欢迎光临中国再生水网
亚洲水回用会议专题
栏目热门文章
粪便提取水 盖茨赞好喝
我们需要污水再生利用
北京节水的空间有多大
环保投资向美国学什么?
分级供水可节约优质水
暴雨强度公式即将启用 南京排水管将变得更粗
我国城市居民用水价格定价体系分析
在德国用水
技术资料

您的位置: 中国再生水网 再生水杂谈 再生水回用对人居环境的影响
发表时间:2012-06-15 15:01:19 编辑:编辑11 来源:广东林业科技2011 年第27 卷第5 期,作者:李玲莉,刘威 点击量统计:2178

        我国是一个水资源贫乏的国家,为了缓解用水短缺,从上世纪60 年代开始使用污水进行农田灌溉。然而随着城市的扩张和缺水问题的日益突出,全国660 多个城市中,近2 /3 的城市常年供水不足,更有110
多个城市严重缺水。随着我国城市污水处理能力的增强,以城市污水为水源的再生水回用日益受到人们的重视,并广泛用于农田灌溉、工业用水、生活杂用、景观补水、地下水补给等方面。再生水是指污水经适当处理后,达到一定水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水,具有水量较稳定、价格低廉、需水量大、能够形成规模效益等优点,极大地缓解了水资源紧张。再生水水源包括生活污水、部分工业废水和截留雨水等。由于水源间差异较大,加上处理工艺的不同,导致再生水水质与清水有较大差别,主要表现在: 丰富的N 和P 元素、较高的全盐含量、多种毒性痕量物质( 重金属、有机污染物等) 以及病原体等。这些物质的富集使再生水具有水源、肥源、污染源三重属性,从而决定了再生水回用具有正负两方面的效应[5-8]。本文总结了回用过程中,再生水对其直接作用的土壤、植物、微生物等的影响,探讨再生水回用对人类生存环境的影响。
1 再生水回用对土壤的影响
1. 1 再生水回用对土壤中有机污染物的影响
        再生水中的有机污染物( POPs) 具有理化性质稳定、持久性、难降解和较强的生物富集性等特点,包括多环芳烃( PAHs) 和有机氯农药等。有机污染物广泛存在于城市污水和灌溉区土壤中,通过蒸发、迁移及食物链传递等多种途径对生态系统和人类健康造成威胁。北京东南郊再生水灌溉区表土进行研究发现,灌溉用水的差异是造成表土中PAHs 组成差异的主要原因。再生水灌溉区土壤中,PAHs 的含量不及污水管区土壤的1 /3,而地下水中较高含量的PAHs 可能是早期污水灌溉所造成的。
        同时,对北京郊区再生水灌溉10 年左右的土壤进行有机氯农药( OCPs) 检测发现,土壤剖面上检出的污
染物是历史农药使用的残留,而不是再生水灌溉带来的新污染,说明再生水灌溉带来的OCPs 污染较轻
微。
1. 2 再生水回用对土壤中盐离子含量的影响
        虽然目前使用的再生水水质均符合再生水的排放标准,但是其可溶性总固体、氯化物、氮、磷、钾、钠离子及各种重金属元素等的含量却超出了灌溉标准。灌溉后,再生水中的盐离子与土壤中的钙、镁离子进行交换。长期使用再生水灌溉,易导致土壤中各种盐分的富集,阻碍植物对水分和养分的吸收利用,造成土壤的次生盐渍化和生态系统退化。如钠含量较高时易导致土壤紧实,渗透性下降,pH 值升高。而重金属元素如锌、铅、汞、镉等在土壤中富集后,易导致植物受毒害而大面积死亡。
        尽管再生水中的盐离子特别是金属元素含量较清水高,但是却远远低于受害水平。对武汉两座污水处
理厂的再生水水质进行一年的观察发现,再生水水质的年变化较稳定,各项指标均符合国家农田灌溉水质标准,尤其是总汞、总镉、总砷、铬( 六价) 和铅等5 项毒理学指标优于农田灌溉水质标准,即使连续施用再生水灌溉,也不必担心重金属污染。同时,随着盐离子被地表植物吸收利用或随降水淋溶,降低了盐离子在土壤中富集的可能性。但是也有学者发现,短期再生水灌溉草坪土壤虽未达到盐害水平,但均表现出一
定的盐分积累。
2 再生水回用对植物生长的影响
        再生水不仅含有大量植物生长所必须的营养元素,还包括了重金属元素,从而决定了它对植物的生具
有正负两方面的作用
2. 1 再生水回用对牧草和园林植物生长的影响
        再生水具有水源和肥源的性质,常用来浇灌牧草和园林植物。然而,由于植物对各种盐分需求量的
差异,如高羊茅( Festuca elata) 对再生水灌溉土壤中的钠离子吸附量较大,早熟禾的吸附量较小,从而造成再生水灌溉后植物生长表现的不同。研究表明,再生水灌溉可以提高冰草( Agropyron cristatum) 、无芒雀麦
( Bromus inermis) 、苇状羊茅( Festuca arundinacea) 、披碱草( Elymus dahuricus) 的生物量。苜蓿( Medicago)
又称“牧草之王”,再生水灌溉有利于提高苜蓿体内矿质养分Ca、Mg 含量,但不利于苜蓿对Fe、Zn、Mn 的吸收,并导致Cd 含量在苜蓿体内的累积。
        陈雁和李树华通过无土栽培对17 种园林植物的生长情况进行观察,发现再生水可促进一些植物提前开
花; 再生水中所含的大部分营养元素能被植物有效吸收,但是短期内对植物生长无明显促进作用,有毒元素
的吸收则受到抑制; 与自来水相比,再生水中含有较高的Na 和Pb 元素,可能影响园林植物的正常生长。
2. 2 再生水回用对谷类作物和蔬菜生长的影响
        粮食作物和蔬菜是再生水灌溉的主要农作物,其产量和品质与人们的生活质量密切相关。研究发现,采用水培方式,再生水中低浓度Pb 和Cd 可促进小麦种子萌发和根系生长,而中、高浓度则表现出抑制作
用。再生水灌溉对冬小麦和夏玉米的产量无显著影响,对两者籽粒中的粗蛋白、可溶性总糖、粗灰分、粗
淀粉和还原型维生素C 含量等主要品质指标无显著性影响,提高了冬小麦籽粒中的全氮含量( 10. 2%) 、增
加了夏玉米籽粒中全磷( 10. 4%) 和全钾含量( 16. 4%) 。马敏等认为三级再生水相对二级再生水应用于作物灌溉更具安全性,虽然再生水水质对大豆的品质无显著影响,但其微量元素却影响玉米籽粒的品质; 玉米和大豆籽粒中的重金属铅、镉含量虽均低于国家卫生标准( GB 2715—1981) 规定,但二级再生水灌溉的玉米镉含量相对清水灌溉的玉米显著增加。
        再生水灌溉对西红柿、黄瓜、茄子、豆角等蔬菜均有不同程度的增产作用,对果实中的含水率、粗蛋白、氨基酸含量、可溶性总糖、维生素C、粗灰分、硝酸盐、亚硝酸盐等品质或营养指标无显著影响。
3 再生水回用对微生物的影响
        再生水处理过程中,虽然各种病原微生物的数量会有所下降,但相对于清水而言,由于再生水的富营养性,易导致病原微生物的大量繁殖,如小球隐孢子虫( Cryptosporidium parvum) ,并随再生水回用进入空气、地表水、地下水和土壤中,进而可能与人体接触,产生微生物健康风险。如再生水用于高尔夫球场草坪的喷灌,易使空气中的微生物含量增加。北京高碑店污水处理厂排放的再生水浇灌大豆,原污水和二级水可显著提高大豆根际土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,相对于清水灌溉,再生水灌溉对土壤细菌数量有显著增加。然而,洛杉矶连续10 年监测再生水补给地下水对地下水质的影响,发现净化水中无肠道病毒。
此外,由于再生水中营养物的富集,及其导致的微生物滋生,增加了设备的损耗。如大量滋生的微生物
更易造成灌水器的堵塞及喷头的损耗。虽然加氯、提高流速及选用抗堵塞的灌水器均能避免这一问
题,但是还是为再生水回用带来许多不利因素; 再者,再生水中的各种盐离子易对循环冷却设备造成腐蚀。
4 展望
        综上所述,再生水回用技术仍然存在很多不足,对环境的影响尚未确定,仍需长期观察才能得出确定的结果。然而,随着城市水资源供需矛盾的加剧,再生水作为可靠、稳定的“第二水源”日益受到人们的重视,许多新技术、新指标逐渐应用于再生水水质的监测。如加强对再生水中雌/孕激素干扰效应的监测; 通过对土壤CEC、TOC、粘土矿物总量及粘粒含量的测量,监测入渗过程中氨氮、硝态氮、亚硝态氮及盐分迁移转化对地下水的影响; 根据研究区域的特点以及地下水防污性能的影响因素,基于DRASTIC 模型,选用地下水水位埋深、降雨入渗补给量、表层土壤类型、包气带岩性、含水水力传导度以及土地利用类型等指标,建立再生水灌区地下水特殊防污性能区划模型; 利用可拓学对再生水质进行快速、可靠的评价; 通过建
立人体健康风险评价,把环境污染与人体健康联系起来,定量描述污染对人体产生健康危害的风险; 采用
生物传感器对再生水中的微生物进行监测,具有简化流程、不易损坏、检测结果简单易懂、便携、使用方便等优点; 监测再生水用于鱼类养殖风险等。
        随着这些新技术新设备的应用必将为再生水的推广提供更完善的监测体系和更安全的应用策略。再生
水水质监测体制的逐渐完善,再生水回用技术必将在我国取得长足的发展。

参考文献:李玲莉,刘威.再生水回用对人居环境的影响,广东林业科技,2011,27 (5):83-86


相关评论

参与0人,评论0条

发表评论 已有0人参与
评论请先登录快速注册新用户

诚征稿件 | 版权声明 | 主办单位 | 网站宗旨 | 联系我们
版权所有:中国再生水网 技术支持:北京天慧华清科技发展有限公司
京ICP备12006143号-1  京公网安备11010802017536号
首页访问量:2084491