生活回用水对农田灌溉的影响范文

1城市回用水灌溉对农田污染的现状

1.1城市回用水灌溉农田对农田土壤的影响

目前，对城市回用水灌溉农田对农田土壤的影响研究尚未统一。有学者认为回用水长期灌溉可能导致土壤结构的盐碱化和有害重金属离子的累积等问题。杨军等［6］研究表明，北京市回用水中重金属浓度远远低于农田灌溉水质标准，其水样中重金属浓度与地下水中重金属浓度之间的差异无显著性。通过回用水灌溉途径带入农田的重金属与地下水灌溉相当，且低于大气沉降和有机肥施用等途径带入的重金属量。即回用水灌溉导致土壤重金属污染的风险较小，不会导致农作物重金属含量超标。但也有研究表明，回用水灌溉会给农田土壤带来重金属污染风险。Smith等［7］对再生水灌溉4和17a的两个地区的研究表明，在50～100a之间，土壤中重金属水平即有可能达到现今的环境阈值，且重金属的长期积累对植物的不利影响不能被忽略。邓金锋等［8］对长期灌溉的情况下镉元素在土壤中积累规律进行模拟和预测表明，随农作物收获离开土壤的重金属相对于灌溉水带入的量来说非常小，但如果按当前实测数据污水处理厂二级出水镉含量计算，土壤中镉含量将在灌溉40a后超过国家标准。因此长期灌溉对土壤重金属的累积状况仍需进行跟踪观测，以便对土壤重金属的累积情况进行即时的预警。此外，Mahjoub等［9］研究显示，类雌激素和类二噁英等有机物可以通过回用水灌溉迁移污染土壤和地下水，使之具有雌激素类和二噁英类受体效应。Lin等［10］研究显示布洛芬、萘普生、双氯芬酸、磺胺甲噁唑和甲氧苄啶5种非甾体抗炎药在土壤中有吸附作用，而且可以通过土壤溶淋作用进入地下水。

1.2城市回用水灌溉农田对人体健康的影响

污水灌溉开始较早，对污水灌溉造成的农田土壤、作物及人群健康影响的研究也较为深入。目前一致认为污水灌溉可引起生物污染、有机物增多和重金属的蓄积，导致人群一般发病率、肿瘤发病率和死亡率均上升。Amahmid等［11］发现未经处理的废水灌溉会导致蔬菜严重污染，平均每千克胡荽中有254个贾第虫孢子、217个蛔虫卵。高红霞等［12］研究发现污水灌溉区白菜有机提取物对小鼠肝、肾组织可产生氧化损伤作用，污水灌溉区蔬菜有机提取物还可对肝细胞造成损伤。城市回用水是深度处理的污水处理厂二级出水，其中仍存在一些病原微生物和有毒有害的化学物质，用其灌溉农田可能损害作物，降低产量，或可能通过食物链积累对人体健康产生不利影响。在亚利桑那再生水灌溉地区患甲肝的人口比率比其他地区高7倍。挪威超市抽查的样本显示，在芽类蔬菜中有8%的样本检测到隐孢子虫，2%的样本检测到贾第鞭毛虫。有文献报道，当再生水中粪大肠菌值≥104CFU/100ml时，腹泻患病率会显著增加。再生水灌溉还可能污染地下水和土壤，对人类健康造成危害。Carlander等［13］发现污水灌溉地区的地下水中存在大量粪便污染指示菌，污水灌溉农田的过程中还可能产生微生物气溶胶，通过吸入微生物气溶胶可能引起接触人群呼吸道疾病的传播和流行。

近期研究显示，采用城市回用水灌溉农田与采用新鲜水源水灌溉农田相比，在有机物贫乏的土壤中水中的卡马西平可以通过作物进入人体，具有一定的生物蓄积性［14］。Barker-Reid等［15］研究显示，尽管澳大利亚的河流存在污染，但其河水中的抗生素抗性基因很少，而作为农业灌溉用途的城市回用水中甲氧西林和氨苯磺胺的抗性基因检出率分别为9%和45%，必须对用于灌溉的城市回用水中抗生素抗性基因进行监测。Pignato等［16］研究发现，在回用水中大肠杆菌具有质粒介导的多重耐药抗性基因(24.17%)，主要为氨苄青霉素(22.71%)、四环素(19.41%)、磺胺甲噁唑(16.84%)、链霉素(14.28%)，这种多重耐药抗性基因可以通过食入污染食品进而转移到肠道大肠菌群中，使其产生耐药性。

2城市回用水灌溉农田安全性评价的内容及方法

2.1城市回用水安全性评价的方法

目前，对城市回用水安全性评价方法主要采用分析化学的方法对回用水中化学成分进行定量分析，通过生物实验对回用水的生物毒性进行测试分析，通过对受纳水体的原位生物进行监测，分析回用水对生态系统的影响。化学定量分析法既可以通过理化分析对测定回用水中毒物含量进行评价，也可以利用现有研究模型污染物的迁移转化进行预测分析。虽然一些化学分析费用不高，但它不能对回用水中所存在大量未知污染物、无法进行测定的污染物进行测定，而且不能确定各种有毒物质之间混合作用的毒性机制，也未对生物可利用性及交互作用进行分析和考虑。对回用水的生物毒性检测可测定污水对生物的总毒性，是水样中各种毒物对生物产生的综合毒性。但这种方法不能评估单一毒物的生物学特征，也不能分析有毒物质种类和物理化学条件改变对生物毒性的影响。原位生物监测分析可确定水中各种污染物对受纳水体的影响，确定回用水在种群水平上的生态影响并预测其可能在群落水平上的生态影响。但该方法不能确定污水排放的浓度和生物毒性，也不能确定毒物种类等。我国目前对于回用水安全管理目前主要依赖于化学定量分析法。

2.2城市回用水灌溉农田安全性评价的方法

目前，国内外主要通过对回用水水质进行分析，来对回用水灌溉安全进行评价。回用水用于农田灌溉时水质指标主要包括物理指标、化学指标和微生物指标。根据风险评价理论选取特定的污染物作为指标，通过模型计算对安全风险进行评价是目前回用水安全评价相关研究的常用的方法。常用的污染物指标有重金属，有机污染物等。Rhee等［17］对回用水灌溉和污水灌溉的水稻中重金属和大肠杆菌进行检测并分析其健康风险，结果显示回用水灌溉的水稻中重金属和大肠杆菌低于污水灌溉的水稻，且致癌和非致癌风险均较低。Weber等［18］采用风险评价的方法对回用水中氯仿、1，1，2－三氯乙烷和芘3种有机物在灌溉农作物中对人体健康风险进行分析，结果显示，人类暴露于回用水灌溉的农作物对于以上3种有机物的健康风险在可接受范围内。Papado-poulos等［19］在希腊塞萨洛尼基采用河水灌溉并施氮磷肥、城市回用水灌溉施氮肥和城市回用水灌溉不施肥3种处理方式研究水稻的栽培和食用安全，发现后2种处理方式虽然费用增加，但只要预防措施得当，对人群的食用风险很低。

此外，通过流行病学调查的方法对城市回用水灌溉农田后全体人群和职业接触人群的健康和疾病状况进行对比分析，来确定城市回用水灌溉农田对人体的影响。我国主要开展了对污水灌溉流行病学研究，对城市回用水灌溉农田的流行病学研究尚未见报道。王福琳等［20］抽样调查了污水灌溉区一个自然村内长住5a以上居民1845人，其血液、唾液与尿液免疫球蛋白均低于非污灌对照区居民，污灌区居民患病率、标化发病率、癌标化发病率、标化死亡率、标化癌症死亡率高于对照区居民。

3存在的问题及研究前景

目前，世界各国对于水体中微生物相关安全评价体系较为健全，各国的风险评价指南中涉及的也较多。对于化学污染物的风险评价仅局限在运用化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)pH值和总悬浮固体(TSS)等单一的参数。风险评价指南中对一些特定污染物如重金属、石油类以及一些农药的可接受浓度有所规定，但对内分泌干扰物(EDCs)、药用活性化合物(PhACs)等新型污染物的浓度未进行规定。

目前，我国的回用水安全性评价主要依赖化学定量分析法，通过对回用水中污染物进行定量检测来评价其安全性。由于化学分析法有其一定的局限性所以今后将毒性测试法、原位生物法与化学定量法结合使用是非常有必要的。这样不仅可以对回用水安全性进行系统的全面的评价也可以对回用水的农田利用提供不同层面的充分的理论支持。

城市回用水来源为污水处理厂二级出水，其中有毒有害成分复杂，各成分间可能存在交互关系，单一的检查方法不能对全部的污染物进行测定。应采用化学定量分析法、风险分析法与毒理学方法相结合的方法，对城市回用水灌溉农田作物的食用安全性进行研究，以确保人群食用的安全性。

作者：郭强     单位：天津市塘沽区疾病预防控制中心