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试验区位于黑龙江省西部大庆及周边地区,呼兰河分水岭以西,乌裕尔河分水岭以南,松花江干流以北的松嫩低平原,地理坐标:东经123°55’-126°15’；北纬44°56’-48°10’。研究区是国家石油工业、农牧业生产和振兴东北老工业基地哈大齐工业走廊的中心区,是全省人口比较集中和用水量最大以及工业废水、生活污水排泄量最多的地区,年污水排放量达1.9×10°m3,污水排入江河湖库泡沼后,改变了自然水环境状况,降低了水环境质量和使用价值。
21世纪是我国社会经济持续高速发展的时代,是全面建设社会主义小康社会的关键时期,随着工农业生产的发展和人口增加,水资源供需矛盾将更加突出,工业废水、生活污水对环境的污染更为严峻。我国水资源总量虽然较多,但人均量并不丰富。水资源的特点是地区分布不均,水土资源组合不平衡；年内分配集中,年际变化大:“连丰连枯”年份比较突出。这也决定了我国对水资源的开发利用的任务十分艰巨。
试验区内水资源虽然贫乏,但过境的嫩江水资源丰富。水质基本是未受人为污染的清洁水,为解决区内工农业生产、生活用水的需要,20世纪70年代以来,先后兴建了北部、中部、南部3个引嫩江水工程,并配套地兴建了反调节水库,近期蓄水总量达12×108m3,嫩江干流最大的水利枢纽工程--尼尔基水库,已建成兴利,分配给黑龙江省水资源鼍29×108m3,大部分的水资源将引入试验区内,水资源供需矛盾,随着工程的建成,将有改善,但仍不能满足工农业生产和生活生态建设的需要,必须优化配置节约用水。
雨洪污混合水灌溉是指用经过一定处理的工业废水、生活污水与雨洪混合的水,灌溉农田、牧草和森林。国外早在16世纪中叶西欧各国就开始用污水灌溉农田、牧草,到19世纪后期,由于发现了细菌床,开始利用土壤作为净化系统来处理污水(即1、2、3级处理),又使污水灌溉得到新的发展,但所需费用太高,对污水灌溉的态度,又处于观望状态。近年来由于工农业生产的迅速发展,农业生产和生活用水日趋紧张,尤其是富营养化问题不好解决,把污水灌溉看作是消除污染的新方向和促进工农业增产的有力措施。美国试验表明,污灌的大麦产量为清水对照的263％,印第安纳州的享利城,污灌玉米产量为清水灌溉对照的220％。现在欧美各国认为,一水多用不仅是必要而且是可能的。
工业废水与生活污水成分十分复杂,既有有害的成分,也有可利用的资源,污水中的N、P、K、有机质、总磷还是植物必需的营养元素。因此,污水经处理后是可成为一种水(肥)资源。对污水既不可否认其有用的价值,也不可不加处理盲目利用。在肯定污灌效益时,从已有污灌文献中,也有镉、汞、铅、铬、砷等金属元素不同程度的污染,其中以镉的污染比较突出,日本把含镉1mg/kg的糙米称为镉米,禁止食用,世界各地粮食的正常含镉量均在0.1mg/kg以下,当含镉量达0.2mg/kg以上时,认为是受到了一定的污染。辽宁省沈阳张土灌区出现镉污染问题,因此,污水灌溉必须极其慎重。
目前我国经济处于快速增长时期,在城市生活用水和工业用水不断增加的同时,废污水排放量也将不断增长。根据国家经济实力,在近期内要大幅度提高废污水处理技术十分困难。可以预见,在全国水资源日益短缺的情况下,污水灌溉将有增无减,污灌水质超标问题在近期内很难得到有效解决。-方面要利用生活污水保证和发展农业灌溉,增加粮食产量；另一方面又要保证污灌区饮水及全国食物安全,关键是如何兴利除弊,科学适度地开展污水灌溉。
利用适当处理的雨洪污混合水灌溉农田,不仅可缓解水资源缺乏和水资源供需的矛盾,在引污灌溉的过程中,由于土壤微生物区系和植物根系的作用,对污水中有些有害物质具有很强的净化能力。因此,近年来全国各地各部门大力开展了污水灌溉的科学研究,并且这种研究将在可持续发展的大背景下得到长足地发展。
污水中既有有害的元素,也有可利用的物质,其中氮、磷、钾,有机质和有些微量元素,多了对环境造成污染,恶化水环境质量,但对农作物、牧草、林业等植物,又是可用的肥料资源,降低生产成本,增加经济效益。为此,进行试验区内工业废水、生活污水排放量、形成、治理并提出利用对策措施,变废为宝,使污水成为可利用资源研究,具有现实和深远的意义。