城市污水灌溉對生菜生長的影響
——以海口市桂林洋經濟開發區為例

潘盈熹

（北京中醫藥大學，北京 102488）

1 研究背景

由于監管不力，城市郊區的小型居住區將未經處理的生活污水直接排放至附近溝渠的現象隨處可見。而郊區菜農為圖方便，往往就地取材，從菜地周邊的溝渠引水進行灌溉。溝渠中的水即為大家常說的生活污水。生活污水主要是城市居民生活產生的洗衣、洗菜等洗滌污水和糞便。這些污水中病原體的數量數以萬計，污水成分中水占90%以上，其余是各種固體的復合污染物，如病菌、重金屬、農藥、懸浮物等，危害性極大。這些有毒物質可引發霍亂、傷寒、寄生蟲病等疾病，更有甚者會致畸、致癌。因此，生活污水的隨意排放對水資源、周邊土壤環境質量造成了極大破壞。

海南省海口市桂林洋市場對面的一條臭水溝臭氣熏天，其惡臭味直接影響到了周邊居民的生活。接到居民投訴，當地環保志愿者成員對此進行調查，結果發現，不足百米的水溝上漂浮著大量周邊居民隨意傾倒的各種生活垃圾。據周邊居民反映，這條小河原來是清澈見底的，但近年來，隨著周邊小區建成，生活污水隨意排放，導致水質下降，魚蝦減少，加之一些無德居民向河里傾倒垃圾，長期無人清理，于是變成了現在的臭水溝。從橋上可以清晰看見，水溝的另一側是大片的菜地，菜農直接從小河中汲水灌溉。據了解，這里種植的蔬菜主要供應海口市區。市民食用這些用污水澆灌種出來的蔬菜是否安全還有待驗證，因此，筆者特開展試驗來進行探究。

2 試驗思路與方法

2.1 研究思路

以海口市桂林洋經濟開發區一個污水排放口的溝渠水源樣品為試驗對象，以清水為對照，對生菜種子進行培植，觀察生菜的生長情況，研究城市污水對生菜生長產生的影響。

2.2 研究方法

采用室內培植方法培育生菜。在室內，選擇生菜種子，分成試驗組和對照組2組，分別用污水和清水進行澆灌培植，每天澆灌2 次，觀察2 組種子發芽率、幼苗長勢等，并進行記錄統計。生長45 d后，將試驗組與對照組生菜樣本進行微量元素測定，對比試驗組與對照組生菜的營養元素差別，分析污水灌溉對生菜生長形態指標和營養成分的影響。

2.3 試驗過程

試驗材料包括生菜種子、桂林洋水溝污水、清水、花盆、繩子、直尺和塑料勺子等。

首先，選取4 個相同的花盆，用相同的泥土填滿，分試驗組和對照組2組，做好標記。其次，播種數量相同的生菜種子，取桂林洋水溝污水2桶，給試驗組和對照組分別澆污水和清水，早晚2次。再次，觀察記錄生菜發芽情況，填寫《生菜種子發芽情況記錄單》；觀察幼苗長勢，測量株高、直徑，并填寫《生菜的生長狀況記錄單》；45 d 后對試驗組與對照組生菜進行微量元素測定。最后，統計數據、分析結果。

3 試驗項目與結果

3.1 試驗項目

3.1.1 觀察生菜發芽情況。選取4 個花盆，分2 組，標記好對照組和試驗組。分別在2組花盆內撒相同數量的生菜種子，每天堅持用塑料勺子給2 盆對照組生菜澆清水，7:00 各半勺，18:00 各半勺；給2 盆試驗組生菜澆桂林洋水溝污水，7:00各半勺，18:00各半勺，觀察生菜發芽情況。

3.1.2 觀察生菜幼苗長勢情況。生菜種子出苗之后，每天繼續分別用清水和污水澆灌，并使其繼續在陽光下生長，觀察并比較試驗組與對照組生菜的生長狀況，測量幼苗株高和直徑，并記錄數據。

3.1.3 檢測生菜中微量元素含量。生長45 d 后，將試驗組與對照組生菜樣本委托中國熱帶農業科學院光譜（Spectrum）實驗室，采用電感耦合等離子體質譜儀（ICPMS）檢測樣品的微量元素，對比試驗組與對照組生菜的營養元素差別。

3.2 結果與分析

3.2.1 生菜發芽率。對照組與試驗組的生菜種子發芽情況如表1所示。由表1可知，對照組與試驗組的生菜種子出苗時間接近，播種1 d 后接近50%的種子發芽，播種2 d后超過90%的種子發芽。同時，對照組與試驗組生菜種子的發芽率接近，對照組生菜種子的平均發芽率為91.25%，試驗組生菜種子的平均發芽率為92.50%，試驗組生菜種子的平均發芽率略高于對照組。

表1 生菜種子發芽情況

3.2.2 生菜長勢。對照組與試驗組生菜幼苗長勢如表2 所示。由表2 可知，初期，用污水澆灌的試驗組生菜長勢比對照組生菜快，試驗組生菜的株高、直徑明顯高/大于對照組生菜；中期，試驗組生菜和對照組生菜長勢接近；后期，對照組生菜長勢較快，對照組生菜的株高、直徑明顯高/大于試驗組生菜。

表2 生菜的生長狀況記錄單

3.2.3 生菜微量元素。對照組與試驗組的生菜微量元素測量結果如表3所示。由表3可知，試驗組生菜中的砷、鎳、鋅含量明顯大于對照組；而鎘、鉻、銅和鉛含量低于對照組。因此，污水與清水澆灌培育的生菜的營養成分差異較大。

表3 生菜微量元素測量結果 μg/g

4 研究結論、建議與展望

4.1 研究結論

在同樣灌水量條件下，水質是影響生菜生長發育的重要因素之一。對照組與試驗組生菜種子出苗時間接近，且生菜種子發芽率接近，試驗組生菜種子的平均發芽率為92.50%，對照組生菜種子的平均發芽率為91.25%，試驗組生菜種子的平均發芽率略高于對照組。對照組與試驗組生菜幼苗的株高和直徑隨著生長期的延長而增加，而且增加趨勢基本相似。污水澆灌的試驗組幼苗在生長初期長勢高于清水澆灌的對照組，主要原因可能是污水中含有能促進農作物生長的物質元素，如豐富的鉀、氮、磷等元素［1］。試驗發現，污水灌溉在短期內有益于生菜生長。隨著生長期的延長，污水澆灌的試驗組生菜長勢漸漸與清水澆灌的對照組持平。試驗后期，對照組生菜幼苗長勢加快，試驗結束時對照組生菜的株高、直徑均高于試驗組。出現這種情況的原因可能是生菜幼苗莖、葉生長受到污水中的病菌等毒害物質的不良影響，延緩了生菜幼苗的營養生長進程［2］。由此表明，長期灌溉污水，其中的鉀、氮、磷等元素并沒有明顯促進生菜生長，原因之一是污水中化學需氧量（COD）較高，造成缺氧，影響了植物的呼吸作用。綜上所述，污水灌溉對生菜株高、直徑變化均有影響，污水灌溉初期生菜的平均株高和直徑高于對照組，但后期長勢減慢，相比對照組各項指標均有降低。這說明污水中的有害元素在一定程度上抑制了生菜的后期生長。

隨著人們收入水平的日益提高，城市每天需要消費大量的蔬菜。近年來，有關蔬菜重金屬含量超標的報道與日俱增，其中對人體健康危害最大的就是砷、鎳和鉛等重金屬，其含量超標直接威脅食品安全。此次試驗表明，試驗組生菜中的砷、鎳、鋅含量明顯大于對照組，而鎘、鉻、銅和鉛含量低于對照組。因此，污水與清水澆灌的生菜營養成分差異較大。試驗組生菜的砷含量明顯大于對照組。砷是一種灰白色的非金屬元素，在自然界廣泛存在，是一種毒性很強的物質，會嚴重影響動物和人體的健康。少量攝入砷，可以促進人體新陳代謝，但攝入超量的砷對人體有致癌作用，如導致皮膚癌和膀胱、腎、肝等內臟器官癌變［3］。同時，砷在人體內潛伏期長達數十年，嚴重威脅人體健康。研究表明，葉菜比其他種類的蔬菜更易吸附土壤中的砷。因此，蔬菜中砷含量對人體健康的危害不容忽視。試驗組生菜中的鎳含量明顯大于對照組。食用蔬菜是人們攝入鎳的一個重要途徑。污水灌溉是蔬菜中鎳積累的主要途徑之一，鎳在蔬菜中積累，人們通過食用鎳超標的蔬菜，通過食物鏈傳遞，在體內不斷積存鎳，有可能導致皮膚過敏、腎病和心血管系統疾病，甚至誘發呼吸道癌等惡性腫瘤，對人體健康產生潛在危害。試驗組生菜中的鋅含量明顯大于對照組。鋅雖是人體所必需的微量元素，能促進人體的生長發育，增強人體的免疫力，被人們稱為“生命之花”。但當其含量超過一定限值時，會對人體、動物和植物產生不利影響。試驗發現，試驗組生菜中砷、鎳、鋅含量明顯大于對照組，鎘、鉻、銅和鉛含量低于對照組，說明由于土壤吸附和生菜吸收能力的不同，不同元素在多次污水灌溉后在土壤中累積的程度也不同。污水與清水澆灌的生菜營養成分差異較大，污水灌溉對生菜的營養成分有較大影響。長期食用重金屬含量高的蔬菜，會在一定程度上危害人體健康，尤其對少年兒童的健康危害程度尤甚。

4.2 建議與展望

對城市污水進行合理利用，是緩解水資源供需矛盾的一項有效措施。為了緩解水資源短缺現狀，許多國家利用污水進行農田灌溉。例如，歐美等發達國家多用污水灌溉牧草、園林，但對于用于糧食作物及蔬菜的水源，會慎重選擇［4］。我國可利用水資源匱乏，自20世紀50年代起，我國就開始大面積利用污水灌溉農田。城市污水中也含有部分可以增強土壤肥力的營養元素，如磷、銅、鋅等。但由于我國城鎮污水處理水平低，很多地方的城市污水未經處理就直接用于農田灌溉，嚴重污染了土壤、作物及地下水。流行病學調查顯示，污灌區居民惡性腫瘤發病率和死亡率顯著高于凈灌區，在一些污染嚴重的地方甚至出現“腫瘤家族”和“癌癥村”［5］。有關部門應建立完善的食品市場準入機制，嚴控重金屬超標的蔬菜進入市場流通領域，讓老百姓吃上“放心菜”。

面對我國污水灌溉如此嚴峻的現實，查閱相關資料并咨詢有關專家，認為可以從以下方面興利除弊，推進城市污水的有效利用：第一，建立科學的管理制度，相關部門（如水利、農業、環保、建設等部門）要責權分明，各司其職；第二，要加強科學研究，用實用有效的科學技術來實施污水灌溉；第三，應盡快建立完善的與污水灌溉相適宜的法律法規執行體系，依法管理，保護種植環境安全。