河北省新河縣污水灌溉研究

郝向勇

【摘要】針對(duì)新河縣水資源緊缺的現(xiàn)狀，為緩解農(nóng)業(yè)灌溉嚴(yán)重缺水的局面，適當(dāng)利用城市排放的污水進(jìn)行灌溉是提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的一項(xiàng)有效措施，本文分析了污水灌溉的可行性和必要性，對(duì)污水灌區(qū)的水質(zhì)、土壤環(huán)境質(zhì)量、作物質(zhì)量及污水灌溉效益進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上提出了合理污水灌溉，減少環(huán)境污染的措施和方法。

【關(guān)鍵詞】污水灌溉；污水水質(zhì)分析；污水區(qū)土壤質(zhì)量；作物質(zhì)量

1、新河縣水資源概況及污水利用情況

新河縣位于河北省中南部、邢臺(tái)市東北部，地處東經(jīng)115°04′～115°27′之間，北緯37°23′～37°24′之間，西和西北與寧晉縣交界，東與衡水市冀州接壤，西南與巨鹿縣為鄰，東南與南宮市毗連，全縣東西長(zhǎng)31.7km，南北寬20.2km，縣域總面積366km2。該縣供水主要由引提水工程、攔蓄工程、機(jī)電井工程供水?，F(xiàn)狀年供水總量為：5650.9萬m3，其中地表水主要來自上游石家莊及邯鄲市的生活污水共計(jì)4000萬m3，地下水1650.9萬m3?，F(xiàn)狀年用水總量為：5650.9萬m3，其中工業(yè)用水167.5萬m3；農(nóng)業(yè)用水取水量5050萬m3；城鎮(zhèn)生活年共用水量109.5萬m3，農(nóng)村生活年用水量212.9萬m3，城鎮(zhèn)環(huán)境16萬m3，城鎮(zhèn)公共用水15萬m3，林牧業(yè)用水80萬m3。

2、污水灌溉區(qū)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

利用污水灌溉，它提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供灌溉水源，減少了污水處理投資，減少對(duì)地表水的污染。但是土壤的凈化能力是有限的，而且污水成分很復(fù)雜，因此，污水灌溉必須具有以下條件：污水灌溉應(yīng)達(dá)到污水灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)灌溉渠的地質(zhì)條件，確定灌溉方式和管理制度；控制灌溉水量等。新河縣污灌區(qū)主要分布在主要河道沿岸。

在滏陽新河、滏陽河、西沙河河等沿河兩岸的農(nóng)民習(xí)慣于用河水灌溉農(nóng)田。由于河水的污染，使用污水灌溉會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)作用。長(zhǎng)期不合理的污灌，會(huì)超過土壤的凈化能力，導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低土壤的透氣性，影響產(chǎn)量。而且還會(huì)使糧食吸收有毒元素，危及人體健康。甚至在使用了污染嚴(yán)重的水灌溉后，可能使農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)或絕收。

2.1 灌溉污水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 評(píng)價(jià)因子。評(píng)價(jià)因子主要依據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄晡鬯Y料，對(duì)照農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下：化學(xué)需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）、揮發(fā)酚（C6H50H）、氰化物（CN）、砷（As）、汞（Hg）、六價(jià)鉻（cr+6）、鎘（cd）、鉛（pb）、銅（Cu）、鋅（Zn）、硫化物（S）。

2.1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法。污水水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用我國(guó)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5084-92。土壤環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是土壤環(huán)境容許量，二是土壤污染起始值，即清水灌溉實(shí)驗(yàn)田監(jiān)測(cè)值加2倍均方差；地下水水質(zhì)采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一是農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，二是飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85；作物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：一是國(guó)家糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2715-81，二是糧食污染起始值。

以單因子評(píng)價(jià)為主，計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)Pi和污染超標(biāo)率 ；同時(shí)計(jì)算綜合污染指數(shù)p。

式中：Ci為某元素濃度實(shí)測(cè)值，C0i為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；N為評(píng)價(jià)因子數(shù)；x為污染物檢出超標(biāo)個(gè)數(shù)。

2.2 污灌區(qū)灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)。具體成果，污水中絕大部分污染物含量均符合農(nóng)灌溉標(biāo)準(zhǔn)Pi<1，但化學(xué)需氧量、硫化物及六價(jià)鉻超標(biāo)率分別為100%、30%、20%，綜合污染指數(shù)0.793。實(shí)測(cè)資料表明，石家莊和邢臺(tái)市排放的污水，經(jīng)過100km長(zhǎng)距離輸送和存儲(chǔ)的自然凈化作用，起到了對(duì)污水預(yù)處理的作用，使污水水質(zhì)基本達(dá)到了農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 污灌區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)區(qū)小麥?zhǔn)崭詈蟾鲗油寥牢廴疚锖繉?shí)測(cè)值，與土壤環(huán)境容量比較，均在容許范圍之內(nèi)，與土壤污染起始值比較，Pi<1，表明土壤在經(jīng)過長(zhǎng)期污水灌溉后沒有產(chǎn)生污染積累。綜合污染指數(shù)為0.40。

2.4 污灌區(qū)地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)。被污染的河水除直接蒸發(fā)滲漏外，大部分用于灌溉。這會(huì)使部分有害物質(zhì)積累在土壤中，再通過降水入滲，將積累在土壤中的有害污染物質(zhì)帶入地下污染地下水質(zhì)。污染的地表水要通過在含水層中一段距離的滲透，才能到達(dá)地下水面。在滲透的過程中，地表水中所含的某些污染物通過巖層自凈作用使其濃度逐漸降低。地表水中主要污染物為氨氮、揮發(fā)酚和COD，氨氮最大超標(biāo)倍數(shù)為96.8（洨河），揮發(fā)酚最大超標(biāo)倍數(shù)為89.8（汪洋溝），COD最大超過標(biāo)準(zhǔn)倍數(shù)72.6（汪洋溝）。污染強(qiáng)度主要取決于地表污水的污染程度和所含污染物的成分及污水量，還取決于河流沿岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水動(dòng)力條件等。污染影響帶沿河附近呈帶狀分布。

3、污水灌溉對(duì)作物質(zhì)量影響評(píng)價(jià)

通過對(duì)糧食作物子粒進(jìn)行化驗(yàn)可知，污灌區(qū)有害污染物含量均未超過糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且未超過污染起始值，說明該類型區(qū)的污水灌溉沒有對(duì)糧食作物產(chǎn)生污染。

4、污水灌溉效益分析

合理使用污水灌溉，起到了處理城市污水和緩解農(nóng)業(yè)缺水的作用，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。2008年每公頃產(chǎn)小麥6750kg，玉米8250kg，皮棉1248kg，比當(dāng)?shù)睾底魑锩抗暜a(chǎn)小麥1950kg，玉米5250kg，皮棉780kg，有較大的增產(chǎn)效益。

5、結(jié)論

污水灌溉具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，它提高了水資源利用率，為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，減少了水體污染，減輕了污水處理投資，特別是把二級(jí)生化處理也難于去除的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，既用來作為農(nóng)作物的肥料，又避免了水體富營(yíng)養(yǎng)化。

污水特別是工業(yè)廢水應(yīng)經(jīng)預(yù)處理，對(duì)其中污染物尤其是重金屬和生物難以降解的化學(xué)物質(zhì)應(yīng)回收利用或作適當(dāng)處理，使其達(dá)到污水灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。含有病原體的污水（如醫(yī)院、生物制品廠等），必經(jīng)嚴(yán)格消毒后才能用于灌溉。

應(yīng)根據(jù)灌溉區(qū)的土質(zhì)、地下水位、氣象、作物等情況進(jìn)行合理規(guī)劃，確定科學(xué)的灌溉方式和管理制度。為了保證灌溉的長(zhǎng)期性，減少污水灌溉對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的污染累積，建議采用清污輪灌或清污混灌的灌溉模式。

選擇適宜的作物，主要適宜種植玉米、小麥、棉花、谷子等農(nóng)作物。對(duì)于蔬菜種植，不易采用污水灌溉。

控制灌溉水量，防止污水外溢和渠系滲漏。在地層裂隙和溶巖地區(qū)、易受淹的澇區(qū)、水源衛(wèi)生防護(hù)帶含水層露頭處均不能用污水灌溉。污灌區(qū)要同居民點(diǎn)保持一定距離，以免影響城市環(huán)境衛(wèi)生。

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