摘 要:針對我國污水排放日益增加且含有大量污染物的問題，在簡要回顧國內外污水資源化的同時，剖析了我國污水農業利用存在的問題，提出了加強污水農業利用的管理與技術措施。
    隨著人類社會的飛速發展，水資源短缺和水環境問題變的日益明顯，兩者的矛盾也變的日益尖銳，影響了社會經濟的進一步發展甚至人們的生存。因此，污水資源化這一既能彌補現有水資源的不足，又能有效地抑制水環境污染的有效途徑越來越受到了世界各國的關注。中國水資源戰略咨詢報告在供水量組成中已把污水利用作為新的組成部分。
1 國內外污水資源化及其發展概況
    污水資源化是指城市污水和工業廢水經過適當處理達到一定的水質標準，使之可再用于農業、工業、市政、游樂設施乃至城市給水，達到充分利用水資源和減輕環境污染負荷的目的。
    早期的污水資源化主要用于農業灌溉[1-3]，由于對水質要求不高，一般就直接將污水廠二級出水加以利用。隨著污水資源化應用領域的擴大，對回用水的水質也有了不同的要求，并針對不同的用途和要求制定了水質標準，但是污水處理廠二級出水水質幾乎達不到這些標準，因此出現了許多對二級出水進行深度處理的污水資源化技術。

    常用的污水資源化技術包括傳統處理(混凝、沉淀、常規過濾)、生物處理、生物過濾、活性碳吸附、膜分離、消毒、土地處理等[3]。
    目前，規劃和控制城市污水回用遍布世界許多地區[1-4]，日本早在60年代就開始回用污水，70年代已初見規模。隨著回用技術的不斷更新和發展，再生成本不斷下降、水質不斷提高，逐漸成為緩解水資源短缺的重要措施之一。90年代初日本在全國范圍內進行了廢水再生回用的調查研究與工藝設計，對污水回用在日本的可行性進行深入的研究和工程示范，在嚴重缺水的地區廣泛推廣污水回用技術，使日本近年來的取水量逐年減少，節水已初見成效。
    美國也是采用污水再利用最早的國家之一，70年代初開始大規模污水處理廠建設，隨后即開始回用污水。自1980年起，一些地方已經將廢水回用于風景灌溉，同時用于回灌地下水含水層。目前，有357個城市回用污水，再生回用點536個。全美城市污水回用總量約為94億m³／年，其中包括：污灌用水、景觀用水、工藝用水、工業冷卻水、鍋爐補水以及回灌地下水和娛樂養魚等多種用途；其中灌溉用水為58億m³／年，占總回用量的60％；工業用水占總用水量的30％，城市生活等其它方面的回用水量不足10％。
    除日本和美國外，俄羅斯、西歐各國、以色列、印度、南非和納米比亞的污水回用事業也很普遍。莫斯科市東南區有36家工廠用污水總量達2萬m³／年。以色列回用的再生城市污水，每年在2．0～3．5億m³之間。南非和納米比亞等國甚至建起了飲用再生水制造工廠。在南非的某些城市，建立了大規模的廢水再生工廠，約翰內斯堡每天有9．4萬m³飲用水來自再生水工廠；并且供水事務部推薦，回用水應當稀釋，并與新鮮水以體積不小于1:4的比例充分混合，這個混合比應該始終適當地保持恒定，以防止水質和水味變化。納米比亞于1968年建起了世界上第一個再生飲用水工廠，日產水6200m³，水質達到世界衛生組織和美國環保局公布的標準。
    城市污水或工業廢水經適當處理后可有以下用途：①用于工業，如直流冷卻水或循環冷卻水，也可用作各種不同用途的工藝用水；②用于市政，如澆灑道路、灌溉綠地、沖洗車輛、建筑施工、沖洗廁所、市政景觀如娛樂用水的河湖；③用于農業，如灌溉農田、樹林、牧場等；④補充地下水或地面水水源，二級處理后的污水再作進一步處理可以達到地面水水質標準，因此能直接用于補充地面水源或回灌補充地下水。
    我國50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水[5-7]，但是真正將污水經深度處理后回用于城市生活和工業生產僅有20年的歷史。率先采用污水回用的是大樓污水的再利用，隨著社會經濟的發展和人們環境意識的不斷提高，污水回用逐漸擴展到缺水城市的許多行業。但直到80年代中期，此項節水措施尚處于起步階段。80年代末，隨著我國大部分城市水危機的頻頻出現和污水回用技術趨于成熟，污水回用的研究與實踐才得以迅速發展。
    目前，中水回用和污水集中處理回用是我國比較成熟的技術[4，7-9]。辦公樓、賓館、飯店和生活小區等較為集中排放的污水就地凈化后回用于沖廁、洗車、消防綠地等雜用水，通常稱其為“中水”。中水回用已在青島、北京、太原、天津、深圳、上海、大連等城市應用并已見成效。二級處理出水經深度處理后再供給工業生產和城市生活作低質用水是污水資源化的另一種形式，這種集中處理回用方式已在我國許多城市實施，取得了良好的效果。實踐表明，污水回用措施既節水又能減輕環境污染，環境、經濟和社會效益都非常顯著。
2 我國污水農業利(回)用及其存在的問題
2．1 概況
    污水回用的最主要途徑是農田灌溉。污水灌溉農田(污灌)有較長的歷史，在19世紀末期曾作為污水處理的重要手段；以后在歐美國家，污水量大大增加，以致河流不堪重荷，同時也缺乏足夠的土地去排放污水，于是出現了污水處理廠。
    城市污水是農業用水的補充水源之一，其中含有農作物所需的養分(表1)。但是，隨著工業特別是化工、冶金工業的迅速發展，工業廢水所占的比重越來越大，加上缺乏嚴格的預處理，以致于污水中含有不少重金屬和難降解的有機物質對土壤、農作物和地下水造成嚴重的污染。如果加強對工業污染源的控制，將城市污水經二級處理后，回用于農業也是十分有利的。我國北京高碑店污水處理廠每天處理50萬m³污水，二級出水中30萬m³用于農田灌溉，20萬m³回用于工業[4]。

    我國利用生活污水和人畜糞尿灌溉農田的歷史悠久，作為有組織的領導和研究污水灌溉始于1957年，1958年召開全國第一次污水灌溉農田會議，1959年召開全國工業廢水處理和污水綜合治理會議，確定了“變有害為無害、充分利用”的原則。之后，北京、天津、西安、撫順、石家莊等城市先開辟了大型污水灌區。1961年我國第一個《污水灌溉農田衛生管理試行辦法》頒布實施；1979年試行《農田灌溉水質標準》(TJ 24-79)，1992年正式頒布《農田灌溉水水質標準》(GB 5084-92)，進一步規范了污水灌溉的發展[2]。2．2 發展
    污水灌溉的發展過程，主要隨著工業及城市廢污水排放量的增加及農業水危機的加劇而變化，可劃分為3個時期，即20世紀50年代的自發灌溉起步時期，60～70年代的迅速發展時期，80年代后的穩步發展時期(圖1)。

    第一個時期，當時國內對環境問題認識不深，普遍認為污水灌溉既可為農業增加水肥資源，又可給工業廢水找到出路，應當大力發展。由于當時廢污水排放量也不大，到1963年污灌面積僅有63萬畝，污灌對農村水環境的影響不明顯。
    第二個時期，從60年代后期到70年代后期，由于廢污水排放量的日益增多，以及農業用水的日漸緊張，許多大、中城市近郊和工礦區附近的農田越來越多地利用污水灌溉。1978年全國灌溉面積為500萬畝，到1980年猛增到2000萬畝。
    第三個時期，是從80年代開始，隨著國民經濟的快速增長，城市及工業廢污水排放量迅猛增加，但環境問題逐步引起了社會的關注，人們普遍對污水灌溉造成的水、土、糧污染開始產生懷疑。污水灌溉面積增加速度沒有象70年代那么快，到1998年發展到5427萬畝，占全國總灌溉面積的7．3％[11]。這個時期由于污水灌溉總的面積大，加之管理工作跟不上，大部分廢污水未經處理(特別是鄉鎮企業)直接用于灌溉，造成了部分農田嚴重污染，而且對農村水環境構成了威脅，特別是近年來水污染農田的事故不斷發生。
    污水灌溉的農田主要集中在北方水資源嚴重短缺的海、遼、黃、淮四大流域，約占全國污水灌溉面積的85％。大型污灌區主要集中在北方大、中城市的近郊縣，其中包括全國五大污水灌區的北京污灌區、天津武寶寧污灌區、遼寧沈撫污灌區、山西惠明污灌區及新疆石河子污灌區。
2．3 問題
    改革開放以來，我國工農業發展較快，1999年污水排放量達401億m³[12]，污水的水質發生明顯的變化，水中污染物濃度增高，有毒有害的成份增加，再加上污水處理未能跟上，污水灌溉農田在局部地區出現污染。
由于大量未經處理污水直接用于農田灌溉，水質超標、灌溉面積盲目發展，已經造成土壤、作物及地下水的嚴重污染。污水灌溉已成為我國農村水環境惡化的三大原因之一，直接危害著污灌區的飲水及食物安全。
2．3．1 河道灌溉功能退化，在城市郊區大都變成污水排放的河道
    隨著城市和工業的發展，河道的管理未納入城市的規劃，致使有些灌溉用水的河道變成城市污水和工業廢水排放的河道，久而久之變成了名符其實的污水河，如山東的小青河、河北漳河的邯鄲段，目前已變成污水河道，失去了灌溉的功能。有些清水灌區變成了污水灌區，如西安的豐惠灌區，邯鄲的漳河灌區以及山東小青河沿岸的博興灌區，現在均已成為污水灌區，污水未經處理直接灌溉農田，令人擔擾。
2．3．2 污水處理跟不上，污灌水質超標、農田污染增多
    目前污水灌溉存在的首要問題是灌溉水質超標。一是城市及工業廢污水總體處理率低，排放水質超標，據統計1998年全國污水處理率不足30％[13]，大部分污水未經處理直接排放；二是污灌前普遍缺少必要的污水預處理措施。因此，導致許多農田受到污染，據1994年中國環境報報道：由于不適當的污水灌溉已使66萬hm²(990多萬畝)耕地受到重金屬和有機化學物質污染。近年來，水污染農田的事故不斷發生，1997年8月遼寧省昌圖縣四萬畝水稻全部受水污染死亡，涉及到1．7萬人口的生活[2]。
2．3．3 污灌面積盲目發展，監控、管理體系不健全
    污水灌溉大都是農民自發的，農民在得不到清水的情況下，自發引用污水作為農業用水的水源，這在城市郊區最為突出。雖然國家頒布了《農田灌溉水質標準》，但由于污灌水質無人監督，灌溉部門沒有按標準檢驗把關，導致污水灌溉面積的發展存在著嚴重的盲目性。污灌的作物大都為供食用的糧食和蔬菜，對農產品的殘留也無檢查制度。
由于污水灌溉涉及環境、市政、水利和農業等部門，是一個多學科多部門的綜合問題，但對各個部門來說屬于邊緣問題，可管可不管。因此，造成沒有哪個部門問津此事，污水灌溉至今沒有監督管理的主管部門。
2．3．4 污水灌溉研究嚴重滯后
    從1974年第四次全國污水灌溉會議以來，由于水資源的短缺和污水排放量的迅速增加，全國污灌面積迅速擴大，污灌面積由1980年的2095萬畝增加1991年的4600萬畝，增加了1倍多。但因涉及面寬、多部門多學科交叉等原因，全國性的污水灌溉研究冷冷清清，目前全國污水灌溉的發展狀況問題不清。盡管國家頒布了《農田灌溉水質標準》，但由于政府管理、部門監控、科學研究與技術指導等措施不配套，實際上沒能執行，超標污水灌溉造成了農村水環境日益惡化，令人擔憂。
3 建議與對策

    我國經濟正處于快速增長時期，在城市生活用水和工業用水不斷增加的同時廢污水排放量也將不斷增加。根據國家經濟實力，在近期內要大幅度提高廢污水處理率十分困難�？梢灶A測，在全國水資源日益短缺的今天，特別是北方地區污水灌溉將有增無減，污灌水質超標問題在近期內很難得到有效解決。
    目前這種大量未經處理污水直接用于農田灌溉的狀況是以犧牲農村水環境為代價來保證糧食生產的，由此造成的污灌農田土壤和地下水污染，以及污染物質在農產品中殘留，不僅危害了污灌區人民的飲水及食物安全，而且威脅著當今乃至21世紀全國16億人口的食物安全。因此，一方面要利用污水保證和發展農業灌溉，增加糧食產量；另一方面又要保證污灌區飲水及食物安全。所以，關鍵是如何興利除弊，科學適度地開展污水灌溉。
    在當前污水處理未能跟上的情況下，污水灌溉帶來很多隱患。加強污水處理、控制污水水質、科學引導是我國污水灌溉當前的主要工作。
3．1 盡快成立有關污灌管理的協調機構
污水灌溉問題牽涉水利、農業與城建、環保等部門，城市污水排放屬于城建、環保部門管理，而污水灌溉利用屬于水利部門，污水灌溉對土壤和作物的效應則又屬于農業部門管理，因而形成了污水灌溉既多頭管理又無人管理的局面，盡快成立有關污水管理的協調機構是污水灌溉的首要條件。
3．2 水質污染的危害已涉及到農業生產區，水利與農業部門要加強水質監測體系
    水質和農業是密切相關的，如果不考慮水質的好壞，即使再好的栽培技術也很難實現農業豐收，搞不好還會減產。目前水污染已影響到城市飲用水和工業用水，同樣也影響到農業。有一些灌溉年限長的污灌區已經報廢，如沈陽張土灌區有3萬畝土地已經污染，不能種植農作物，農田報廢改作它用。另外，一些大城市的郊區，如北京、天津、上海也有相當部分農田和菜園實行污水灌溉，這將直接威脅著城市農副產品的供應。針對上述情況，水利與農業部門應加強水質監測體系，控制水污染對農業的危害。
3．3 全面調查，科學規劃，嚴格控制廢水污水超標排放
    為了弄清全國污水灌溉的實際狀況，先需要對污灌水源、水質、污灌面積、灌溉作物及污水灌溉方式等進行一次全國性的調查摸底。在此基礎上，進行科學規劃，從總體上保證污灌區水、土環境平衡。與此同時，有關部門嚴格控制城市的工業廢污水超標排放，嚴格執行國家頒布的《農田灌溉水質標準》，從源頭抓起。
3．4 大力推行灌溉污水預處理技術
    在正確選擇污灌水源，大力提高廢污水達標處理率的基礎上，污灌區應根據污灌水質狀況，大力推行一些簡便易行、經濟可行的污水預處理技術。氧化塘或氧化溝處理法、污水土地處理技術、污水生態處理系統等污水預處理技術已經成熟，其推廣應用可有效地減輕原生污水或只經過一級處理污水對土壤及作物的危害。EM技術對污水中有機物的降解效果也較好。
3．5 全面開展污水灌溉技術研究
    重點研究污灌對土壤肥力、作物生理生化、農產品品質和產量以及地下水的影響，研究不同類型污水，不同灌溉定額條件下的土壤肥力變化、作物生長發育狀況、作物產量及品質的變化；研究不同土壤一植物系統對污水中有機物及主要有害物質的安全承受量，為科學制定不同類型土壤—植物系統的污灌定額及污灌水質標準提供依據；在綜合應用上述研究成果的基礎上，提出不同污水類型、不同土壤條件下主要農作物的污灌方式、次數、最佳灌溉時間及灌溉定額，實現科學適度的污水灌溉。
3．6 建立健全污水灌溉的規范化管理體系
    建立污灌區水、土環境評價指標體系及監測信息系統。本著簡便易行的原則研究確定污灌農田地下水及土壤環境評價指標，并以水利系統為基礎建立污灌區水、土環境監測體系和全國污灌區水環境信息網。