制定《再生水景觀灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》需考慮的主要問題
摘要：景觀灌溉是再生水利用的重要方面。推薦了制定再生水景觀灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的原則，并從保護(hù)植物生長(zhǎng)和人類健康的角度，重點(diǎn)介紹了鹽分、特殊離子、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、病原體等組分的限值。
關(guān)鍵詞：再生水 景觀灌溉 限值標(biāo)準(zhǔn)
。
城市產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)充分可靠的處理可以成為一種新的水資源--再生水，用于獲益性使用，如 工業(yè) 冷卻水、地下水回灌、城市雜用水和景觀灌溉等。在美國(guó)景觀灌溉用水可以達(dá)到城市用水量的70%以上，同樣在我國(guó)隨著人們對(duì)美好生活環(huán)境的不斷追求，城市景觀也必將逐年增多，因此景觀灌溉是再生水利用的重要方面。再生水灌溉過(guò)程中可能產(chǎn)生的主要 問題 是：景觀植物的傷害，人類健康損害和土壤條件的破壞。如果再生水水質(zhì)符合特定的標(biāo)準(zhǔn)，那么這些問題就可以解決。然而 目前 我國(guó)還沒有頒布《再生水景觀灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，因此對(duì)于當(dāng)前的再生水景觀灌溉使用，本文將推薦制定標(biāo)準(zhǔn)的原則和幾個(gè)重要的水質(zhì)指標(biāo)限值。
1 標(biāo)準(zhǔn)制定的原則
(1)制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的目的：充分保障人們的身體健康;保證廢水中有用物質(zhì)的充分利用，植物產(chǎn)量和質(zhì)量有所提高;植物和土壤不受到污染物質(zhì)的傷害。
(2)制定標(biāo)準(zhǔn)前需要查閱大量的國(guó)內(nèi)外資料，綜合考慮國(guó)家的地理、氣候、 經(jīng)濟(jì) 、政策、人口素質(zhì)等因素，注重經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境、 社會(huì) 效益的有機(jī)結(jié)合。
(3)確定再生水景觀灌溉的等級(jí)，按區(qū)域分為限制性地區(qū)(如高速公路景觀)和開放性地區(qū)(如公園、居民區(qū)景觀及學(xué)校操場(chǎng))，限制性地區(qū)對(duì)水質(zhì)的要求相對(duì)低一些。
(4)在標(biāo)準(zhǔn)中推薦適宜的處理工藝，來(lái)保證再生水水質(zhì)的可靠性并藉此免除對(duì)一些成分的監(jiān)測(cè)。
2 保證景觀植物生長(zhǎng)質(zhì)量的水質(zhì)限值
2.1 鹽分
鹽分引起的植物傷害主要表現(xiàn)為：增長(zhǎng)緩慢，樹冠瘦小，枝葉變褐變黃，植物組織脫水，缺少活力，產(chǎn)量下降，花朵變小等等。大多數(shù)情況下鹽分引起的植物枝葉破壞比根部還要嚴(yán)重。然而景觀植物的評(píng)價(jià)是通過(guò)外觀而不是產(chǎn)量，因此對(duì)于再生水灌溉的景觀植物，枝葉的耐鹽性是至關(guān)重要的特性。此外，景觀植物是多種不同作物的組合，對(duì)于灌溉水也有著不同的耐鹽能力。木本植物相對(duì)于草類耐鹽性低，大多數(shù)草可以承受5000 mg/L的鹽度，再生水中的鹽分一般不足以引起草根部的損害，但是對(duì)于草葉的傷害仍然比較大。因此制定鹽分的限制值，要考慮到不同植物以及同一植物不同部位的耐鹽性。單個(gè)的指標(biāo)值過(guò)于寬松，不能確保所有植株的安全;過(guò)于嚴(yán)格，也會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。確定多個(gè)指標(biāo)才能保證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性。確定限值之前，首先要對(duì)值物的耐鹽能力進(jìn)行分級(jí)，確定低耐鹽性、中等耐鹽性及高耐鹽性植物，不同類型的植物有不同的鹽分限值，假定為a，b，c。根據(jù)再生水的鹽分相對(duì)于a，b，c的大小，確定鹽分對(duì)灌溉產(chǎn)生 影響 的程度，即沒有影響、中度影響和高度影響。美國(guó)的高爾夫協(xié)會(huì) 研究 結(jié)果是[1]：對(duì)于草皮TDS(總?cè)芙夤腆w) 小于450mg/L沒有影響，450～2000 mg/L輕度或中度影響，大于2000mg/L重度影響。大多數(shù)再生水的TDS低于500 mg/L，對(duì)植物的影響不大。美國(guó)佛羅里達(dá)州對(duì)205種景觀植物研究發(fā)現(xiàn)，高耐鹽性的55種，中等耐鹽性的108種，需要保護(hù)的和不能使用再生水的42種，可見大多數(shù)景觀植物都可以利用再生水灌溉。
另外可以采取一些輔助手段減少鹽分對(duì)植物的傷害，如景觀中引進(jìn)高耐鹽性的植物;盡量采用地面 灌溉方式，減輕對(duì)枝葉的傷害;保證足夠的水量來(lái)滿足蒸發(fā)和浸出作用，降低鹽水對(duì)植物的影響。
2.2 特定離子
再生水中的鈉離子、氯離子和硼離子長(zhǎng)期的積累都會(huì)給植物帶來(lái)危害。
對(duì)：于大多數(shù)植物來(lái)說(shuō)，鈉的需求是非常有限的，鈉通過(guò)影響土壤的滲透性間接影響植物的生長(zhǎng)，并引起植物營(yíng)養(yǎng)障礙。如果土壤交換絡(luò)合物被鈉飽和，鈣就會(huì)從植物根部組織去除，結(jié)果因?yàn)槿扁}而引起死亡，鈉中毒還可引起葉灼傷。當(dāng)土壤吸附的鈉離子量超過(guò)土壤上陽(yáng)離子總量的10%一15%時(shí)，土壤滲透性較差，滲透性減小的典型征兆包括：水堵塞、慢滲透、結(jié)殼、壓緊、不良通風(fēng)、野草入侵、疾病出沒。相對(duì)滲透性經(jīng)常用鈉吸附比(SAR)表示，當(dāng)這個(gè)值大于6，表明出現(xiàn)滲透性問題。對(duì)于根[1]吸收的植物不造成影響的值<3，造成中度影響的3～9，高度影響>9，對(duì)于葉吸收的植物沒有影響的值<3，造成中度影響以上的>3。
氯離子對(duì)植物造成傷害的主要癥狀是葉變黃，葉類灼燒和生長(zhǎng)速度降低。對(duì)于草皮氯沒有顯著的毒性，但是大多數(shù)樹木和灌木對(duì)氯濃度355mg/L相當(dāng)敏感。對(duì)于根吸收的植物[1]，氯濃度<70mg/L沒有影響，70～355 mg/L中度影響，〉355 mg/l重度影響。對(duì)于葉吸收的植物，<100 mg/L沒有影響，〉100mg/L中度影響以上。
通過(guò)使用肥皂和清潔劑硼進(jìn)入水中，變化范圍 0.5～1 mg/L。這個(gè)范圍本身對(duì)于很多植物是無(wú)毒的，但高水平的硼會(huì)影響敏感性植物，尤其是樹木和灌木。硼在葉間積累對(duì)葉組織造成毒害，導(dǎo)致葉變黃、灼傷和減產(chǎn)。草皮對(duì)硼的耐受性比其他植物要高。硼濃度11』<1 mg/L沒有影響，1-2mg/L中度影響，〉2mg/L重度影響。
2.3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中氮是最有益的，它的濃度和形式都影響著植物的吸收。過(guò)量的氮會(huì)刺激植物的生長(zhǎng)，引起不正常的開花結(jié)果問題。通常氮以硝酸根的形式被植物利用，所以規(guī)定再生水中的硝酸根濃度[1]：在5～50 mg/l間程度適當(dāng)，高于50 mg/l則對(duì)植物影響較大。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)污水處理廠資料，發(fā)現(xiàn)多數(shù)二級(jí)出水硝酸根濃度低于5 mg/L，因此不會(huì)造成氮過(guò)量的現(xiàn)象。
過(guò)量的磷和鉀一般不會(huì)對(duì)植物造成傷害，且再生水中含量也很低，因此不是重點(diǎn)考慮的元素。
2.4 重金屬
再生水可能包含大量低濃度重金屬元素。當(dāng)土壤中該種元素積累到對(duì)草皮和植物有害時(shí)，問題就會(huì)出現(xiàn)。毒性出現(xiàn)是由于銅、鎳、鋅、鎘等重金屬元素的累積。因此要限定重金屬元素的最大值，尤其對(duì)長(zhǎng)期使用的土壤。美國(guó)環(huán)保局推薦的最高濃度[2] 是鎘0.005 mg/L，銅0.2 mg/l，鎳0.5 mg/L，鋅 5 mg/l大多數(shù)二級(jí)處理的再生水可以滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
3 保護(hù)人體健康的水質(zhì)限值
病原體引起的微生物風(fēng)險(xiǎn)通常是再生水利用的主要風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)致水體疾病的病原體可以分為三類：細(xì)菌、病毒、原生動(dòng)物。 目前 國(guó)際通用的指示微生物為大腸桿菌，包括總大腸菌、糞便大腸菌和耐熱大腸桿菌。制定微生物限值，需要考慮和健康風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的流行病學(xué)和微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 研究 結(jié)果。城市景觀灌溉導(dǎo)致的病原體危害，主要通過(guò)氣溶膠傳播。原因是大多數(shù)城市景觀采用噴灌方式，人們直接接觸較少，氣溶膠可能通過(guò)呼吸途徑進(jìn)入人體造成感染，也可能沉淀在食物、皮膚和衣服上，造成間接感染：一般，再生水經(jīng)過(guò)消毒處理，細(xì)菌量顯著減少對(duì)健康 影響 不大。美國(guó)環(huán)保局[3]推薦的不限制接觸的灌溉水標(biāo)準(zhǔn)是糞便大腸菌數(shù)0 CFU/100 mL，限制接觸的灌溉水標(biāo)準(zhǔn)是200 CFU/100mL。世界衛(wèi)生組織推薦的公園灌溉標(biāo)準(zhǔn)[4]是糞便大腸桿菌100( CFU/100mL。兩個(gè)指標(biāo)相差很大，原因是標(biāo)準(zhǔn)的制定不僅是純技術(shù) 問題 ，還涉及到 經(jīng)濟(jì) 發(fā)達(dá)程度，工藝技術(shù)條件和人們的生活質(zhì)量要求等諸多方面。墨西哥[5]等國(guó)的試驗(yàn)研究表明，即使和糞便大腸桿菌 1000 CFU/100mL的再生水直接接觸，也沒有明顯的疾病發(fā)生，因此選擇世界衛(wèi)生組織推薦的微生物指標(biāo)比較適合我國(guó)的現(xiàn)實(shí)情況。另外從我國(guó)的污才治理 發(fā)展 狀況看，消毒、過(guò)濾是切實(shí)可行的去除病厲體工藝，平均病毒滅活效率可達(dá)99.99%，可以充分保證再生水滿足健康要求。
4 常規(guī)成分的限值
4，1SS
灌溉水中的懸浮固體在很多方面影響灌溉過(guò)程。對(duì)于灌溉系統(tǒng)，懸浮的固體可引起水泵和噴灑器噴嘴的過(guò)度磨損或堵塞，從而降低灌溉效率。懸浮固體的沉積對(duì)土壤也很不利，會(huì)引起硬塊生成，降低籽苗出土率。美國(guó)環(huán)保局[3]推薦的限制接觸的灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是30 mg/l大多數(shù)二級(jí)處理的再生水可以滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.2 BOD
有機(jī)物質(zhì)帶來(lái)的危害包括：感官上的不愉快，即惡臭和色度，排放到土壤引起厭氧環(huán)境，較高的有機(jī)負(fù)荷也會(huì)導(dǎo)致土壤入滲能力的降低。美國(guó)環(huán)保局[3] 推薦的限制接觸的灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是30 mg/L，大多數(shù)二級(jí)處理的再生水也可以滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.3 pH
pH通過(guò)影響金屬的可溶性和土壤的堿度造成間接的影響。美國(guó)環(huán)保局[3]，推薦的限制接觸的灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是6-9，一般城市污水的變化范圍在這個(gè)區(qū)間。但是我國(guó)的廢水收集系統(tǒng)，大多數(shù)是生活和 工業(yè) 廢水混合的，不可避免地受到工業(yè)水質(zhì)影響，因此工業(yè)廢水排入管道前要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>
5 結(jié)語(yǔ)
本文推薦的污染物質(zhì)限值多是 參考 了美國(guó)的再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，它的再生水研究有著幾十年的 歷史 ，研究結(jié)果真實(shí)可信。但是由于我國(guó)的城市污水、景觀植物具有自己的特性，因此在制定我國(guó)的再生水標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮這些差別。
參考 文獻(xiàn)
Water Reclaimed Problem Of Golf Course.USGA，1997，30～40
The Utilizations of Treated Effluent by Irrigation.EPA NSW，1995，1～3
Guidelines for Water Reuse.EPA，1992，15～17
Health Guideline Of Wastewater Reused in Agriculture and Aquaculture.WHO，1989 Dr Anne Peasey, Dr Ursula Blumenthal, review about policy and criterion of wastewater reused in Agriculture，a Latin America review point.Part 68，2000，(7)：45-47
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