畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展

文章编号:1007�4929(2010)12�0013�03畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展赵君怡1,2,刘鸣达1,张克强2(1.沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁沈阳110161;2.农业部环境保护科研监测所,天津300191)��摘�要:畜禽场排放污水中氨氮、总磷、BOD5、CODCr等浓度多超出国家排放标准,若随意排放或不加处理直接用于灌溉将对环境和人体健康造成严重的威胁。就畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等的研究进展进行了综述,在此基础上展望了今后研究的重点。��关键词:养殖废水;地下水;化学指标;生物学指标��中图分类号:X523��文献标识码:B收稿日期:2010�06�22基金项目:�十一五国家科技支撑项目(2006BAD17B02);中央级公益性科研院所基本科研业务专项。作者简介:赵君怡(1984�),女,硕士研究生,从事地下水污染研究。E�mail:zhaonjyniki@gmail.com。通讯作者:刘鸣达(1970�),男,教授,博士,主要从事土壤改良、农业环境与生态方面的研究。E�mail:mdsausoil@163.com。��随着规模化养殖场的不断发展,畜禽养殖废水的污染问题日趋严重。畜禽养殖废水主要是指规模化畜禽养殖场排放的废水,其中包括畜禽的粪、尿和圈栏冲洗用水等。其特点是悬浮物、BOD5、氨氮浓度显著高于其他来源的废水;但也有研究表明养殖废水和经过一些简单处理的养殖废水可以作为非常规水源进行农田灌溉[1];若能够利用这些养殖废水加以正确的灌溉方式既可以减少化肥的使用又弥补近年来农用水资源短缺的问题。但对北京密云县35家畜禽养殖场污水排放的调查中发现,畜禽场排放的废水中氨氮、总磷、BOD5、CODCr污染物浓度总体超出国家的排放标准[2]。因此,利用畜禽养殖废水灌溉获取经济效益的同时,也应考虑这种灌溉方式对生态环境的潜在风险。近年来,一些研究表明污灌使土壤和地下水水质恶化,甚至对污灌的可行性提出质疑,有人提出只有在极端缺水的环境下才可以考虑污水的农田灌溉[3]。为此,本文对利用畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等影响的研究进行了综述,并提出今后研究的重点。1�畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标的影响��养殖废水中虽然含有大量有机态氮、磷,但重金属含量很低。经过固液分离、厌氧消化和灭菌等简单处理后,COD去除率可达到85%~90%[4],经隔栅和厌氧处理后有机态N、P将转化[4,5]为植物易吸收利用的NH+4和PO3-4,可以用于农业灌溉,减少对化肥的需求。但如果不经处理随意排放或用于灌溉,必然对水体环境产生不良影响,同时也会造成养分资源的浪费。目前,全国因畜禽养殖液体排泄物直接排放到水体中造成的养分流失达到50%[6]。1.1�对地下水中氮素的影响氮素在地下水中的富集现象已成为全球关注的严重的环境污染问题,这主要是由于农事生产等活动引起的[7]。污水可通过入渗而造成地下水中硝态氮、氨氮含量超标,导致水质恶化。硝态氮是影响地下水水质的一个重要指标。对山东桓台地区的地下水的调查中表明,氮浓度升高主要是由于氮素施入过多引起在土壤中淋溶渗滤,最终进入地下水[8]。对河北省超过40年连续污灌地区地下水硝酸盐污染的研究中发现,随灌溉水进入的氮是地下水硝酸盐污染的主要来源[6]。刘君等利用稳定同位素示踪技术解析石家庄市地下水中的硝酸盐来源,认为主要来源于化肥、动物粪便的施用和污水灌溉-污染物质在迁移过程中发生的硝化-反硝化作用[9]。长期进行污水灌溉的地区,硝酸盐会随着作物根部的渗透而污染地下水。渗滤的氮量与提供的氮量以及作物的吸收能力有关,水的处理程度越低,作物对N的吸收越少,N的渗滤对地下水污染越严重[10]。进入土壤中的�三氮(NH+4、NO-3、NO-2)中NH+4最易被带负电荷土壤微粒所吸附,对下层土壤及地下水中浓度影响较小,大多数NH+4将被上层土壤吸附、转化[11]。但是当NH+4发生硝化作用,其最终产物NO-3同样会加重地下水的污染[12]。此外,土壤中营养物质含量的改变也会影响土壤中硝化-反硝化作用,郭华明等对云南滇池流域西芹种植区不同施肥条件下地下水氮素污染情况的研究发现,施肥增大了某些层位的反硝化作用,增大该层位土壤水中亚硝态氮的浓度,并最终进入地下水,造成亚硝态氮含量增加[13]。13节水灌溉!2010年第12期1.2�对地下水中磷素的影响磷是农业生产中的另一个重要元素,过去认为磷进入土壤后会与黏土矿物紧密结合,较易被闭蓄、固定。但近年来也有研究表明单次施入土壤的磷量超过某一阈值,土壤磷吸附位点饱和后,可导致磷随亚表层径流沿土壤剖面向下移动[14,15]。一般情况下,土壤有效磷含量超过74.1mg/kg时,P移动和淋溶的可能性增加;当P施用量超过800kg/hm