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农田灌溉水质对土壤质量的影响因素分析

2021-01-17王鲁伟

山东水利 2021年12期
关键词:灌溉作物污染物

王鲁伟

(临沂市水利工程保障中心,山东 临沂276000)

土壤是经济社会可持续发展的物质基础,自然界中各种动物和人体健康都与土壤中污染物息息相关,关系生态文明建设。土壤水溶解有各种无机有机物质,水质对土壤物理、化学及生物性状有重要的作用。农业生产中,灌溉、施肥、用药、覆膜等活动都是污染物进入耕地的途径,利用受污的水灌溉农田是造成土壤污染的一个重要途径。河流湖泊存在不同程度的污染,影响农业灌溉水的水质,长期使用有污染的水进行灌溉会影响土壤正常功能,污染土壤,降低作物产量和质量,还通过粮食、蔬菜,水果等间接影响人体健康。农田灌溉水水质影响农业生产条件、生态环境和人民身体健康。

1 农田灌溉水质对土壤的危害

1.1 有机污染物

1)持久性污染。自然条件下难以降解有机物,如POPs有机氯农药、石油类、挥发酚等。有机氯农药包括氯丹、七氯、滴滴涕、六氯代苯和毒杀芬等,这些农药非常难于降解,并且通过生物链影响食品安全。石油类可以溶解态、乳化态和分散态存在于废水中,大量灌溉会导致土壤的矿物油积累,尤其是强致癌物质苯并芘污染。挥发酚在灌溉水中浓度达50~1 000 mg/L,可影响作物的正常生长和产量,甚至造成死亡。灌溉水中的LAS,趋向聚集或吸附土壤粒子界面上,会导致土壤界面张力的降低,并且改变土壤粒子表面电荷和亲水特性,使土壤持留水分的能力下降,引起土壤颗粒膨胀、分散,对作物的生长和发育能产生明显的影响,LAS>15 mg/L水稻根部出现斑点,茎叶生长受阻,LAS>5 mg/L萝卜根苗生长受阻。

2)非持久性污染。由于生物作用会逐渐减少氨氮、COD、Bod,土壤中过量的氨氮通过微生物的硝化转化为硝酸盐、亚硝酸盐,污染地下水,危害人体健康。Bod5过多的有机物导致土壤渗透能力差,影响光合作用和酶的活性,影响作物细胞膜的功能,干扰作物对水分的吸收,导致作物生长缓慢。灌溉水中COD含量会直接影响作物的生长,小麦的水培、土培及盆栽试验表明,其株高、穗长、平均分蘖数均随COD的升高而下降、变劣,且COD浓度较高时会造成小麦的不同程度减产。

1.2 重金属污染物

重金属污染主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。

1.3 病原体污染物

灌溉水质中病原体污染物以大肠菌群和蛔虫卵数为卫生检验的主要指标。某些血清型大肠杆菌可引起水泻、呕吐等症状,危害人体健康。粪便污染是蛔虫传播重要途径,通过粪便污染土壤、水体、食物等,进入人体可引起相应的疾病。

1.4 其它污染物

悬浮物影响(ss),土壤使用含有大量悬浮物水灌溉,会增加土壤容重,堵塞土壤孔隙,破坏土壤结构,出现板结现象,土壤肥力降低,呈现厌氧状态,会导致幼苗和植株死亡。作物适宜生长pH值范围为6.0~7.5,当灌溉水pH<5.5时土壤中硝化细菌的硝化作用减弱,氮肥得不到充分释放,磷酸盐的肥效降低,钙镁等易遭淋失,同时酸性条件下土壤中重金属可溶性提高,易被作物吸收,pH>8.5时氮肥容易氨化,对作物根系有抑制作用。全盐量,灌溉水中过高的全盐量使土壤盐分的积累,导致土壤盐渍化,容重增加,适耕性变差,影响根系对养分、水分的吸收,引起僵苗死苗。灌溉水中氯化物浓度过高会引起土壤中氯化物的含量增加,使植物生长处于明显的抑制状态。灌溉水中含有硫化物使土壤有臭味,灌溉水在硫化物达到5 ml/L时会对土壤和地下水造成污染。

2 加强灌溉水水质监测工作

2.1 相关法律法规

加强农田灌溉水质管理,防止土壤、地下水和农产品污染,对保障人体健康、维护生态环境、促进经济发展具有重大意义,国家先后制定了《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国农业法》《中华人民共和国基本农田保护条例》《土地管理法》《土壤污染防治法》,组成农业土壤防治的基本框架,同时针对污水灌溉对土壤污染补充完善了《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水污染防治法》等相关内容,以及《土壤环境质量标准》《农田灌溉水质标准》《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》一系列水质标准、水污染排放标准和地方性水污染防治法规,农田灌溉水污染法初步形成了体系。

2.2 水利系统工作重点

1)建立部门间沟通协调机制、数据信息共享机制,建立受污染河水灌溉农田的基本情况底册,分清污染和尚未污染的农田分布,掌握农灌水水源的水质情况。对一些未受污染、微污染农田的灌溉取水要加强监管力度,增加灌溉水源河道上下游设置监测断面。在河道水用于灌溉之前,对水体进行调查、取样、分析、评价,尤其加大对汞、镉、铅、砷、铬等毒性较强、对人类健康危害较大的重金属污染物质监测频次。

2)增强科学灌溉方式和管理制度。根据污染程度划分出不同污染程度的土壤环境质量类别分布图,主要分为未污染、微污染、轻度污染和中度污染4个类别。在对河流水质状况进行调研分析的基础上,确定不能作为农灌水水源的河流分布图,以及重点农田保护区域。加大宣传使用污染河水灌溉农田的危害力度,树立警示牌标明灌溉水源,防止污水浇灌导致新增土壤污染。水利及灌区管理单位根据灌溉水质和土壤性质合理规划,科学地制定灌溉方式和管理制度,引导农户调整种植结构,避免部分污染物质长期超标,减少危害物质富集农产品质量安全;制定科学的轮作制度,充分利用土壤自净作用,消除某些污染物的毒害。

3)优化水资源管理,实现再生水利用,缓解农业用水紧张。根据地区水资源情况,合理选择污水厂规模和工艺,提高污水处理要求,使中水符合农田灌溉水质标准,建立管理体系实现污水可持续回用,实现污废水资源化利用,有效解决农业用水不足重要途径,同时不断改善用于农田灌溉水的中水水质标准,有效避免中水再次发生污染。

3 建议

引导社会广泛参与灌溉水质防治工作,支持公益环保维权,提供专业知识,帮助界定污染行为与土壤污染结果之间有必然联系,增强依法维权的途径,通过环境公益诉讼的方式来实现防治灌溉水污染土壤的目的。各相关部门环保、农业、水利、国土等之间要统一协调配合,联合执法共同监督,确保土壤质量不被劣质灌溉水污染。

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