關于污水農業灌溉的探討

劉育紅

摘要中國的水資源極度匱乏，人均用水量僅占世界平均水平的1／4，農用澆灌水更是受到水體污染的嚴重影響。如果城鎮污水處理廠均能夠很好的運行，利用污水處理廠出水直接灌溉農田，既可解決部分農業用水緊張的局面，又可提高水資源的再生利用率；否則要尋求污水的土地處理，以為農業灌溉提供保障。

關鍵詞水資源；污水農灌；污水土地處理；城鎮污水處理廠

中圖分類號S273.5文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）02-0287-02

1我國水資源與污水處理狀況

1.1我國水資源狀況

我國是一個干旱缺水嚴重的國家。我國的淡水資源總量為28 000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第4位。但我國的人均水資源量只有2 300m3，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。然而，我國又是世界上用水量最多的國家。我國從20世紀70年代就開始鬧水荒，80年代以來，水荒由局部逐漸蔓延至全國，形勢越來越嚴重，已經給農業和國民經濟帶來了嚴重影響。

1.2我國城鎮污水處理狀況

隨著污水處理廠建設速度的不斷加快，我國每年都有大量的污水處理廠投入使用。根據建設部最新統計，目前我國已建成城市污水處理廠883座，縣城污水處理廠323座，建制鎮污水處理廠763座，合計有1 969座污水處理廠，污水處理總能力超過7 000萬噸/d，全年排放處理量為255.5億立方米。預計到2010年底，中國污水處理廠將達到3 000座，年排放處理量約390億立方米。

2污水農灌與污水土地處理

2.1污水農業灌溉

污水農業灌溉實際上就是當淡水資源不能滿足農業生產需要時，有些地方將城鎮所排的污水直接用于農業灌溉。城鎮污水中既含有城鎮生活污水又含有工業廢水，而其中工業廢水構成成分復雜。雖然工業廢水經處理后作為農業灌溉的補充水源，對農業生產有一定的積極作用，但終因所利用的污水未經有效處理，有害物質含量高，不僅使農作物生長受到不良影響，而且還惡化了生態環境。污水灌溉對農業環境的影響主要包括土壤污染、地下水污染、作物產量影響與食品污染、損害人體健康以及防止環境污染而額外增加的環境防護費用等。

隨著早些年污水灌溉的迅速發展，污水灌溉造成的農業環境污染問題已不容忽視。我國農業上的灌溉水直接取自湖泊、河流或地下水，如果灌溉水受到污染，就會給土壤引入污染物。水體污染物進入土壤后，土壤有相當的緩沖作用和凈化能力，在污染物濃度較低的情況下，可以維持土壤原有的狀況；但當污染物濃度增加到一定程度時，將污染土壤，使土壤質量下降，導致農業減產或產品質量降低，甚至影響人類健康。污水灌溉造成的土壤污染問題主要有：土壤物理性質惡化、土壤氧化還原狀況惡化、重金屬及其他有害物質積累等。

2.2污水土地處理

（1）污水土地處理概念。污水土地處理屬于污水自然處理范疇，是指在人工控制條件下，將污水投配在指定土地上，通過土壤－植物系統，進行一系列物理、化學、物理化學和生物化學的凈化過程，使污染水得到凈化的一種污水處理工藝。污水土地處理系統能夠經濟有效的凈化污水，充分利用污水中的營養物質和水分，強化農作物、牧草和林業的生產，促進水產和畜牧業的發展。采用污水土地處理系統，能夠減輕水體污染負荷，有利于保持良好的生態平衡。

（2）污水直接農灌的危害。我國具有利用人糞尿和廄肥的悠久歷史。20世紀50年代以來污水灌溉農田發展迅速。1957～1974年，全國曾召開4次污水灌溉農田會議，探討其利弊，總結經驗。1982年，全國污水灌溉農田面積達66.67萬公頃，到20世紀90年代初已超過133.20萬公頃。在缺水地區，污水已成為農業生產的穩定水源之一。污水灌溉農田雖然會產生一定的效益，但由于缺乏科學管理也存在許多問題：①重金屬污染，全國1.33萬公頃農田受鎘污染，其次是汞、鉻等污染；②有機毒物污染；③地下水污染；④農產品質量下降；⑤散發臭氣、滋生蚊蠅；⑥危害人體健康，污水灌區居民肝炎、腸道傳染病發生率高，腦血管、心肺疾病死亡率比對照區高。國外對此問題認識較早，針對上述問題不斷加強土地凈化技術的改造與創新，并進行長期運行的總結與提高，終于開發出現代化的新型污水土地處理工藝技術。我國自20世紀80年代初開始引進國外的污水土地處理技術，經過10年的科技攻關，已在一些地方建有不同規模的中試基地，繼而在內蒙、廣東建有生產性示范工程。

（3）污水土地處理機理。土壤對污水的凈化作用是一個十分復雜的綜合過程，其中包括：物理過程中的過濾、吸附；化學反應與化學沉淀以及微生物代謝作用下的有機物分解等。①物理過濾。利用土壤顆粒的孔隙具有截留、濾除水中懸浮顆粒的性能，去除污水中的懸浮物，使污水凈化。②物理吸附與物理化學吸附。利用在非極性分子之間范德華力的作用，土壤中黏土礦物顆粒能夠吸附土壤中的中性分子，使污水中重金屬離子因陽離子交換而被置換吸附并生成難溶性物質被固定于礦物質的晶格中，從而達到凈化。③化學反應與化學沉淀。利用重金屬離子與土壤的某些組分進行化學反應生成難溶性化合物而沉淀，可通過調整或改變土壤的氧化還原電位及pH值來實現污水凈化的目的。④微生物代謝作用下的有機物分解。在土壤中生存著種類繁多、數量巨大的土壤微生物，它們對土壤顆粒中的有機固體和溶解性有機物具有強大的降解與轉化能力。厭氧狀態時，厭氧菌能對有機物進行厭氧發酵分解，還能對亞硝酸鹽和硝酸鹽進行反硝化脫氮。

（4）污水土地處理系統的組成：①污水的收集、預處理設備；②污水的調節、貯存設備；③污水的運輸、配布與控制系統和設備；④污水土地凈化田；⑤凈化水的收集、利用系統。

3利用城鎮污水處理廠出水農灌

污水土地處理系統是以凈化田為核心組成的一個完整的工程系統，以最大限度地利用自然的生態循環系統來凈化污水并再生回用，這與城鎮污水處理廠的作用是一致的，只不過城鎮污水處理廠是完全的人工建造的污水處理系統，包括預處理單元，去除污水中大小漂浮垃圾和沉砂；生物處理（主反應區）單元，降解有機污染物及除磷和脫氮；而污水中的懸浮物經活性污泥的固有特性沉淀分離達到凈化。城鎮污水處理的原理與土地污水凈化機理類似，只是缺乏重金屬吸附環節。但城鎮污水處理對進廠污水的標準有嚴格要求，同時通過污水的有效處理，微生物已將污水中重金屬吸收轉化到了生成的污泥中，因此，城鎮污水處理廠的出水中重金屬含量可以達到出水標準要求。

對照城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB 18918－2002）與農業灌溉水質標準（GB5084－92），無論水作、旱作和蔬菜，只要城鎮污水處理廠正常運行，污水處理廠的出水完全能夠滿足農業灌溉的水質要求。這里城鎮污水處理廠指的是具有二級及以上處理工藝的污水處理廠。應該注意的是，目前還有部分此類污水處理廠沒有完善出水的殺菌單元，出水中糞大腸桿菌可能不達標。因此，在引用此水進行農業灌溉時，最好應對所排放的城鎮污水處理廠的運行及設施情況了解清楚，特別是澆灌蔬菜時。

4結語

綜上所述，我國一方面水資源緊缺，農業用水緊張；另一方面城鎮污水處理廠加大建設，大量污水處理廠投入運行。進行科學的污水土地處理需要大量資金投入才能取得較好效果，否則便是對農業生態環境的危害。因此，有條件建設城鎮污水處理廠且運行較好的地方，完全可以直接利用污水處理廠出水進行農業灌溉，不必再重復投資于污水土地處理；而沒有條件的地方可以采用科學的污水土地處理工藝。2種處理工藝的目的只有一個，凈化污水，減輕水體污染及農業生態污染，提高污水的安全再生回用率，實現水資源的循環利用。

5參考文獻

[1] 陳英旭，李文紅，吳偉祥.農業環境保護[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2] 杭世珺.小城鎮污水處理工程設計[J].建設科學，2004（4）：16-17.