关于污水农业灌溉的探讨

刘育红

摘要中国的水资源极度匮乏，人均用水量仅占世界平均水平的1／4，农用浇灌水更是受到水体污染的严重影响。如果城镇污水处理厂均能够很好的运行，利用污水处理厂出水直接灌溉农田，既可解决部分农业用水紧张的局面，又可提高水资源的再生利用率；否则要寻求污水的土地处理，以为农业灌溉提供保障。

关键词水资源；污水农灌；污水土地处理；城镇污水处理厂

中图分类号S273.5文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）02-0287-02

1我国水资源与污水处理状况

1.1我国水资源状况

我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28 000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第4位。但我国的人均水资源量只有2 300m3，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而，我国又是世界上用水量最多的国家。我国从20世纪70年代就开始闹水荒，80年代以来，水荒由局部逐渐蔓延至全国，形势越来越严重，已经给农业和国民经济带来了严重影响。

1.2我国城镇污水处理状况

随着污水处理厂建设速度的不断加快，我国每年都有大量的污水处理厂投入使用。根据建设部最新统计，目前我国已建成城市污水处理厂883座，县城污水处理厂323座，建制镇污水处理厂763座，合计有1 969座污水处理厂，污水处理总能力超过7 000万吨/d，全年排放处理量为255.5亿立方米。预计到2010年底，中国污水处理厂将达到3 000座，年排放处理量约390亿立方米。

2污水农灌与污水土地处理

2.1污水农业灌溉

污水农业灌溉实际上就是当淡水资源不能满足农业生产需要时，有些地方将城镇所排的污水直接用于农业灌溉。城镇污水中既含有城镇生活污水又含有工业废水，而其中工业废水构成成分复杂。虽然工业废水经处理后作为农业灌溉的补充水源，对农业生产有一定的积极作用，但终因所利用的污水未经有效处理，有害物质含量高，不仅使农作物生长受到不良影响，而且还恶化了生态环境。污水灌溉对农业环境的影响主要包括土壤污染、地下水污染、作物产量影响与食品污染、损害人体健康以及防止环境污染而额外增加的环境防护费用等。

随着早些年污水灌溉的迅速发展，污水灌溉造成的农业环境污染问题已不容忽视。我国农业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，就会给土壤引入污染物。水体污染物进入土壤后，土壤有相当的缓冲作用和净化能力，在污染物浓度较低的情况下，可以维持土壤原有的状况；但当污染物浓度增加到一定程度时，将污染土壤，使土壤质量下降，导致农业减产或产品质量降低，甚至影响人类健康。污水灌溉造成的土壤污染问题主要有：土壤物理性质恶化、土壤氧化还原状况恶化、重金属及其他有害物质积累等。

2.2污水土地处理

（1）污水土地处理概念。污水土地处理属于污水自然处理范畴，是指在人工控制条件下，将污水投配在指定土地上，通过土壤－植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污染水得到净化的一种污水处理工艺。污水土地处理系统能够经济有效的净化污水，充分利用污水中的营养物质和水分，强化农作物、牧草和林业的生产，促进水产和畜牧业的发展。采用污水土地处理系统，能够减轻水体污染负荷，有利于保持良好的生态平衡。

（2）污水直接农灌的危害。我国具有利用人粪尿和厩肥的悠久历史。20世纪50年代以来污水灌溉农田发展迅速。1957～1974年，全国曾召开4次污水灌溉农田会议，探讨其利弊，总结经验。1982年，全国污水灌溉农田面积达66.67万公顷，到20世纪90年代初已超过133.20万公顷。在缺水地区，污水已成为农业生产的稳定水源之一。污水灌溉农田虽然会产生一定的效益，但由于缺乏科学管理也存在许多问题：①重金属污染，全国1.33万公顷农田受镉污染，其次是汞、铬等污染；②有机毒物污染；③地下水污染；④农产品质量下降；⑤散发臭气、滋生蚊蝇；⑥危害人体健康，污水灌区居民肝炎、肠道传染病发生率高，脑血管、心肺疾病死亡率比对照区高。国外对此问题认识较早，针对上述问题不断加强土地净化技术的改造与创新，并进行长期运行的总结与提高，终于开发出现代化的新型污水土地处理工艺技术。我国自20世纪80年代初开始引进国外的污水土地处理技术，经过10年的科技攻关，已在一些地方建有不同规模的中试基地，继而在内蒙、广东建有生产性示范工程。

（3）污水土地处理机理。土壤对污水的净化作用是一个十分复杂的综合过程，其中包括：物理过程中的过滤、吸附；化学反应与化学沉淀以及微生物代谢作用下的有机物分解等。①物理过滤。利用土壤颗粒的孔隙具有截留、滤除水中悬浮颗粒的性能，去除污水中的悬浮物，使污水净化。②物理吸附与物理化学吸附。利用在非极性分子之间范德华力的作用，土壤中黏土矿物颗粒能够吸附土壤中的中性分子，使污水中重金属离子因阳离子交换而被置换吸附并生成难溶性物质被固定于矿物质的晶格中，从而达到净化。③化学反应与化学沉淀。利用重金属离子与土壤的某些组分进行化学反应生成难溶性化合物而沉淀，可通过调整或改变土壤的氧化还原电位及pH值来实现污水净化的目的。④微生物代谢作用下的有机物分解。在土壤中生存着种类繁多、数量巨大的土壤微生物，它们对土壤颗粒中的有机固体和溶解性有机物具有强大的降解与转化能力。厌氧状态时，厌氧菌能对有机物进行厌氧发酵分解，还能对亚硝酸盐和硝酸盐进行反硝化脱氮。

（4）污水土地处理系统的组成：①污水的收集、预处理设备；②污水的调节、贮存设备；③污水的运输、配布与控制系统和设备；④污水土地净化田；⑤净化水的收集、利用系统。

3利用城镇污水处理厂出水农灌

污水土地处理系统是以净化田为核心组成的一个完整的工程系统，以最大限度地利用自然的生态循环系统来净化污水并再生回用，这与城镇污水处理厂的作用是一致的，只不过城镇污水处理厂是完全的人工建造的污水处理系统，包括预处理单元，去除污水中大小漂浮垃圾和沉砂；生物处理（主反应区）单元，降解有机污染物及除磷和脱氮；而污水中的悬浮物经活性污泥的固有特性沉淀分离达到净化。城镇污水处理的原理与土地污水净化机理类似，只是缺乏重金属吸附环节。但城镇污水处理对进厂污水的标准有严格要求，同时通过污水的有效处理，微生物已将污水中重金属吸收转化到了生成的污泥中，因此，城镇污水处理厂的出水中重金属含量可以达到出水标准要求。

对照城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918－2002）与农业灌溉水质标准（GB5084－92），无论水作、旱作和蔬菜，只要城镇污水处理厂正常运行，污水处理厂的出水完全能够满足农业灌溉的水质要求。这里城镇污水处理厂指的是具有二级及以上处理工艺的污水处理厂。应该注意的是，目前还有部分此类污水处理厂没有完善出水的杀菌单元，出水中粪大肠杆菌可能不达标。因此，在引用此水进行农业灌溉时，最好应对所排放的城镇污水处理厂的运行及设施情况了解清楚，特别是浇灌蔬菜时。

4结语

综上所述，我国一方面水资源紧缺，农业用水紧张；另一方面城镇污水处理厂加大建设，大量污水处理厂投入运行。进行科学的污水土地处理需要大量资金投入才能取得较好效果，否则便是对农业生态环境的危害。因此，有条件建设城镇污水处理厂且运行较好的地方，完全可以直接利用污水处理厂出水进行农业灌溉，不必再重复投资于污水土地处理；而没有条件的地方可以采用科学的污水土地处理工艺。2种处理工艺的目的只有一个，净化污水，减轻水体污染及农业生态污染，提高污水的安全再生回用率，实现水资源的循环利用。

5参考文献

[1] 陈英旭，李文红，吴伟祥.农业环境保护[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2] 杭世珺.小城镇污水处理工程设计[J].建设科学，2004（4）：16-17.