再生水利用灌溉现状及存在的问题

苗祥峰，邵 勇，张德永

1.枣庄市山亭区水泉镇水利站，山东枣庄 277215

2.枣庄市山亭区城头镇水利站，山东枣庄 277212

3.枣庄市山亭区水利局，山东枣庄 277200

0 引言

水资源作为一种战略性的自然资源，越来越成为制约人类发展的瓶颈。农业缺水尤为突出，农业生产每年缺水达300亿m3。因此，寻求新的水源成为人类经济社会发展的迫切需求。城镇生活和生产会产生大量的污水，据专家预测，我国2030年、2050年城镇工业和生活污水的排放量将达到85亿m3～106亿m3、110亿m3～150亿m3。随着社会的发展，污水处理率也得到显著的提高。处理后的再生水是极其宝贵的资源，特别对解决北方缺水地区农田灌溉具有战略意义[1]。理论上经过严格处理后得到的再生水是可以直接饮用的，但是现实中的处理厂或许并没有达到这种要求。现阶段再生水基本上用于农业灌溉、城市绿化用水、城市公共用水等。

利用再生水进行农业灌溉是解决水资源短缺的有效途径。再生水灌溉不仅可以减少污水对周围环境的污染而且还能增加水资源量，同时污水中含有的养分和盐分比清水更有利于作物的生长。再生水灌溉用水除了用于灌溉外，也有渗透到地下的部分，最终汇入到地下成为水循环的一部分。因此，研究再生水利用灌溉研究具有重要的意义。

1 国内外再生水农业灌溉利用的现状

1.1 国内再生水农业灌溉利用的现状

再生水用于农业灌溉历史悠久，自上个世纪70年代以来再生水利用就得到人们的广泛关注。我国许多学者[2-3]对再生水利用问题进行了研究：

黄冠华，查贵锋等人[2]于2001年9月22号到2002年6月10号期间在北京市水科所农业节水中心试验站进行了试验。该试验的研究对象为冬小麦，灌溉所用的清水为当地的地下水，再生水为二级处理出水，设置了高、中、低3个不同灌水水平。研究表明：再生水灌溉对株高的影响较轻，对叶面积有影响；再生水灌溉对小麦的累积耗水量有影响，且耗水量随灌水量的增加而增大。

马敏，黄占斌等人[3]进行了大棚试验，采用的水源为污水处理厂处理后的二级水、三级水，以纯灌、混灌、轮灌等灌溉方式设置了7种不同处理。研究表明：再生水灌溉对作物的影响主要体现在营养生长阶段，对作物的叶面积、株高等无显著影响，再生水可以用于农业灌溉。

1.2 国外再生水农业灌溉利用的现状

国外再生水利用于再生水已有很长的历史，尤其是一些干旱和半干旱的地区和国家，再生水利用方面做的更好。如以色列、约旦、澳大利亚、美国等。发达国家城市再生水利用率约为65%，在一些干旱缺水地区，农业再生水利用率高达80%[4]。国外很多学者也做了很多再生水利用方面的研究，如 B Sheikh，R C Cooper，K E Israel（1999）[5]、A Pollice，A Lopez[6]、O.Al-Lahaam，N M El Assi[7]等。

2 再生水农业灌溉存在的问题

再生水毕竟是污水处理后的水，与清水相比，仍含有一定量的有害物质，因此利用再生水进行灌溉可能会存在一定的危害，如：

1）再生水中可降解有机物质对地表与地下水体产生一定的影响[8]。再生水中含有丰富的营养元素（氮和磷等），他们对作物的生长具有一定的促进作用，但如果长期进行灌溉可能造成地表水体的富营养化，以及深层渗漏进入地下水而造成地下水体的潜在污染。因此，长期进行再生水灌溉的地区，可能会对当地的地表与地下水体造成污染，进而影响整个水分循环；

2）再生水中痕量元素（如硼B、铜Cu、锰Mn、钼Mo、锌Zn、镉Cd、铅Pb和汞Hg等）相较于清水来说含量也有所增加，特别是由工业污水处理后的再生水中重金属含量相对较大。这些痕量元素对作物的生长产生一定的影响并在作物体内累积，也可能在土壤中进行累积进而造成地下水污染；

3）再生水中的病原体微生物（如细菌、病毒等）和寄生虫（如原生动物、蠕虫等）等在灌溉时对人体健康可能产生影响[8]。

3 相应的处理措施

3.1 制定再生水利用的标准

目前很多国家为了缓解水危机，都把再生水作为灌溉水源来研究。然而再生水要达到怎样的水质标准才算合格，不同地区却有所差异。这是因为各地的再生水水质情况、气候条件、地形、土壤类型、灌溉区域、地下水、作物类型等自然条件有所差异，同时与各个国家的经济发展水平也有关系。所以对其他国家的研究只能作为参考，任何地方的再生水农业利用都必须建立在科学的试验基础之上。要想在实际生产中把再生水作为农业灌溉水源而又不对当地的生态环境产生危害，我们首先要考虑的问题就是制定再生水农业水质标准。再生水农业利用水质标准应因地而异，具有地域性的特点。

3.2 选择合适的水源

城镇污水包括城镇居民生活污水和工业生产所产生的污水，然而生活污水和生产污水中所含的成分却又很大的差异，生活污水中氮、磷等营养元素的含量较大，而生产污水中重金属的含量较大。营养元素对作物的生长就有一定的促进作用，而重金属元素会对作物的生长产生不良的影响，在作物体内累积，并对土壤、地下水产生一定的影响。所以，最好选用由生活污水处理后的再生水作为灌溉水源。

3.3 选择合适的再生水灌溉技术

常用的灌溉方式有地下滴灌（SDI）、地表滴灌（DI）和喷灌（PI）等。在灌水水质相同的情况下不同的灌溉方式对作物产生的影响是不同的。作物的受污染情况和水质情况及土壤情况有关，但选择合适的灌溉方式可以最大限度的减小病菌传播的风险。污水回用对环境污染的风险可通过先进技术加以降低，例如通常的地表滴灌。即使污水有病菌污染的可能，地表滴灌及地下滴灌系统也比其他的灌溉方式要好，因为污水与植物和果实的接触少。所以选择合适的灌溉方式是非常重要的。

4 结论

综上所述，利用再生水进行灌溉是缓解用水危机的有效途径，然而再生水灌溉却有很多不确定因素。再生水灌溉是一把双刃剑，既有有利的一面，也有不利的一面。多年的实践证明，引用再生水灌溉，变废为宝，对缓解日益紧张的水资源供需矛盾、净化污水、充分利用污水的水肥资源，提高经济效益，保护生态环境有重要的意义。同时，要充分意识到再生水灌溉可能引起的危害。要制定相应的再生水灌溉标准，并对再生水灌溉要进行实时监测，采取积极有效的对策和科学的态度来应对可能引起的负面影响。

[1]沙鲁生.污水灌溉标准体系探讨[J].节水灌溉学报，2007(2)：48-50.

[2]黄冠华，查贵锋，冯绍元，等.冬小麦再生水灌溉时水分和氮素利用效率的研究[J].农业工程学报，2004，20(1)：65-68.