废污水灌溉对土壤和地下水水质的影响及控制措施

1、废污水灌溉对土壤和地下水水质的影响及控制措施郭凤震 （河北省邯郸水文水资源勘测局 056001）摘 要：结合废污水灌溉现状，分析各类污水灌溉区不同层次土壤中污染物含量和地下水水质状况，讨论废污水中不同物质对土壤和地下水影响，提出科学灌溉措施。关键词： 废污水 灌溉 土壤 地下水由于水资源的短缺，大量的废污水被用于农田灌溉，废污水中的污染物和一些难降解的物质，聚集在土壤中并随着地下水的补给进入地下水环境，为分析污灌对土壤和地下水的影响，做了污水灌溉比试验，并进行了研究分析。1 试验区选择与监测1.1 试验区的选择：为便于分析研究，采用长期固定取用同类水源灌溉的灌区作为试验对比灌区，包括生活污水灌

2、区、工业废水灌区、混合污水灌区、中水灌区和井水灌区。1.2 试验区土壤及水质监测：各试验区均衡选择5-10个取土点，每个取土点按表层、50 cm、80 cm三层深度取样进行分析；各试验区选2眼浅层地下水井进行水质监测；灌溉水源进行3次随机取样监测。1.3 监测项目：土壤监测项目包括铅、铜、锌、镉、汞、pH值、电导率、总硬度、硫酸盐、氯离子、有机质、总盐量、碳酸盐、重碳酸盐、氨氮、氟化物共16项，水样监测项目另外增加挥发酚、总氰化物、砷化物；分析方法采用国标规定的监测方法。2 废污水灌溉对土壤和地下水水质的影响2.1 废污水灌溉对土壤的影响2.1.1 各试验区不同层次土壤中微量元素分布情况 各试

3、验区土壤中微量元素含量基本一致，不同层次土壤中的含量相差不明显。2.1.2 各试验区不同层次土壤中重金属分布情况(1) 各试验区表层和50cm土层中铅、铜、锌含量分布情况为：井水灌区混合污水灌区生活污水灌区工业废水灌区中水灌区。(2) 80cm土层中铅、铜、锌含量分布情况为：混合污水灌区井水灌区生活污水灌区中水灌区工业废水灌区。(3) 铅、铜、锌在三层土壤中的平均含量排列情况为：井水灌区混合污水灌区生活污水灌区中水灌区工业废水灌区。(4) 混合污水灌区、中水灌区和生活污水灌区土壤中铜、铅、锌含量纵向分布趋势为表层50 cm80 cm，呈现表聚现象。井水灌区、工业废水灌区土壤中铜、铅、锌含量纵向

4、分布为80 cm最高，50cm最低，呈现为底聚现象。各类灌区不同层次土壤中重金属含量分布情况见图1图4。图2 各类灌区不同层次土壤中铜含量分布图05101520253035井水灌溉混合污水中水灌溉工业废水生活污水含量：mg/L铜 20cm铜 50cm铜 80cm图3 各类灌区不同层次土壤中锌含量分布图0102030405060井水灌溉混合污水中水灌溉工业废水生活污水含量：mg/L锌 20cm锌 50cm锌 80cm2.1.3 各试验区不同层次土壤中电导率、有机质含量分布情况(1) 中水灌区土壤电导率越深越小，其他灌区土壤电导率越深越大。井水灌区和工业废水灌区土壤电导率较大。(2) 各类灌区表层

5、土壤中有机质含量都大于深层含量，说明土壤中的有机质通过植物根部被吸收，储存在土壤中的含量很小。(3) 不同层次土壤中的氨氮含量由浅到深呈递减的规律。各类灌区土壤中电导率和有机质含量分布见图5、图6。2.1.4 灌溉水源、土壤中污染物含量对比分析(1) 各试验区土壤pH值都略高于灌溉水源pH值，工业废水灌区各层土壤pH值由浅到深逐渐变小，其他灌区pH值由浅到深逐渐变大。工业废水灌区不同于其他灌区与灌溉水源呈碱性有关（pH=8.2）。(2) 各类灌区土壤中氨氮含量都大于灌溉水源中氨氮含量，与农田施加氮肥有关。(3) 当灌溉水源氯离子含量超过100mg/L时，土壤中的氯离子呈上升趋势。(4) 井灌灌

6、区水源中重金属镉、铜、锌、铅含量未检出，其土壤中的对应物质含量也低于其他灌区。2.2 废污水灌溉对地下水水质的影响2.2.1 灌溉水源与相应灌溉区浅层地下水中重金属物质、剧毒指标含量对比情况各试验区浅层地下水中铜、镉、铅、锌和挥发酚、总氰化物、砷化物均未检出，与灌溉水源中重金属和剧毒指标物质含量无相关关系。2.2.2 灌溉水源与相应灌区浅层地下水中氯离子和氨氮含量关系地下水中的氯离子主要是原生污染，受沉积物岩性和地质结构的影响和控制。但通过对灌溉水源和对应灌区地下水水质分析评价发现，工业废水和混合污水中氯离子含量较高（1260mg/L和335mg/L），长期灌溉后的浅层地下水中氯离子含量也相应

7、较高（834mg/L和268mg/L），超过地下水质量标准（GB/T14848-93）3类水标准（250mg/L）和井水灌区地下水中氯离子含量。其他灌区水源中氯离子含量较低和浅层地下水中氯离子含量无相关关系。灌溉水源中的氨氮进入土壤中一些被植物吸收掉，促进植物生长，但超量的氨氮和多余含氮化合物会积蓄到土壤中，将随着地表水的入渗进入浅层地下水中。通过对各类灌溉水源和对应灌区地下水中氨氮含量分析发现，混合污水灌区、工业废水灌区水源中的氨氮含量较高（分别为6.44mg/L和15.2mg/L），超过地面水水环境质量标准（GB3838-2002）5类水标准（2.0mg/L）2倍以上。对应的浅层地下水中氨

8、氮含量也较高（含量分别为0.31mg/L和1.44mg/L），超过地下水质量标准（GB/T14848-93）3类水标准（0.2mg/L）。其他灌溉水源中氨氮含量较低，对应灌区地下水中氨氮含量也较低。各类灌溉水源与浅层地下水中氯离子、氨氮含量见对照图图7、图8。 3 废污水灌溉的控制措施3.1 废污水灌溉存在问题(1) 废污水处理跟不上，污灌水质超标、农田污染增多。(2) 由于废污水监控、管理体系不健全，农民盲目进行废污水灌溉，造成土壤污染。(3) 由于城市工业废水、生活污水大量超标排放，城市郊区河道大都变成污水排放的河道河，道灌溉功能退化，导致农民采取污水灌溉。(4) 污水灌溉研究严重滞后，缺

9、乏指导污灌的科学方法。3.2 污水灌溉控制措施(1) 减少污水灌溉次数，尽量采用处理达标后的中水灌溉。(2) 采用井灌与污灌相结合的方式，尽量减少污染物在土壤中的积聚量。(3) 加强水环境保护力度，杜绝废污水超标排放。(4) 加大废污水灌溉研究，污灌对土壤和地下水的危害是一个漫长的过程，一旦显露出来危害巨大且难以治理，因此要高度重视污灌问题。4 结论 (1) 长期采用污水灌溉，尤其是用含有高浓度重金属物质的水源灌溉，会因重金属难以降解和吸收造成土壤中重金属物质含量增大。(2) 灌溉水源的pH值对土壤有影响，一般呈正相关。(3) 灌溉水源中的氯离子含量对土壤和浅层地下水有影响，当氯离子含量超过1

10、00mg/L时会增大土壤中的氯离子含量；当水源氯离子含量超过农田灌溉水质标准（GB5084-85）300mg/L时，长期灌溉会引起地下水氯离子含量增大。(4) 用含有大量氨氮和其他含氮化合物的水源长期灌溉会增大土壤中氨氮含量，在土壤中氨氮含量长期超过植物吸收量的情况下，会加大浅层地下水中的氨氮含量。(5) 目前各灌区地下水中重金属和剧毒指标物质含量还没有受到灌溉水源的影响，可能与土壤的强大包容性、过滤性及污灌时间不长有关。但重金属对土壤的污染现象已经出现。Soil and Groundwaters Water Quality Affected by Wastewater IrrigationG

11、uo Fengzhen(Handan Survey Bureau of Hydrology and Water Resources Handan 056001)Abstract: According to wastewater irrigation actuality, different level of pollutants content in soil and groundwater qualitys present situation were analyzed for various wastewater irrigation areas. The influence to soil and groundwater were discussed the different materials in the wastewater that put forward science irrigation measure.Keywords: wastewater irrigation soil groundwater参考文献：1、郭凤震.邯郸市地下水资源及水质状况分析C见：河北省水环境论文集，第3卷.2006.河北省水利学会编辑。2、王树谦，