我国农田污水灌溉的效益、问题及解决措施

 农田水利     |     by 思玛特SMTRU     |      2019-07-13

  污水灌溉是指对城市生活污水和工业废水进行无害化处理后,直接或间接地用于农田灌溉、园林灌溉和地下水库回灌。我国是全球水资源最紧缺的国家之一,每年有360多亿吨城市污水排入河流,造成巨大的水资源浪费和环境污染。用污水灌溉农田,作物在利用水资源的同时,还能吸收利用污水中含的有机物、氮、磷、钾等物质,将产生巨大的经济、社会效益。近年来,随着我国的农业种植面积不断扩大,农业用水量也一直在增加,特别是在一些缺水地区,污水资源化的问题显得越来越迫切,也越来越为政府、专家和学者所关注。

  1 国内外污水灌溉现状

  在污水灌溉方面,西方国家起步较早,技术也较为成熟,代表国家有美国、日本、澳大利亚和以色列。以色列的污水资源化利用率高,工业和生活污水的收集率达91%,57%的污水经过净化处理后仍用于农业灌溉和园林草地灌溉,每年约有3亿立方米。为了改进农村生活环境和水源水质,日本从1997年开始实行农村污水处理计划,到目前为止,已建成约2000个污水处理厂,而且多数采用日本农村污水处理协会研制的JARUS小型污水处理系统,处理过的废污水各项指标都达到污水处理水质标准。处理后的污水水质稳定,多数是引入农田进行灌溉水稻或果园。

  我国从20世纪50年代就开始引用污水进行农田灌溉,60年代初,全国污灌面积有4.2万公顷。近些年来,随着水资源的短缺和污水排放量的增加,污灌面积也迅速增加,至目前为止,污灌面积300万公顷,90%分布在北方地区,污水已成为许多城郊农田不可缺少的灌溉水源。我国污灌技术的研究重点还在于污灌对作物与土壤的影响方面。

  2 我国农田污水灌溉的效益

  我国污水灌溉的效益主要综合体现在节水、节肥、增收、环保四个方面。

  根据我国1976—1982年污水灌区环境质量普查总结(全国污水灌区农业环境质量普查协作组,1984),被普查的37个不同类型污水灌区,占有污水排放总量747256万吨/年,灌溉用量143517万吨/年,污水总灌用率19.2%,灌溉总面积37.99万公顷。污水中速效氮、磷肥相当于1.66亿斤硫氨和6000万斤磷酸钙,估计每年污水肥效增产粮食6亿公斤。

  以西安市沣惠灌区为例,以前是引沣河水的清水灌区,1953年开始引污水灌溉,以后新建了污水库、渠,逐步发展成为以城市污水为主的大型灌区,共灌土地1.51万公顷,年消耗污水量达4200万吨。

  同样,沈抚污水灌区是以石油化工废水为主的污水灌区,灌溉开始最早,1957年新建李石寨干渠,1960年后又修建沈抚干渠,共灌溉1万公顷农田,以稻田为主,在东北地区实现了水稻稳产高产,在灌水量大的上游地带,不施肥可保证水稻6吨/公顷的高产。其他多数灌区的情况也与此相似,污水灌溉是许多城郊乡村农业发展、不断走向富裕道路和保证供给城市的基础生产条件之一。

  3 污水灌溉产生的影响

  3.1 农田土壤污染
  
  污水中铁、锰、钙和有机与无机胶结物质会影响土壤理化性质,钙质土壤多年灌溉污水而不注意深耕时,耕层以下会逐渐淀积铁、锰、钙等物质,逐渐硬结起来。而三氯乙醛通常由农药厂污水中排出,在冬季或早春季灌溉后不引起麦苗立即死亡,但当返青时逐渐枯死或麦苗只分蘖减产,不拔节,严重减产。

  重金属的危害更为严重与持久。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近0.2亿公顷,约占耕地总面积的1/5,其中工业“三废”污染耕地0.1亿公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。

  3.2 对地下水的影响

  无节制的污水灌溉再加上大量使用化肥,将使地下水中的含盐量逐渐增加,特别会使地下水中得NO3—含量增加,使污灌区的地下水污染问题越来越严重。目前北京市一些地区地下水的总硬度、矿化度、混浊度和氨氮含量等有不同程度的增加,有65%的井被检出氨氮和亚硝酸盐,说明这些井的水质已受到了污染或正在污染,全市地下水质污染有加重趋势。

  3.3 对农业的影响

  污水对农业的影响主要表现在有害物质被作物吸收后会形成减产和品质下降。酸、碱可引起农作物急性死苗,氮肥厂排出的含高浓度的氮和氰化物的污水和制药厂排出的磺胺类物质,也将引起急性死苗。污水灌溉对农产品品质影响已收集到一些投诉意见,如反映石油废水灌溉的稻米色泽变暗,米质粘性变差,米易碎,米饭有矿物油味等。

  3.4 对环境的影响

  城市污水含粪尿等生活污物,即使经过沉淀、发酵等初级处理,水质污染程度仍然很高,成分复杂,而且有污水特有的恶臭,容易滋生蚊蝇,污染大气,如管理和使用不当还会污染水源和土壤。污水灌溉已成为我国农村水环境恶化的主要原因之一。

  3.5 对健康的影响

  污水灌溉对人们身体健康的影响有多种途径:一是污水灌溉导致地下水受到污染,通过生活饮用水而使人体产生急性和慢性中毒反应;二是污水灌溉造成土壤和作物污染,使得污染物在农产品中积累并通过食物链进入人体内积累,从而导致多种慢性疾病;三是污水灌溉带入农田的污染物大于农田的自净能力时,则其中的硫化氢等有害气体、病菌、寄生虫卵等会对该地区环境卫生造成污染,对人体健康产生危害。

  4 农田污水灌溉存在的问题

  4.1 对污水灌溉的认识不全面

  对污水灌溉引起的土壤重金属污染和有机化学污染的认识还不全面,对污水不加区分地进行灌溉使用,往往会对土壤造成不可修复的破坏。据1994年中国环境报报道:由于不适当的污水灌溉已使66万公顷耕地受到重金属和有机化学物质污染。1997年8月辽宁省昌图县2666.7万公顷水稻全部受水污染死亡,涉及到1.7万人的生活。

  4.2 污水灌溉的管理不到位

  目前污水灌溉存在的首要问题是灌溉水质超标,这既与污水超标排放有关,也与污水处理不到位有关,造成的结果是排往农田的污物总量超过了土壤的自净能力,导致有毒有害物质在土壤中积累,土壤、作物及地下水的严重污染。由于污灌水质无人监督,灌溉部门没有按标准检验把关,在某些排污地区,污水灌溉已成为当地农村水环境恶化的原因之一,直接威胁着污灌区的饮水及粮食安全。

  污水灌溉问题牵涉水利、农业与城建、环保等部门,城市污水排放属于城建、环保部门管理,而污水灌溉利用属于水利部门,多头无序管理的构架往往不但不能形成合力反而会造成形成部门间管理上的漏洞。

  5 针对目前农田污灌应采取的措施

  5.1 做好污水灌溉理论与技术的科学研究工作

  污水灌溉不同于常规清水灌溉。污水灌溉条件下常规的作物灌溉制度与灌溉技术已不适应,应该组织相关科研院所和高等院校的有关科研力量,对此进行深人、系统的研究与开发工作,包括污水中的有毒、有害元素成分在土壤——水——植物系统的运移、合理的灌溉制度、不同污水类型之典型成分分析及其污水灌溉水质标准、转化与积累规律,还应研究不同污水类型灌溉对作物生长、土壤理化性质和微生物活动的影响,污水灌溉农田水土环境评价指标体系及其监测技术手段。此外,还应充分研究如何利用生物资源的遗传变异性,根据不同作物的耐污特点和降解污水中污染物的能力,进行作物资源的优化配置,以达到利用污水的目的。

  5.2 做好污水灌溉管理工作

  建立健全污水灌溉管理体系,尽快在跨部门间成立有关污水管理的协调机构。在污水灌溉区建立水土环境监测体系和水环境信息网,完善污水灌溉水质标准及其实施方案的落实;实现对污水灌溉区的规范化管理,从组织管理上保证污水灌溉农业的可持续发展。

  参考文献
  
  [1]古智生.以色列水资源的开发与利用[J].节水灌溉,1999.6.
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