水對周圍環(huán)境的污染而且還能增加水資源量，同時(shí)污水中含有的養(yǎng)分和鹽分比清水更有利于作物的生長。再生水灌溉用水除了用于灌溉外，也有滲透到地下的部分，最終匯入到地下成為水循環(huán)的一部分。因此，研究再生水利用灌溉研究具有重要的意義。

1 國內(nèi)外再生水農(nóng)業(yè)灌溉利用的現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)再生水農(nóng)業(yè)灌溉利用的現(xiàn)狀

再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉歷史悠久，自上個(gè)世紀(jì)70年代以來再生水利用就得到人們的廣泛關(guān)注。我國許多學(xué)者[2-3]對再生水利用問題進(jìn)行了研究：

黃冠華，查貴鋒等人[2]于2001年9月22號到2002年6月10號期間在北京市水科所農(nóng)業(yè)節(jié)水中心試驗(yàn)站進(jìn)行了試驗(yàn)。該試驗(yàn)的研究對象為冬小麥，灌溉所用的清水為當(dāng)?shù)氐牡叵滤?，再生水為二級處理出水，設(shè)置了高、中、低3個(gè)不同灌水水平。研究表明：再生水灌溉對株高的影響較輕，對葉面積有影響；再生水灌溉對小麥的累積耗水量有影響，且耗水量隨灌水量的增加而增大。

馬敏，黃占斌等人[3]進(jìn)行了大棚試驗(yàn)，采用的水源為污水處理廠處理后的二級水、三級水，以純灌、混灌、輪灌等灌溉方式設(shè)置了7種不同處理。研究表明：再生水灌溉對作物的影響主要體現(xiàn)在營養(yǎng)生長階段，對作物的葉面積、株高等無顯著影響，再生水可以用于農(nóng)業(yè)灌溉。

1.2 國外再生水農(nóng)業(yè)灌溉利用的現(xiàn)狀

國外再生水利用于再生水已有很長的歷史，尤其是一些干旱和半干旱的地區(qū)和國家，再生水利用方面做的更好。如以色列、約旦、澳大利亞、美國等。發(fā)達(dá)國家城市再生水利用率約為65%，在一些干旱缺水地區(qū)，農(nóng)業(yè)再生水利用率高達(dá)80%[4]。國外很多學(xué)者也做了很多再生水利用方面的研究，如 B Sheikh，R C Cooper，K E Israel（1999）[5]、A Pollice，A Lopez[6]、O.Al-Lahaam，N M El Assi[7]等。

2 再生水農(nóng)業(yè)灌溉存在的問題

再生水畢竟是污水處理后的水，與清水相比，仍含有一定量的有害物質(zhì)，因此利用再生水進(jìn)行灌溉可能會(huì)存在一定的危害，如：

1）再生水中可降解有機(jī)物質(zhì)對地表與地下水體產(chǎn)生一定的影響[8]。再生水中含有豐富的營養(yǎng)元素（氮和磷等），他們對作物的生長具有一定的促進(jìn)作用，但如果長期進(jìn)行灌溉可能造成地表水體的富營養(yǎng)化，以及深層滲漏進(jìn)入地下水而造成地下水體的潛在污染。因此，長期進(jìn)行再生水灌溉的地區(qū)，可能會(huì)對當(dāng)?shù)氐牡乇砼c地下水體造成污染，進(jìn)而影響整個(gè)水分循環(huán)；

2）再生水中痕量元素（如硼B(yǎng)、銅Cu、錳Mn、鉬Mo、鋅Zn、鎘Cd、鉛Pb和汞Hg等）相較于清水來說含量也有所增加，特別是由工業(yè)污水處理后的再生水中重金屬含量相對較大。這些痕量元素對作物的生長產(chǎn)生一定的影響并在作物體內(nèi)累積，也可能在土壤中進(jìn)行累積進(jìn)而造成地下水污染；

3）再生水中的病原體微生物（如細(xì)菌、病毒等）和寄生蟲（如原生動(dòng)物、蠕蟲等）等在灌溉時(shí)對人體健康可能產(chǎn)生影響[8]。

3 相應(yīng)的處理措施

3.1 制定再生水利用的標(biāo)準(zhǔn)

目前很多國家為了緩解水危機(jī)，都把再生水作為灌溉水源來研究。然而再生水要達(dá)到怎樣的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)才算合格，不同地區(qū)卻有所差異。這是因?yàn)楦鞯氐脑偕|(zhì)情況、氣候條件、地形、土壤類型、灌溉區(qū)域、地下水、作物類型等自然條件有所差異，同時(shí)與各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也有關(guān)系。所以對其他國家的研究只能作為參考，任何地方的再生水農(nóng)業(yè)利用都必須建立在科學(xué)的試驗(yàn)基礎(chǔ)之上。要想在實(shí)際生產(chǎn)中把再生水作為農(nóng)業(yè)灌溉水源而又不對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害，我們首先要考慮的問題就是制定再生水農(nóng)業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。再生水農(nóng)業(yè)利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)因地而異，具有地域性的特點(diǎn)。

3.2 選擇合適的水源

城鎮(zhèn)污水包括城鎮(zhèn)居民生活污水和工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的污水，然而生活污水和生產(chǎn)污水中所含的成分卻又很大的差異，生活污水中氮、磷等營養(yǎng)元素的含量較大，而生產(chǎn)污水中重金屬的含量較大。營養(yǎng)元素對作物的生長就有一定的促進(jìn)作用，而重金屬元素會(huì)對作物的生長產(chǎn)生不良的影響，在作物體內(nèi)累積，并對土壤、地下水產(chǎn)生一定的影響。所以，最好選用由生活污水處理后的再生水作為灌溉水源。

3.3 選擇合適的再生水灌溉技術(shù)

常用的灌溉方式有地下滴灌（SDI）、地表滴灌（DI）和噴灌（PI）等。在灌水水質(zhì)相同的情況下不同的灌溉方式對作物產(chǎn)生的影響是不同的。作物的受污染情況和水質(zhì)情況及土壤情況有關(guān)，但選擇合適的灌溉方式可以最大限度的減小病菌傳播的風(fēng)險(xiǎn)。污水回用對環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)可通過先進(jìn)技術(shù)加以降低，例如通常的地表滴灌。即使污水有病菌污染的可能，地表滴灌及地下滴灌系統(tǒng)也比其他的灌溉方式要好，因?yàn)槲鬯c植物和果實(shí)的接觸少。所以選擇合適的灌溉方式是非常重要的。

4 結(jié)論

綜上所述，利用再生水進(jìn)行灌溉是緩解用水危機(jī)的有效途徑，然而再生水灌溉卻有很多不確定因素。再生水灌溉是一把雙刃劍，既有有利的一面，也有不利的一面。多年的實(shí)踐證明，引用再生水灌溉，變廢為寶，對緩解日益緊張的水資源供需矛盾、凈化污水、充分利用污水的水肥資源，提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境有重要的意義。同時(shí)，要充分意識到再生水灌溉可能引起的危害。要制定相應(yīng)的再生水灌溉標(biāo)準(zhǔn)，并對再生水灌溉要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，采取積極有效的對策和科學(xué)的態(tài)度來應(yīng)對可能引起的負(fù)面影響。

[1]沙魯生.污水灌溉標(biāo)準(zhǔn)體系探討[J].節(jié)水灌溉學(xué)報(bào)，2007(2)：48-50.

[2]黃冠華，查貴鋒，馮紹元，等.冬小麥再生水灌溉時(shí)水分和氮素利用效率的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20(1)：65-68.