徐亞幸2 鄭政偉2 辛國(guó)榮1,2 梁近光3 楊中藝1,2**
（1中山大學(xué)生物防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510275；2中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，
廣州510275；3廣西必佳微生物工程有限公司，南寧530022）

　　[摘要] 應(yīng)用經(jīng)復(fù)合微生物技術(shù)處理的制糖和酒精發(fā)酵混合廢水進(jìn)行灌溉實(shí)驗(yàn)，探討實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水無(wú)害化及資源化的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，灌溉廢水對(duì)土壤的肥力沒(méi)有不良的影響，不會(huì)造成土壤肥力的下降，也不存在增加土壤重金屬含量的危險(xiǎn)，灌溉廢水沒(méi)有對(duì)流域水體造成污染。
　　關(guān)鍵詞 廢水灌溉 廢水處理 土壤性狀 復(fù)合微生物技術(shù) 甘蔗

Effect of the irrigation with treated sugar-refinery and alcohol making wastewater on soil properties and regional water environment

Xu Yaxing2, Zheng Zhengwei2, Xin Guorong1,2, Liang Jinguang3 , Yang Zhongyi1,2** (1 State Key Laboratory for Biocontrol, Zhongshan University, Guangzhou 510275; 2 School of life science, Zhongshan University, Guangzhou 510275; 3Guangxi Bijia Microorganism Engineering Ltd. Co. , Nanning 530022)

　　The sugar-refinery and alcohol making wastewater were treated by compound microorganisms technique, and the changes of soil properties of sugarcane farm and regional water environment after irrigating the wastewater were investigated in Liuzhou, Guangxi, in 1999 and 2000. As experimental treatments (treatment A-D), the wastewater with different concentrations were irrigated into the plots which were newly growing sugarcane (Saccharum officinarum L.). Without irrigation and irrigating clear water were conducted as contrasts (ck1 and ck2). The results showed that the wastewater irrigation did not blight the soil fertility, and did not caused soil acidifying and heavy metal accumulating. Furthermore, the results proved that there was no pollution on the regional water environment in the wastewater irrigating area.
　　Key words wastewater irrigation, wastewater treatment, soil properties, compound microorganisms, sugarcane

1.引言

　　缺水是當(dāng)今一個(gè)世界性的普遍現(xiàn)象。目前全球1/5以上的人口面臨中高度缺水壓力。我國(guó)是世界十三個(gè)貧水國(guó)之一，水資源人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，而且水資源在時(shí)空上的分布也極不平衡，歷來(lái)就存在缺水的干旱區(qū)[1]。
　　與此同時(shí)，由于生活污水及工業(yè)廢水的排放而造成的水體污染導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使缺水的問(wèn)題更顯突出。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一方面是生產(chǎn)、生活用水量不斷增加[9]；另一方面是污水、廢水的排放量不斷增加[2]。為此，有專家指出，污水、廢水是放錯(cuò)地方的資源，必須加以充分的利用，以緩解我國(guó)水資源短缺。事實(shí)證明，利用污水灌溉農(nóng)田是解決水資源短缺的有效途徑，我國(guó)實(shí)行污水農(nóng)灌也有較長(zhǎng)的歷史[7] [13] [14]。利用污水灌溉，既可部分解決農(nóng)業(yè)缺水問(wèn)題，加上部分廢水含有作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物，可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，廢水農(nóng)灌減少了廢水的直接外排，并對(duì)廢水具有一定程度的處理作用，從而減輕了廢水排放對(duì)環(huán)境的壓力。但是，污灌所帶來(lái)的土壤污染問(wèn)題也不容忽視，特別是用未經(jīng)處理的工業(yè)廢水灌溉對(duì)土壤所造成的危害更大。常見(jiàn)的有土壤的重金屬污染及土壤理化性狀的改變[2][6] [10] [14]。因此，用于農(nóng)業(yè)灌溉的廢水、污水必須經(jīng)過(guò)合適的處理，以減少其對(duì)土壤及作物可能帶來(lái)的不良影響，才能收到預(yù)期的效果。
　　廣西柳興實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)總公司是一家集農(nóng)、工、商等綜合經(jīng)營(yíng)的國(guó)有大型企業(yè)，屬下的新興糖廠日榨能力達(dá)7000噸，全廠每天產(chǎn)生的制糖和制酒精混合廢水量為14000M3；屬下的農(nóng)場(chǎng)以種植甘蔗(Saccharum officinarum L.)為主，有甘蔗地40000畝，該地區(qū)春旱頻發(fā)，甘蔗生產(chǎn)常受影響。曾嘗試將未經(jīng)處理廢水用于蔗田灌溉，但由于廢水濃度高、酸性大，結(jié)果造成土壤板結(jié)，廢水因腐敗而發(fā)生惡臭，甚至造成蔗苗死亡，同時(shí)高濃度廢水容易污染流域水系。因此，廢水農(nóng)灌也就沒(méi)有繼續(xù)，廢水處理和回用問(wèn)題因而成為制約該企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　從1997年開(kāi)始，該廠采用復(fù)合微生物技術(shù)進(jìn)行廢水排放前處理，一方面消除了惡臭，另一方面廢水酸性和有機(jī)物含量也大幅度下降，為廢水回用創(chuàng)造了良好的條件。本研究探討了上述經(jīng)處理廢水灌溉甘蔗的可行性，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高濃度工業(yè)有機(jī)廢水無(wú)害化和資源化，解決該地區(qū)甘蔗灌溉用水缺乏的問(wèn)題有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

2.材料和方法

2.1 試驗(yàn)地概況
　　制糖和酒精廢水的灌溉試驗(yàn)從1999年元月開(kāi)始，2000年底結(jié)束，共進(jìn)行兩年。試驗(yàn)地設(shè)于廣西柳興實(shí)業(yè)發(fā)展總公司屬下農(nóng)場(chǎng)的甘蔗地。該農(nóng)場(chǎng)位于廣西柳州市市郊，屬于華中蔗區(qū)南嶺閩浙亞區(qū)，其降雨量1500毫米左右，尤其在冬季植蔗時(shí)期缺水，經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重干旱而影響甘蔗種植[4]。試驗(yàn)期當(dāng)?shù)卦戮鶜鉁睾徒涤炅咳绫?所示，1999年冬春季的干旱持續(xù)了3個(gè)月。當(dāng)?shù)卣崽锿寥乐饕獮辄S壤，肥力不高，酸性強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)含量低，養(yǎng)分不足，特別是缺磷、鉀、氮、鈣等養(yǎng)分（表2）。

表1 試驗(yàn)期間當(dāng)?shù)卦戮鶜鉁兀═，℃）和降雨量（P，mm）
Table 1 The monthly average temperature (T，℃) and precipitation (P，mm) in the experimental periods 1月
Jan. 2月
Feb. 3月
Mar. 4月
Apr. 5月
May 6月
Jun. 7月
Jul. 8月
Aug. 9月
Sep. 10月
Oct. 11月
Nov. 12月
Dec. T1999 11.8 14.5 15.9 22.0 23.8 27.5 28.3 27.7 26.6 23.5 12.9 12.2 P1999 37.9 15.8 29.9 294.0 261.3 224.7 376.7 340.2 113.2 81.1 61.0 13.2 T2000 11.4 9.8 15.8 20.4 25.0 27.6 29.3 29.1 26.7 22.1 15.8 13.6 P2000 11.2 45.9 66.8 197.9 315.2 232.0 81.7 177.5 19.7 188.9 6.4 12.8

表2 試驗(yàn)地土壤綜合理化性狀
Table 2 The soil physical and chemical properties in the experiment site pH 有機(jī)質(zhì) (%)
Organic matter 全量養(yǎng)分含量 (%)
Total content of NPK 速效養(yǎng)分含量 (mg/kg)
Available content of NPK 重金屬含量 (mg/kg)
Heavy metal content N P K N P K Cd Cr Cu Zn Pb 1999 4.91 2.47 0.131 0.068 0.378 96 6.9 73 0.50 39.70 31.25 73.92 9.84 2000 4.39 2.77 0.145 0.082 0.374 132 23.7 125 0.49 46.51 32.06 78.49 6.74

2.2 供試材料
　　廢水為廣西柳興實(shí)業(yè)發(fā)展總公司屬下新興糖廠所產(chǎn)生的制糖廢液和用廢糖蜜（制糖業(yè)副產(chǎn)品）發(fā)酵生產(chǎn)酒精所產(chǎn)生廢液的混合廢水，經(jīng)復(fù)合微生物技術(shù)處理后，CODcr從10000mg/L以上下降到4000mg/L以下（見(jiàn)表3），其他污染物質(zhì)也明顯下降。由于處理后阻斷了腐敗的過(guò)程，因此，廢水不僅未酸化，而且pH值提高，呈中性略偏堿，并消除了因腐敗所引起的惡臭。

表3 處理前后廢水理化性質(zhì)的變化
Table 3 The properties of the wastewater before and after treatment with the microorganisms. pH 化學(xué)需氧量
CODCr
(mg/L) 五日生化需氧量
BOD5
mg/L） 全氮
TN
（mg/L） 全磷
TP
（mg/L） 氨氮
NH3-N
(mg/L) 懸浮物
SS
（mg/L） 處理前Before treatment 5.6 13938 8725.6 816 52 132 2440 處理后After treatment 7.9 3466 456.2 559 22 153 357

2.3 試驗(yàn)方法
　　1999年的試驗(yàn)是在新植甘蔗地上按每小區(qū)4m×10m的規(guī)格設(shè)置試驗(yàn)小區(qū)。設(shè)置了4個(gè)不同濃度廢水洪澇的試驗(yàn)處理，所用廢水的CODcr濃度分別為300、500、1000和1500mg/L，按濃度由低到高分別記為A、B、C、D處理;另設(shè)置了自然降水和澆灌清水兩個(gè)對(duì)照，分別記分CK1和CK2。每個(gè)處理和對(duì)照均設(shè)三個(gè)重復(fù)。
　　2000年的試驗(yàn)小區(qū)同樣在新植甘蔗地上設(shè)置，但情況稍有改變。小區(qū)的規(guī)格為5m×8m，共設(shè)5個(gè)用不同濃度經(jīng)處理廢水澆灌處理，所用廢水的CODcr濃度改為300、1000、2000、3000和4000mg/L，分別記為A、B、C、D和E處理；同樣設(shè)自然降水和澆灌清水兩個(gè)對(duì)照，記為CK1和CK2。各處理及對(duì)照均設(shè)置三個(gè)重復(fù)。
　　1999年的試驗(yàn)地共澆廢水4次，2月10日進(jìn)行第一次，以后每月一次，至5月份止。每次的灌溉量為每小區(qū)2 m3（最后一次因遇大雨減少為1m3）。2000年的試驗(yàn)由于雨水相對(duì)較多，廢水灌溉量較少，灌溉量為每小區(qū)1m3。3月6日第一次澆灌，以后每月一次，共澆灌三次，5月廢水澆灌結(jié)束。
　　兩年的試驗(yàn)均于植蔗前每hm2施復(fù)合肥750公斤作基肥，培土?xí)r追施復(fù)合肥1875公斤和尿素375公斤/hm2。1999年試驗(yàn)地的蔗苗于2月6日埋植，11月26日試驗(yàn)田甘蔗砍收；2000年蔗苗埋植時(shí)間為2月26日，2001年1月5日砍收。
2.4 測(cè)定項(xiàng)目
　　在試驗(yàn)期間，除了定期觀測(cè)甘蔗的生長(zhǎng)發(fā)育情況外，還在每次實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始前，第一次灌溉廢水后一個(gè)月，第二次灌溉廢水前及最后一次灌溉廢水后一個(gè)月分別于各處理小區(qū)內(nèi)對(duì)土壤進(jìn)行取樣，測(cè)定土壤的pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量及重金屬含量。土壤pH、有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素含量的測(cè)定采用文獻(xiàn)[5]介紹的方法，重金屬的測(cè)定采用美國(guó)TJA公司IRIS（HR）全譜直讀等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP）。
2.5 廢水灌溉區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測(cè)
　　灌溉區(qū)內(nèi)地表水主要匯集到北部相距3公里的都樂(lè)河。在其相對(duì)于灌溉的上游、中游（距上游采樣點(diǎn)約1.5km）和下游（距中游采樣點(diǎn)約2km）各設(shè)置一采樣點(diǎn)。1999年9月3日、10月25日、11月28日及2000年3月至11月每月采樣一次，分別分析水中的CODMn、BOD5、全氮和全磷含量，分析方法采用文獻(xiàn)[1]規(guī)定的方法。

3.結(jié)果

3.1 灌溉廢水對(duì)蔗田土壤pH及有機(jī)質(zhì)含量的影響
　　試驗(yàn)期間不同處理的土壤pH及有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定數(shù)據(jù)如表4所示。無(wú)論是土壤酸度還是土壤有機(jī)質(zhì)含量，各試驗(yàn)處理及對(duì)照間的差異很小，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著意義。與本底值（表２）相比亦未見(jiàn)明顯的差異。

表4 土壤pH值及有機(jī)質(zhì)含量變化
Table 4 The changes of soil pH and content of organic matter 年份
Year 處理
Treatment pH 有機(jī)質(zhì)含量（％）
Content of organic matter 3月/4月
Mar./Apr. 7月
Jul. 3月/4月
Mar./Apr.

7月
Jul.

1999 A 5.13 4.78 2.26 2.44 B 5.17 4.95 2.27 2.13 C 5.36 5.09 2.14 2.34 D 5.63 5.04 2.23 2.30 CK1 5.10 4.88 2.25 2.30 CK2 5.06 4.97 2.17 2.33 2000 A 4.44 4.40 2.79 2.95 B 4.40 4.32 2.92 2.87 C 4.37 4.41 2.90 2.91 D 4.53 4.41 2.91 2.90 E 4.49 4.38 2.97 3.01 CK1 4.41 4.31 3.28 3.19 CK2 4.36 4.41 2.85 3.16

3.2 灌溉廢水對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響
　　本試驗(yàn)各處理的土壤養(yǎng)分含量情況如表5所示。土壤全氮和速效氮含量在兩年試驗(yàn)期內(nèi)均未表現(xiàn)出明顯的處理效應(yīng)，雖然速效氮含量比本底值高出許多，但與兩個(gè)對(duì)照區(qū)相比未見(jiàn)明顯的提高，因此，與本底值的差異應(yīng)是施肥所造成的。全磷和速效磷的表現(xiàn)與全氮和速效氮相近，僅1999年7月的觀測(cè)值呈現(xiàn)一定的處理效應(yīng)。全鉀含量盡管大體上表現(xiàn)為隨廢水濃度增加而上升的趨勢(shì)，但不是很明顯，而速效鉀含量則明顯地受試驗(yàn)處理的影響，呈現(xiàn)隨廢水濃度的增加而明顯上升的趨勢(shì)。該特征在1999年3月和2000年4月表現(xiàn)尤其明顯。

表5 1999年土壤全氮、全磷、全鉀以及速效氮、磷、鉀含量
Table 5 The contents of total and available N, P and K of soil in 1999 年份
year 處理
Treat-ment 全氮（％）
Total N 全磷（％）
Total P 全鉀（％）
Total K 速效氮（mg/kg）
Available N 速效磷（mg/kg）
Available P 速效鉀（mg/kg）
Available K 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月* Mar. 7月
Jul. 3月*

Mar. 7月
Jul. 1999 A 0.136 0.122 0.070 0.078 0.363 0.373 170 142 6.8 12.0 211 116 B 0.138 0.130 0.073 0.073 0.381 0.346 78 161 6.3 11.5 221 135 C 0.132 0.132 0.075 0.084 0.404 0.364 201 131 7.6 14.8 506 130 D 0.143 0.136 0.073 0.093 0.407 0.355 217 138 6.3 16.0 659 202 CK1 0.142 0.133 0.075 0.072 0.365 0.389 199 132 7.7 7.4 178 103 CK2 0.120 0.137 0.076 0.081 0.366 0.372 102 138 8.4 9.6 116 101 2000 A 0.148 0.150 0.086 0.101 0.382 0.370 164 124 28.8 31.7 116 130 B 0.152 0.152 0.091 0.106 0.417 0.375 144 114 30.8 31.4 151 96 C 0.163 0.155 0.091 0.096 0.369 0.406 122 128 44.5 29.3 187 144 D 0.149 0.163 0.085 0.099 0.411 0.387 152 130 35.6 39.6 202 122 E 0.153 0.159 0.095 0.116 0.415 0.408 156 141 53.6 54.4 235 144 CK1 0.156 0.161 0.099 0.106 0.373 0.372 168 141 51.5 51.0 125 101 CK2 0.158 0.155 0.097 0.104 0.331 0.367 170 141 47.9 52.1 125 92

* 2000年為4月。 April in 2000.

3.3 灌溉廢水對(duì)蔗田土壤重金屬含量的影響
　　各試驗(yàn)區(qū)土壤Cd、Cr、Cu、Zn和Pb含量的變化如表6所示，各重金屬含量在兩年試驗(yàn)期內(nèi)未受到灌溉廢水的影響，各處理區(qū)的上述各重金屬的含量與對(duì)照區(qū)差異不大，與本底值（表2）也沒(méi)有明顯的差異。

表6 1999年土壤五種重金屬元素含量（mg/kg）
Table 6 The contents of the tested heavy metals of soil in 1999 (mg/kg) 年份
Year 處理
Treat-ment 鎘 Cd 鉻 Cr 銅 Cu 鋅Zn 鉛Pb 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 3月*
Mar. 7月
Jul. 1999 A 0.472 0.495 33.491 58.828 30.818 16.502 67.296 31.518 10.456 13.779 B 0.445 0.478 41.617 57.006 31.306 17.277 61.499 31.688 10.163 13.376 C 0.407 0.459 29.886 41.361 31.352 26.758 70.603 58.945 9.202 9.862 D 0.398 0.484 31.290 57.097 31.529 23.548 70.780 46.371 8.360 14.597 CK1 0.482 0.583 47.428 50.500 35.691 17.000 66.640 35.833 9.968 14.083 CK2 0.484 0.470 26.129 45.063 27.500 19.749 61.532 37.853 8.548 10.972 2000 A 0.411 0.313 44.161 29.075 32.895 32.132 74.836 73.589 8.141 5.878 B 0.403 0.302 54.516 24.169 31.129 28.097 74.355 68.958 7.742 4.834 C 0.462 0.407 39.000 35.912 32.462 31.759 77.154 72.313 9.077 6.678 D 0.492 0.299 47.131 26.722 30.082 27.769 73.770 65.195 8.197 5.988 E 0.415 0.326 36.047 33.143 32.890 33.958 81.811 77.524 6.977 6.596 CK1 0.383 0.332 27.914 44.684 31.518 32.558 79.601 74.252 5.598 6.728 CK2 0.500 0.325 28.750 26.542 30.500 31.088 79.333 73.214 9.250 6.169

* 2000年為4月。 April in 2000.

3.4 灌溉廢水對(duì)流域水體水質(zhì)的影響
　　試驗(yàn)期灌區(qū)流域內(nèi)主要河流都樂(lè)河的水質(zhì)情況如表7所示，除BOD5在1999年11月，2000年5月和6月呈較明顯的下游>中游>上游的趨勢(shì)外，其余觀察值均無(wú)明顯的分布規(guī)律，且在兩年試驗(yàn)期內(nèi)變化不大。

表7 1999-2000年都樂(lè)河水質(zhì)指標(biāo)（mg/L）
Table 7 The water quality of Dule River in the experimental periods (mg/L) 地點(diǎn)*
Position 1999年 2000年 5月
May 10月
Oct. 11月
Nov. 3月
Mar. 4月
Apr. 5月
May 6月
Jun. 7月
Jul. 8月
Aug. 9月
Sep. 10月
Oct. 11月
Nov. Upper 0.359 0.025 0.437 0.246 0.422 0.571 0.690 0.577 0.657 0.657 Middle 0.294 0.331 0.184 0.271 0.503 0.616 0.633 0.356 0.940 0.940 Down 0.423 0.574 0.306 0.211 0.788 0.705 0.986 0.374 0.542 0.542 CODMn Upper 3.021 2.449 2.423 6.181 2.952 2.620 2.983 3.203 3.304 2.469 2.469 3.252 Middle 3.116 2.315 2.455 5.748 2.277 2.479 2.927 3.147 2.962 2.331 2.331 2.427 Down 3.187 2.551 2.953 8.346 2.402 2.645 2.613 3.211 3.272 2.323 2.323 2.532 TN Upper 1.598 1.442 1.489 2.468 2.346 2.823 2.813 2.358 1.468 1.633 1.633 1.645 Middle 1.098 1.428 1.373 1.636 2.480 3.059 2.662 2.182 1.582 1.507 1.507 1.519 Down 1.515 1.483 1.838 2.213 2.400 3.129 3.131 2.227 1.854 1.308 1.308 1.320 TP Upper 0.889 1.075 0.053 0.175 0.723 0.192 0.469 0.167 0.197 0.064 0.064 0.030 Middle 3.099 1.075 0.111 0.101 0.485 0.432 1.292 0.117 0.098 0.040 0.040 0.028 Down 0.889 0.771 0.339 0.125 0.452 0.176 0.308 0.179 0.121 0.056 0.056 0.036

* Upper：上游 upper current; Middle：中游 middle course; Down：下游 down stream

4. 討論

　　制糖業(yè)是廣西的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其工業(yè)產(chǎn)值占廣西工業(yè)總產(chǎn)值的10%左右[8]。但是，制糖廢水以及糖蜜發(fā)酵制造酒精所產(chǎn)生的廢水的治理問(wèn)題一直困擾著該地區(qū)的的制糖工業(yè)。在以往直接排放或直接農(nóng)灌的做法因?qū)е麓罅凯h(huán)境問(wèn)題而不得不放棄的情況下，各制糖企業(yè)一直在尋找低成本的適用技術(shù)。僅柳興糖廠便嘗試過(guò)不下四、五種治理方法，但一直未能從根本上解決問(wèn)題，許多設(shè)備被棄置，造成了資金的大量浪費(fèi)。應(yīng)用復(fù)合微生物處理上述混合廢水的技術(shù)恰恰解決了廢水的腐敗、酸化及惡臭問(wèn)題，同時(shí)極大地降低了廢水中環(huán)境污染物的濃度，減少了廢水農(nóng)灌的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。目前已有多家糖廠開(kāi)始應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，為這些糖廠解決污染治理這一關(guān)乎企業(yè)生死存亡的關(guān)鍵問(wèn)題提供了低成本的有效手段。此外，冬春季是廣西干旱頻發(fā)的季節(jié)，同時(shí)也是植蔗的最重要的時(shí)期。試驗(yàn)證明經(jīng)處理的廢水灌溉不僅無(wú)害，而且有益之后，蔗農(nóng)無(wú)不爭(zhēng)先修渠引廢水灌溉自家承包的蔗田，充分體現(xiàn)了本項(xiàng)技術(shù)對(duì)該地區(qū)甘蔗種植業(yè)和制糖業(yè)的重要性。
　　值得指出的是，盡管復(fù)合微生物能夠高效降解廢水中的污染物，但由于蔗農(nóng)用水急迫，導(dǎo)致灌入農(nóng)田的廢水仍含有較高濃度的有機(jī)質(zhì)、氮、磷等環(huán)境污染物，因此，有必要系統(tǒng)地研究灌溉廢水對(duì)甘蔗生長(zhǎng)和品質(zhì)以及蔗田土壤和流域水環(huán)境的影響，為評(píng)價(jià)廢水灌溉的環(huán)境和生態(tài)安全性提供依據(jù)。本文僅涉及土壤和流域水環(huán)境問(wèn)題，有關(guān)灌溉廢水對(duì)甘蔗生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響方面的研究將發(fā)表在另一篇論文，需要說(shuō)明的是，污水灌溉對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)和品質(zhì)未產(chǎn)生任何不良影響。
　　就本研究的試驗(yàn)處理范圍而言，灌溉廢水對(duì)土壤理化性狀以及流域水環(huán)境總體上未產(chǎn)生任何不良影響。土壤酸堿度、土壤主要養(yǎng)分以及土壤重金屬含量的絕大部分性狀在各處理區(qū)與對(duì)照區(qū)以及本底值無(wú)顯著差異，少部分指標(biāo)，如土壤速效磷和全鉀含量部分地呈現(xiàn)處理正效應(yīng)，土壤速效鉀含量則明顯地隨灌溉廢水濃度的增加而提高。
　　比較出乎意料的是土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷含量未呈現(xiàn)明顯的處理效應(yīng)。許多研究表明，污灌具有增加土壤有機(jī)質(zhì)的作用，特別是用有機(jī)廢水灌溉后，土壤有機(jī)質(zhì)增加更為明顯，如謝家?。?997）等報(bào)道啤酒污水用于灌溉藕田，土壤的有機(jī)質(zhì)由1.23%增加到3.46%[12]。本研究未發(fā)現(xiàn)上述效應(yīng)，其原因可能由于廢水所含的有機(jī)物大多為易生物降解物質(zhì)，且廢水中富含高效微生物，加速了土壤有機(jī)質(zhì)的降解，因此，盡管廢水灌溉后土壤的有機(jī)質(zhì)總體上是增加的，但增幅不大，因而未能表現(xiàn)出明顯的處理效應(yīng)。土壤氮和磷含量可能也受到相同因素的作用，同時(shí)栽培過(guò)程中的施肥也可能掩蓋了廢水中氮磷的作用。土壤鉀含量、尤其是速效鉀含量的增加無(wú)疑主要是灌溉廢水造成的。廢水中含有大量鍋爐燃燒蔗渣后留下的爐灰（草木灰），一般草木灰均含有豐富的鉀[15]，這些鉀元素不受微生物降解的影響，因此，廢水中鉀含量很高（1000-3000mg/L），從而導(dǎo)致經(jīng)廢水灌溉的土壤中鉀含量隨廢水濃度的增加而提高。
　　廢水灌溉后土壤重金屬含量變化不大，這與當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘俸康谋镜字挡皇翘哂嘘P(guān)。根據(jù)調(diào)查 [11]，我國(guó)黃壤地區(qū)土壤Cd、Cr、Cu、Zn和Pb的平均含量分別為0.0642、49.6、17.5、71.5和26.9 mg/kg，全距范圍分別為0.005-4.500、6.7-313.2、2.4-79.9、13.2-212.0和3.9-193.0 mg/kg，而本蔗區(qū)的土壤中Cr和Pb含量低于全國(guó)平均值，既是重金屬又是營(yíng)養(yǎng)元素的Cu和Zn含量與全國(guó)平均值相近，只有Cd含量一定程度地高于全國(guó)平均值。因此，今后有必要對(duì)甘蔗的Cd富集作用及其經(jīng)廢水灌溉造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行調(diào)研和評(píng)價(jià)。
　　由于進(jìn)行廢水灌溉的時(shí)期恰恰是干旱季節(jié)，同時(shí)又是甘蔗生長(zhǎng)需水量大的時(shí)期，因此，所灌廢水一般迅速被消耗或停留在土壤中，不會(huì)形成地表徑流或下滲。同時(shí)，廢水中的復(fù)合微生物始終對(duì)廢水所含環(huán)境污染物進(jìn)行降解，因此，只要管理得當(dāng)，應(yīng)不會(huì)造成對(duì)地表水和地下水的污染。在本研究展開(kāi)的年份，當(dāng)?shù)卣徂r(nóng)已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模利用經(jīng)處理的廢水灌溉蔗田，對(duì)灌區(qū)主要河流都樂(lè)河水質(zhì)連續(xù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)灌溉經(jīng)處理的廢水對(duì)灌區(qū)流域地表水體造成任何不利影響。

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