長垣河務(wù)局 陳朝陽

　　 1 概況

　　黃河西起巴顏喀拉山,東臨渤海,南至秦嶺，北抵陰山,流域面積75.2萬km ，流經(jīng)青海、四川、 甘肅、 寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東等 9省、自治區(qū)，干流全長約5400km，是中國的第二大河，是華夏文明的發(fā)源地，黃河哺育了中華燦爛的古代文明，為中華兒女的生存提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，隨著沿黃地區(qū)工業(yè)化程度的提高，黃河流域污染已形成點源與面源污染共存、生活污染和工業(yè)排放疊加、各種新舊污染與二次污染相互復(fù)合的形勢，嚴(yán)重危害了黃河的健康發(fā)展。同時，由于污水中富含大量的N、P、K、Cu、Zn等元素，完全可以作為一種再生的水資源加以利用。并且污水還具有量大、集中、水量較穩(wěn)定的特點，能夠用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和市政用水。因此，城市污水的再生利用是節(jié)約及合理利用水資源的有效途徑。

　　 2 國內(nèi)外污水灌溉現(xiàn)狀

　　 2.1 國外污水灌溉情況

　　以色列是嚴(yán)重缺水國家，為緩和水資源短缺對經(jīng)濟發(fā)展的制約，采取了一系列措施推進(jìn)城市污水再生利用。目前，91％的工業(yè)和生活污水由下水道收集，其污水回用率已達(dá)到70%以上，其中約2/3應(yīng)用于農(nóng)田灌溉和園林灌溉。城市污水處理后，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田灌溉、牧草灌溉、市政綠化、生活雜用、回灌地下水及補充地表水源等方面。由于擁有污水處理、回用經(jīng)驗和先進(jìn)的灌溉方法，以色列已成為污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉的領(lǐng)先者。

　　 2.2 中國污水灌溉現(xiàn)狀

　　我國自1957年開始污水灌溉試驗工作，北京、天津、西安、撫順、石家莊等城市先后開辟了大型污水灌區(qū)。隨著廢污水排放量日益增多，以及農(nóng)業(yè)用水日漸緊張，許多大、中城市近郊和工礦區(qū)附近的農(nóng)田越來越多地利用污水灌溉。據(jù)統(tǒng)計，1963年全國污水灌溉面積僅有4.2萬hm²,1978年為33.3萬hm2,到1980年猛增到133.3萬hm²,到20世紀(jì)90年代初已經(jīng)達(dá)到300萬hm2。據(jù)全國第二次污水灌區(qū)環(huán)境質(zhì)量狀況普查統(tǒng)計，1998年我國利用污水灌溉的農(nóng)田面積為361.84萬hm²,占我國總灌溉面積的7.33％，約占地表水灌溉面積的10％，該面積比20世紀(jì)80年代初第一次污水灌溉普查時增加了1.6倍。污水灌溉面積中，直接引用工業(yè)城市下水道污水的面積為51.2萬hm²。

　　我國于1979年、1985年和1992年先后3次頒布了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，在1992年的標(biāo)準(zhǔn)中增補了有關(guān)有機物指標(biāo)，但迄今為止，還沒有專門適用于污水灌溉回用的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或指南。也缺少對不同污水類型、不同土壤條件下主要農(nóng)作物的污灌方式、次數(shù)、最佳灌溉時間及灌溉定額的研究，并取得了顯著的成果。

　　 3 污水灌溉對黃河灘區(qū)土壤環(huán)境的影響

　　黃河灘區(qū)的土壤屬于沙質(zhì)土壤，該種土壤在形成過程中的生物作用非常微弱，而薄層的風(fēng)化殼受干熱氣候的影響，成為土壤形成過程的主導(dǎo)作用。地表多沙質(zhì)化，礫石化和有龜裂結(jié)皮，極易對通過土壤的各種污染物進(jìn)行有效的機械吸收和阻留，土壤膠體的理化吸附、土壤溶液的溶解稀釋、土壤中微生物的分解及利用，發(fā)生物理和生物化學(xué)作用，大部分有毒物質(zhì)會分解、毒性降低或轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，有機物為作物生長發(fā)育所利用。但是土壤的凈化和緩沖能力是有一定限度的，長期引用未經(jīng)任何處理的不符合標(biāo)準(zhǔn)的污水灌溉農(nóng)田，土壤中的有機污染物及重金屬含量超過了土壤吸持和作物吸收能力，必然造成土壤污染，出現(xiàn)土壤板結(jié)、肥力下降、土壤的結(jié)構(gòu)和功能失調(diào)，使土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡受到破壞，引起土壤環(huán)境惡化，土壤生物群落結(jié)構(gòu)衰退，多樣性下降，產(chǎn)生環(huán)境生態(tài)問題。其主要污染形式主要有以下幾點：

　　 3.1 有機污染

　　酚和氰是都是有害的有機化合物，有機污染物的揮發(fā)性小，殘留期長，難以被生物降解，易通過食物鏈在生物體內(nèi)積累。目前某些污水灌區(qū)由于污水中含有有機污染物，已經(jīng)造成了土壤有機污染。

　　氰易被作物吸收和殘留，在作物不同生育期用含氰污水灌溉時，在其不同的部位殘留量不同。在分蘗期灌溉時，氰多集中在葉部，在籽粒中積累量很少；在灌漿期灌溉時，氰易轉(zhuǎn)移到生長最旺盛的部分及籽粒。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，采用含氰污水灌溉時，應(yīng)在作物生長前期進(jìn)行。

　　 3.2 重金屬污染

　　由于污灌所用的水來源于城市污水、工業(yè)污水或混合污水，其中含有大量的重金屬、有毒非金屬等。長期使用水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的污水灌溉，特別是使用未經(jīng)處理的污水灌溉將對灌區(qū)土壤產(chǎn)生嚴(yán)重污染。當(dāng)土地中有害物質(zhì)成分過大時，土地將不能再繼續(xù)使用，需要進(jìn)行治理。

　　 3.3 酸、堿、鹽污染

　　經(jīng)常引用含酸、堿、鹽的廢污水灌溉會改變土壤的pH值，引起土壤次生鹽漬化、堿化等土壤退化問題，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞。污水中Na⁺過高還會引起土壤顆粒分散，物理性質(zhì)惡化。污水中的可溶性鹽分隨水進(jìn)入農(nóng)田土壤，愈靠近污水輸水干渠，土壤全鹽含量愈高。土壤酸度增加往往會加速土壤養(yǎng)分的淋失，特別是Cu、Zn等植物必需元素的淋失，而對于受重金屬污染的土壤，酸度增加會引起重金屬活性提高，從而增加對植物的毒害。

　　 4 確保污水灌溉在黃河灘區(qū)可持續(xù)利用的策略

　　污水灌溉所帶來的諸多弊端已引起人們高度重視，必須采取科學(xué)對策，著手控制污染，改善水質(zhì)，以保障污水灌溉的可持續(xù)發(fā)展。

　　 4.1 進(jìn)行預(yù)處理，加強水質(zhì)監(jiān)測

　　污水灌溉水質(zhì)控制是實現(xiàn)污灌區(qū)污染防治的先決條件，必須對污水進(jìn)行預(yù)處理，使污水達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為避免輸水過程中對沿線土壤和地下水的污染，應(yīng)采用管道輸水，并在管道起點處進(jìn)行消毒。還可利用低洼地修建各種氧化塘和人工濕地處理污水，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

　　 4.2 建立污水灌溉制度，加強科學(xué)管理

　　污灌區(qū)的布局要進(jìn)行合理的規(guī)劃，根據(jù)污灌水質(zhì)、土壤類型、作物品種和氣候條件的不同，制定污水灌溉的管理辦法。根據(jù)土壤水分動態(tài)、土壤污染降解能力、作物耗水需肥量、污染物在作物中的殘留規(guī)律以及防滲要求，建立污水灌溉制度。污水灌溉對作物中有害元素殘留的影響一般是后期，按照作物生育特性和需水、需肥臨界期確定污水灌溉時期。一般作物在幼苗期與花穗期均不能進(jìn)行污灌。

　　 4.3 因地制宜調(diào)整污灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)

　　根據(jù)污水的性質(zhì)調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，氮、磷等養(yǎng)分含量較高、其他污染物含量很少的污水，用于蔬菜和糧食作物灌溉；重金屬含量較高的污灌區(qū)種植不可食用的且耐重金屬的植物，如草皮、花卉與觀賞性或綠化用的苗木；高污染地區(qū)不作農(nóng)業(yè)用地。另外，污灌區(qū)作物種類少，輪作單一。因此，作物、土壤病害發(fā)生較多，土壤退化現(xiàn)象較為突出。調(diào)整的原則是：可根據(jù)土壤類型實行水旱輪作，從而調(diào)節(jié)和改善土壤的理化狀況，提高土壤對污染物的載力。在水旱輪作中可種植牧草、綠樹等抗逆性強的作物，以提高生物產(chǎn)量，增加收益，并可改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力。

　　 4.4 改變污水灌溉方式

　　傳統(tǒng)的淹灌、漫灌、溝灌，灌水分布不均，很容易造成灌水過量，致使局部地區(qū)土壤受到污染。噴灌、微灌、滴灌等灌水技術(shù)不僅節(jié)水節(jié)能，而且由于輸配水管道的防滲作用，對防止土壤污染作用明顯。

　　 4.5 整治和改造受污地區(qū)

　　對已經(jīng)受污染的耕地，可通過施加改良劑，如石灰、鐵鹽等，通過沉淀或吸附來降低重金屬的有效性；也可通過改變耕作制度，如深翻、水改旱等，減輕重金屬的危害。在污灌區(qū)建立必要的農(nóng)田灌溉設(shè)施，實行清污輪灌，提出不同污水類型、不同土壤條件下主要農(nóng)作物的污灌方式及次數(shù)、最佳灌溉時間及灌溉定額，實現(xiàn)科學(xué)適度的污水灌溉。

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