長垣河務局 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 ，流經青海、四川、 甘肅、 寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南、山東等 9省、自治區，干流全長約5400km，是中國的第二大河，是華夏文明的發源地，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基礎。但是，隨著沿黃地區工業化程度的提高，黃河流域污染已形成點源與面源污染共存、生活污染和工業排放疊加、各種新舊污染與二次污染相互復合的形勢，嚴重危害了黃河的健康發展。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、水量較穩定的特點，能夠用于農業、工業和市政用水。因此，城市污水的再生利用是節約及合理利用水資源的有效途徑。

　　 2 國內外污水灌溉現狀

　　 2.1 國外污水灌溉情況

　　以色列是嚴重缺水國家，為緩和水資源短缺對經濟發展的制約，采取了一系列措施推進城市污水再生利用。目前，91％的工業和生活污水由下水道收集，其污水回用率已達到70%以上，其中約2/3應用于農田灌溉和園林灌溉。城市污水處理后，廣泛應用于工業生產、農田灌溉、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、回用經驗和先進的灌溉方法，以色列已成為污水回用于農業灌溉的領先者。

　　 2.2 中國污水灌溉現狀

　　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。隨著廢污水排放量日益增多，以及農業用水日漸緊張，許多大、中城市近郊和工礦區附近的農田越來越多地利用污水灌溉。據統計，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90年代初已經達到300萬hm2。據全國第二次污水灌區環境質量狀況普查統計，1998年我國利用污水灌溉的農田面積為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《農田灌溉水質標準》，在1992年的標準中增補了有關有機物指標，但迄今為止，還沒有專門適用于污水灌溉回用的有關標準或指南。也缺少對不同污水類型、不同土壤條件下主要農作物的污灌方式、次數、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土壤環境的影響

　　黃河灘區的土壤屬于沙質土壤，該種土壤在形成過程中的生物作用非常微弱，而薄層的風化殼受干熱氣候的影響，成為土壤形成過程的主導作用。地表多沙質化，礫石化和有龜裂結皮，極易對通過土壤的各種污染物進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，發生物理和生物化學作用，大部分有毒物質會分解、毒性降低或轉化為無毒物質，有機物為作物生長發育所利用。但是土壤的凈化和緩沖能力是有一定限度的，長期引用未經任何處理的不符合標準的污水灌溉農田，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，出現土壤板結、肥力下降、土壤的結構和功能失調，使土壤生態系統平衡受到破壞，引起土壤環境惡化，土壤生物群落結構衰退，多樣性下降，產生環境生態問題。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，有機污染物的揮發性小，殘留期長，難以被生物降解，易通過食物鏈在生物體內積累。目前某些污水灌區由于污水中含有有機污染物，已經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，氰易轉移到生長最旺盛的部分及籽粒。因此，在農業生產中，采用含氰污水灌溉時，應在作物生長前期進行。

　　 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。長期使用水質不符合標準的污水灌溉，特別是使用未經處理的污水灌溉將對灌區土壤產生嚴重污染。當土地中有害物質成分過大時，土地將不能再繼續使用，需要進行治理。

　　 3.3 酸、堿、鹽污染

　　經常引用含酸、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，導致土壤結構破壞。污水中Na⁺過高還會引起土壤顆粒分散，物理性質惡化。污水中的可溶性鹽分隨水進入農田土壤，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可持續利用的策略

　　污水灌溉所帶來的諸多弊端已引起人們高度重視，必須采取科學對策，著手控制污染，改善水質，以保障污水灌溉的可持續發展。

　　 4.1 進行預處理，加強水質監測

　　污水灌溉水質控制是實現污灌區污染防治的先決條件，必須對污水進行預處理，使污水達到農田灌溉水質標準。為避免輸水過程中對沿線土壤和地下水的污染，應采用管道輸水，并在管道起點處進行消毒。還可利用低洼地修建各種氧化塘和人工濕地處理污水，使水質達標。

　　 4.2 建立污水灌溉制度，加強科學管理

　　污灌區的布局要進行合理的規劃，根據污灌水質、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。根據土壤水分動態、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行污灌。

　　 4.3 因地制宜調整污灌區農業種植結

　　根據污水的性質調整種植結構，氮、磷等養分含量較高、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；高污染地區不作農業用地。另外，污灌區作物種類少，輪作單一。因此，作物、土壤病害發生較多，土壤退化現象較為突出。調整的原則是：可根據土壤類型實行水旱輪作，從而調節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，以提高生物產量，增加收益，并可改善土壤環境，提高土壤肥力。

　　 4.4 改變污水灌溉方式

　　傳統的淹灌、漫灌、溝灌，灌水分布不均，很容易造成灌水過量，致使局部地區土壤受到污染。噴灌、微灌、滴灌等灌水技術不僅節水節能，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

　　對已經受污染的耕地，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。在污灌區建立必要的農田灌溉設施，實行清污輪灌，提出不同污水類型、不同土壤條件下主要農作物的污灌方式及次數、最佳灌溉時間及灌溉定額，實現科學適度的污水灌溉。

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