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污水灌溉对土壤及地下水环境的污染分析

2020-06-27霍宇庄彭金岭

环境与发展 2020年3期
关键词:灌溉重金属污水

霍宇庄 彭金岭

摘要:为了缓解用水紧张,在农业灌溉中经常对污水进行净化引用。污水中还有一定的农作物成长需求营养。但随着现代工业化的进程的发展,如果对其不进行科学的管理,污水灌溉反而会对土壤及地下水环境带来二次污染。本文对灌溉污水中主要污染物的成分介绍,就其对土壤及地下水环境的影响做了分析,并在最后提出了如何对污水灌溉进行防治的措施,以供参考。

关键词:污水;土壤;地下水;有机物;重金属

中图分类号:X523 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)03-00-02

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.034

Analysis of pollution of soil and groundwater environment by sewage irrigation

Huo Yuzhuang1, Peng Jinling2

(1. Fujian Huaqi Detection Technology Co., Ltd. (Fujian Huaxin Judicial  Institution), Ningde Fujian 352000, China;

2. Fujian Kangtai Judicial Institution,Fuzhou Fujian 350300, China)

Abstract:In order to alleviate water stress,sewage is often used for purification in agricultural irrigation.There is also a certain amount of crops in the sewage that require nutrition.However,with the development of modern industrialization,if it is not scientifically managed, sewage irrigation will cause secondary pollution to the soil and the underground environment.In this paper,the components of the main pollutants in irrigation wastewater are introduced,and their effects on soil and groundwater environment are analyzed.Finally,how to prevent and control sewage irrigation is put forward for reference.

Key words:Sewage;Soil;Groundwater;Organic matter;Heavy metals

1 灌溉用污水的常見污染物质

利用污水进行灌溉时,不同的污染物会对土壤及水环境产生不同的影响,具体如下:

1.1 无机化学盐类

无机盐类主要是指水化学类物质:水的pH值、硬度、酸碱度、钠、硫酸类物质、二氧化氮、镁、磷等。正常水体内都会存在这些物质,但一旦其含量超出标准,就会引起土壤及地下水环境的变化,使土壤产生酸碱化或者结构的变化。土壤酸碱度的变化还会提升金属的活跃性,增强土壤中生物受金属危害的概率。

1.2 难溶有机物类

污水中含有的COD、BOD及酚、氰、氯仿、PAHs、PCBs等有机化合物,很多都是诱发畸形、癌症、基因突变的。这些物质残留期长,难以溶解,而且还依附生物链在生物体内不断累积。如果这类物质大量进入到土壤及地下水,那就属于污染区域内重点控制的污染源。

1.3 重金属

重金属污染源指的是Pb、Cd、Hg、Cu、Zn、Cr、As及Mn、Ni等。重金属常常附着于土壤表层,移动性差,滞留时间长,无法通过生物进行有效降解。重金属含量越高,作物对重金属的吸收累积则越多,最终进入食物链危害生物体。研究表明,重金属超标会导致人体的骨痛病,所以在污染控制中也应该将重金属列为重点污染物质。

1.4 菌群类微生物

在污水中含有的菌类污染物常见的有大肠菌、各类病原菌、激素、病毒、寄生虫等。当使用致病菌污水进行灌溉时,还有可能引发某种疾病的流行,危害动植物健康。

2 研究污水灌溉带来的环境污染方法

针对污染的研究常用实验室环境下的土柱淋洗模拟实验、户外抽样分析、场地实验等方式。根据研究内容和方向等确定实验分析方法。对于氯离子、土壤硬度及土壤结构变化常用土柱淋滤实验分析。并且在土柱淋滤中还发现黄土层的较小渗透率,有利于污水在灌溉后的进一步净化。石家庄郊区的污水灌溉分析是通过地下水取样分析进行的,取样分析得出了硝态氮的较高浓度,井水的硝酸根离子超标100%。地下水取样能够对水体的污染指数、水化学成分进行明确的分类。而在野外基地的污水灌溉分析,则利用了模拟灌溉实验的方式,对土壤及地下水的污染转换进行了规律的分析,确定了污水灌溉带来的高浓度氮有机物及离子氨等污染问题。

3 污水灌溉对土壤及地下水环境的污染

3.1 污水灌溉对土壤的污染

污水对土壤的污染主要体现在三个方面:(1)污水中的氮磷钾元素是植物成长的必备营养,但如果含量超标将会抑制植物生长,其中的氮磷化合物会因土壤微生物作用而合成新的硝酸盐化合物,而这种情况将会导致植物出现贪青、晚熟并容易引发病虫害。(2)污水内的悬浮物会在长期灌溉中与土壤凝结,破坏土壤原有的物理结构出现结块,影响土壤对肥料的吸收能力。特别是过量盐分的存在降低了土壤的渗透力。比如,钠离子就是通过与钙、镁的置换而降低土壤渗透力,从而影响土壤的肥力。这种问题常见于干旱地带。(3)影响土壤微生物群。污水灌溉导致土壤原有微生物群体的数量改变,不利于土壤酶活性的活力,会导致土壤原有微生物的不适应性,源生物群就会为了适应污水环境而出现基因的变异,而这可能会对生物体产生一些不良的影响。另外,污水灌溉可能会使得一些有毒微生物或者病毒直接进入到植物体内,最终通过饮食转移到动物体内,严重影响生物体的健康。比如,沙门氏菌,大肠杆菌等。

3.2 污水灌溉对地下水环境的污染

污水灌溉对地下水环境的影响也是从三个方面进行的:(1)污水中的高盐物质在污染土壤的同时也会渗透到地下水体。这也是地下水硝、氮含量高的主要原因,虽然水体微生物能够对这些高盐进行一定的分解,但是也必须高度重视污水带来的水质影响。污水中含量较高的氨、氮会与钙、镁等发生离子交换,导致水质变硬。另外,土壤中发生硝化的氨、氮等物质也不利于地下水的水质。(2)有机物带来的水体污染。生活及工业废水含有大量的不溶性有机物,其中的很多物质带有毒性。如果这些物质在灌溉之前没有彻底处理那么就会带来灌溉区域水体的污染。比如,在山东的济南、淄博两地用于灌溉的小清河水质,检测出56种有机物,其中能够导致癌症及突变的物质则有11种。(3)重金属污染。重金属对地下水的污染主要出現在污水灌溉其余的20cm以内区域,重金属影响了地下水流速度,国内目前基于污水灌溉区域的分析来看还没有出现较为明显的重金属污染。可以暂时认定为重金属不会对地下水体带来明显的影响。(4)微生物群污染。污水中的微生物通过土壤渗透可以直接进入到地下水体。水环境内的病毒污染受到业界高度重视,这些病毒可能通过土层逐渐堆积到地下水体环境中。

4 污水灌溉的污染控制

在污水灌溉的治理中,应该首先对污水带来的土壤及地下水体污染因素进行分析,确定污染的类型、含量,并通过灌溉的强度来确定污染处理方式。首先需要对所用灌溉污水进行科学的过滤处理,确保其符合灌溉的水质标准,这方面国家也制定了相关的灌溉水质标准,对水的参数、指标都有明确的规定。但目前污水处理还没有得到严格的监管,所以直接进行污水灌溉的现象比较普遍。土壤的污染主要是土壤自身过滤作用有限,而污水直接灌溉超出了其承受的能力。所以必须确保农田灌溉的科学性,能够严格把控污水源头,提升城市及工业废水的处理效率。另一方面,要积极进行灌溉污水的处理技术推广,能够根据污水分析结果来针对性的进行污水处理方法选择。重点进行污水中难分解、有毒有害、易残留的污染物处理,确保污水灌溉的体系完善性。最后,国家要加强对污水灌溉的监督,强化污水灌溉制度建设,能够确保污水灌溉取得综合社会效益的最大化。

5 结语

总而言之,面对当前不断加剧的环境污染以及水资源紧张问题,研究污水灌溉对地下水环境的影响是具有重要的意义的。由于农业灌溉带来的环境污染,有必要对污染物的各项成分进行实验分析,制定治理措施,确保我国土壤及地下水的可持续利用。针对污染问题,首先应该强化污水处理,根据不同的用途制定科学的污水处理方案。另外,要通过政策和制度的监管,强化对污水灌溉的监督。

参考文献

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收稿日期:2020-01-13

作者简介:霍宇庄(1978-),女,汉族,本科,研究方向为环境检测、环境损害司法鉴定。

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