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中国是农业大国,农业灌溉是我国的用水大户,占用水总量的65.6%以上。随着我国水资源危机的逐步加剧,农业用水与工业、生活用水的矛盾日益突出,农业生产缺水量已达300×108m3/a,受害面积约2×104k㎡。为弥补水源的严重不足,利用污水进行灌溉已经成为一个既成事实。
污水灌溉既可有效节约水资源,还可削减排放至自然水体的污染物总量,且水量相对稳定,易于收集,是现有条件下缓解北方地区水资源匮乏和实现污水资源化的一条有效途径。但需要注意的是,目前我国污水处理的总体水平较低,用于灌溉的污水水质通常极差,有些地区甚至直接引用未经处理的污水进行灌溉,从而引发一系列的环境问题,导致污染物在土壤和作物中积累,通过直接接触和食物链传递危害人体健康。因此,在不得不使用污水进行灌溉的缺水地区,研究灌区的污染状况及其污染的成因分析,对指导如何合理灌溉,最大限度降低污灌对环境产生的影响有着深刻的现实意义。
本文通过调查研究区地下水水文地质条件以及水化学特征,首次全面地研究了小店污灌区的污灌废水、污灌土壤以及污灌地带地下水的污染现状及成因,取得的主要结论如下:
一、污灌废水主要来源于城市生活污水。其主要污染为氮、磷以及各种增塑剂如邻苯二甲酸酯类。其中总氮超标1~25倍,总磷超标1~15倍。在污灌渠源头总氮总磷的含量最高,随着灌渠往下,浓度逐渐降低,并且所有水样都检出了优先控制污染物DBP,部分水样检测到DMP,其含量为111.5ng/L~635.67ng/L,整体含量是上游高于下游。
二、对污灌土壤污染物的调查发现,土壤受污灌水的影响不是很大。清灌土壤与污灌土壤的主要污染物质为多环芳烃类。清灌土壤中检测的多环芳烃达35种,污灌土壤样中达60种。其中芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、苯并(g,h,i)花等均属于美国EPA公布的优先控制污染物。
三、大部分土壤样品中均检测出有机氯农药,所选三个代表性土壤S1、S2、S3中总有机氯农药含量分别为86.763μg/kg、91.606μg/kg、91.569μg/kg。每种有机氯农药含量较低,一般小于10μg/kg,低于国家规定的背景值范围。可以判断,小店区的农田以及蔬菜地的有机氯农药污染较小,对人的危害较小。
四、地下水中氯离子、硫酸根离子、钠离子、镁离子等的含量相当高,且氨氮含量较高,超过国家标准,浅层地下水检测到的污染物与土壤中检测到的有机物相类似,多为多环芳烃类。结果表明,长期的污灌对地下水已经产生了一定的影响。
五、污灌区污染的成因较多,不仅与灌溉废水水质有关,而且与灌区特殊的水文地质条件相联系,同时太原市特殊的煤炭工业基地促使大气中的多环芳烃经过大气干湿沉降作用进入地表,污染土壤,进而通过包气带污染地下水。
总之,本文以小店污灌区为研究对象,研究其污染现状以及成因分析,对指导太原市污水的科学管理、污水的资源化利用和农产品的安全生产,促进当地经济的平衡发展提供科学的理论依据。