水田灌溉污水的凈水問題及分析

黃秋水 廖運飛 馬子柏 黃康博

【摘要】長期以來，化肥、農(nóng)藥及各類激素長期大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染積累增加，加劇鄉(xiāng)村的水土惡化，而且國內(nèi)水資源的形勢日益緊張，特別是農(nóng)田中灌溉水的污染變得越來越嚴重。所以，如何將水田灌溉水凈化迫在眉睫。因此，凈水成為了當(dāng)下的主要研究問題。通過對水田灌溉水的了解，重點分析了關(guān)于水田灌溉水后的的現(xiàn)狀及凈水處理和影響。

【關(guān)鍵詞】水田灌溉;凈水問題

由于我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化腳步的加快。工業(yè)化進程的飛躍，水源污染問題變得尤為突出。通過水質(zhì)控制和監(jiān)測情況，我國有相當(dāng)一部分地區(qū)河段因為受污嚴重而無法達到農(nóng)業(yè)引水灌溉的最低要求。國內(nèi)城市用水和工業(yè)用水的污水排放數(shù)量增多，且絕大部分沒有經(jīng)過任何的處理就釋放到湖泊、河海中。由于水質(zhì)的嚴重污染而造成水資源匱乏的現(xiàn)象，造成的損失也很多。同時，因這些不經(jīng)處理的廢水、臟水被引入到田中進行灌溉，導(dǎo)致了二次污染的形成。依照之前的相關(guān)記錄，我國有幾十萬平方米的農(nóng)田遭到不同輕重的污染，有1000多萬農(nóng)業(yè)糧食因生態(tài)環(huán)境惡化而浪費掉，糧食作物減產(chǎn)帶來的經(jīng)濟利益的流失可達100多億元，另外還有許多被重金屬破壞的耕地棄之不用。

除此之外，造成水質(zhì)污染，水環(huán)境變差的又一個因素就是農(nóng)藥和化肥的不合理使用。最近一段時間，農(nóng)田灌溉過程中對農(nóng)業(yè)化肥、藥物的使用更加頻繁，也造成了程度極大的污染。

一、水田灌溉水被污染后的凈水處理意義

糧食是歷來國家安全的首要問題。保證糧食安全、確保糧食供給，不僅要依靠先進的農(nóng)業(yè)機械、種植技術(shù)、管理技術(shù)，需要合理有效的利用有限的耕地資源和水資源，更需要提高農(nóng)田水利工程的灌溉質(zhì)量和灌溉效率，將灌溉水對水田的危害降至最低，使有限的水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中得到最大化的利用。對灌溉水進行凈化處理，提高農(nóng)田灌溉質(zhì)量和灌溉效率，是維護生態(tài)平衡的重要措施，是解決農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)作物用水的實際問題的有效措施，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實現(xiàn)農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，提高農(nóng)作物的品質(zhì)有效措施之一。

將水田灌溉水凈化，使水資源得到有效利用、循環(huán)利用、科學(xué)利用，提高水資源的科學(xué)利用程度，逐步減少農(nóng)業(yè)面污染，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的有效轉(zhuǎn)變。從而更好地發(fā)揮農(nóng)田水利配套設(shè)施的功能和作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供高質(zhì)量、高標準的灌排服務(wù)，使農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、生態(tài)和諧發(fā)展。

二、水田灌溉污水的現(xiàn)狀、分布

水是生命之源，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開水，農(nóng)田灌溉離不開農(nóng)田水利工程。在現(xiàn)有的資源條件下，充分利用本地水資源、實際降水量，不斷提高水質(zhì)、提高灌高效率，使人與自然、人與資源、人與環(huán)境相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一（中國稻田因灌溉方式的不合理，造成了水資源浪費嚴重、水利用率低，加劇了水資源的短缺，加重了水資源的污染.水稻是中國最大的耗水作物，大約消耗了全國總用水量的50%）。

將水體凈化，不僅可以不影響、不破壞生態(tài)平衡，還能實現(xiàn)最佳的農(nóng)業(yè)整體利益，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為子孫后代留下長久的發(fā)展空間。

污水灌溉的水田主要集中在水資源嚴重短缺的海、遼、黃、淮四大流域，約占全國污水灌溉面積的85%。污水灌區(qū)占耕地面積的比例雖然不大，但往往是我國人口密度最大的地區(qū)，是糧食、蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)。目前我國污水排放最估計約1億噸/日，怕當(dāng)于地面水系總徑流量的1 %以上。其中工業(yè)廢水占一部分，90%未經(jīng)任何處理就排放。根據(jù)至國污水灌區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量普查協(xié)作組報道[1），灌溉污水分為三大類型：城市混合污水、石化廢水和工礦廢水。污水平均含氨氮11. 6ppm，含五氧化二磷3.6ppm，每年每畝按500方水計算，相當(dāng)于施入58斤硫銨和21斤過磷酸鈣，污水成為寶貴的水肥資源。隨著工農(nóng)業(yè)用水和生活用水越趨緊張，污水成為了灌溉水田的主要用水，但是污水達不到灌溉水的含量標準，尤其是污水中氮、磷難以去除，“富營養(yǎng)化”問題日益嚴重。

三、灌溉污水對水田產(chǎn)生的影響

1.污水中尤其是某些工業(yè)廢水常含有大量的有毒污染物，如汞、鎘等有毒重金屬對人類和動物的危害，使農(nóng)產(chǎn)品不符合食用和飼料衛(wèi)生標準，若未經(jīng)處理和處理不當(dāng)灌入水田，必然會傷害農(nóng)作物，影響作物產(chǎn)量，直接造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟損失。

2.依據(jù)盤錦市環(huán)境科學(xué)研究院提供的資料表示，污水灌溉對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)有損害。

污灌區(qū)與清灌區(qū)大米營養(yǎng)品質(zhì)比較

通過從不同的清灌區(qū)和污灌區(qū)采樣分析調(diào)查，其中大米中的淀粉、粗蛋白和粗脂肪等含量如表1所示.

從表1可以看出，各類污水灌溉對大米中的淀粉含量咯有降低，粗蛋白與粗脂肪略有增加的趨勢，對賴氨酸、吸水率、膨脹硬度無明顯影響，但對大米的粘度有明顯的降低。

因此，我們對灌溉水的凈化處理是重中之重。

四、灌溉水后的凈化處理方法

研究一種稻田面源污水灌蓄排調(diào)控凈化系統(tǒng)，應(yīng)比單一的稻田或溝渠控制排水具有更好的面源污染減排效果。對于解決目前農(nóng)田面源污染的水環(huán)境問題具有十分重要的意義。

1.水生植物凈化稻田灌溉排水可以降低成本、提高作物利用率、減少稻田灌排污水污染，是凈化稻田灌排水體的重要技術(shù)手段。水生植物凈化稻田灌溉排水對減少稻田灌排污染起到關(guān)鍵的作用，水生植物可以吸收稻田灌溉水中的營養(yǎng)物質(zhì)供自身生長，水生植物的根系還可以促進稻田灌溉水中的氮、磷、重金屬元素的氧化分解，降低稻田灌溉水的氮、磷、重金屬元素的含量。因此，水生植物可有效治理和凈化稻田灌排污水并且可以減低成本，操作簡單。水生植物具有繁殖能力強、生長速度快、抗病性強等特點。

水生植物不僅對稻田灌排水體有著凈化、吸收、抑制作用，還可以吸收水田灌排水中的氮、磷等元素。氮、磷在水生植物體內(nèi)比較穩(wěn)定，清理水生植物的同時也降低了稻田灌排水中的氮、磷元的含量。

2.人工濕地污水處理技術(shù)是利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級生物的稀釋降解作用來去除或削弱水中污染物的方法。主要由人工基質(zhì)、水生植物、微生物三部分組成。其中基質(zhì)表面巨大的生物膜一方面為微生物的生長提供穩(wěn)定依附表面同時也為水生植物提供了載體和營養(yǎng)物質(zhì)目前廣泛應(yīng)用的主要為砂、礫石和卵石;濕地中植物在污水凈化工程中有直接和間接作用，水生植物通過通氣組織的運輸將氧氣運送到根區(qū)在植物根系周圍微環(huán)境中依次會出現(xiàn)好氧區(qū)、兼氧區(qū)和厭氧區(qū)廢水中大部分有機物可在好氧區(qū)被好氧微生物氧化分解常見的微生物有放線菌、磷細菌、硫細菌、亞硝化細菌、硝化細菌等它們在分解有機物、脫N除P的過程中發(fā)揮了重要作用。

五、結(jié)語

污水灌溉有明顯的益處，也有必須慎重對待的風(fēng)險。我國水資源相對缺乏決定了污水灌溉是現(xiàn)實的選擇。應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)、系統(tǒng)的政策和技術(shù)措施，趨利避害，既實現(xiàn)經(jīng)濟效益又不以破壞環(huán)境為代價。在利用污水的基礎(chǔ)上，我們也應(yīng)做好水體凈化，讓灌溉型水田的水稻土壤不受污染。

參考文獻

[1]王紫，郝鵬，于小鵬，李蔚然，賀雙梅《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》2020年第八期

本文系廣西教育科學(xué)規(guī)劃2021年度自籌經(jīng)費重點課題（B類）“基于學(xué)科核心素養(yǎng)的地方性化學(xué)科校本課程的開發(fā)與實踐研究”階段性研究成果，（課題編號：2021B190）。

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