城市供水水源地洞塘水库水质健康风险分析

为了了解重庆市黔江区洞塘水库水环境质量,分析其对人体健康产生风险的水平,文章对2017～2019年洞塘水库水环境质量进行了分析,并应用水环境健康风险评价模型对其进行健康风险的初步评价。结果表明,2017～2019年洞塘水库以化学致癌污染物质引起的健康风险为主,风险度为Cr~(6+)AsCd,化学致癌物引起的健康风险水平比非致癌物所致的健康风险水平高5个数量级;洞塘水库水源各类污染物所致健康危害的个人年总风险为5.60 E-05～7.96 E-05,超过ICRP推荐的最大可接受值5.0×10~(-5)a~(-1)和瑞典环保局等推荐的最大可接受水平1.0×10~(-5)a~(-1)。为此,需重视洞塘水库水质健康风险水平,加强对洞塘水库水环境的保护和治理,将化学致癌物六价铬作为洞塘水库优先治理和排放控制。     

中水绿地灌溉对地下水质影响的试验研究

试验通过土柱模拟试验,采用试验中水进行灌溉3种不同的土柱栽植绿地植物,收集土柱60 cm处渗透液来分析灌溉前后水质的变化,可以看出,中水灌溉前后,水质中pH值、余氯、总氮、总磷、细菌总数和粪大肠杆菌总数都有不同程度的增大,且差异达到了显著水平（P〈0.05）;氯化物、BOD5、CODcr、粪大肠杆菌总数在中水灌溉后也呈...     

加气灌溉对土壤中主要微生物数量的影响

加气灌溉利用地下滴灌技术,通过文丘里加气设备将空气溶解在加压灌溉水中以水气混合液和微型气泡的形式随灌溉水输送到作物根区土壤。试验采用Mazzei287型文丘里加气设备,以全生育期不加气(CK)为对照,分别在番茄不同生育期和不同灌水水平下进行加气(苗期加气(O1)、开花坐果期加气(O2)、果实膨大期加气(O3)、成熟期加气(O4)、全生育期/中水水平下加气(O5/W1)、高水水平下加气(W3)和低水水平下加气(W2))分析加气灌溉对番茄根区土壤中细菌、真菌和放线菌数量的影响。结果表明,相比于不加气灌溉(地下滴灌),在各生育期加气时对应生育期的细菌、真菌数量均明显提高。高水水平和中水水平下加气灌溉处理的细菌、真菌、放线菌的数量也显著高于对照。由此可知,加气灌溉下的土壤环境更适宜土壤微生物的生命活动。     

不同绿地植物根层土壤对中水水质的净化效应研究

利用污染物的植物修复原理,通过土柱模拟试验,研究不同园林植物根系对中水水质污染物的净化效果,结果表明,中水和清水灌溉前后水质pH值明显高于灌前对照、CODcr、BOD5、总氮、总磷含量均低于灌前对照,且灌溉前后各项指标差异均达到显著水平(P<0.05);由此表明,中水绿地灌溉后,经由植物根系的吸收与交换、具有一定的净化能力的土壤胶体所吸附及截留,对中水水质会产生净化作用,但与具体的植物种类和土壤类型有密切的关系。     

沙地喷灌土壤基质势调控对土壤水分分布和马铃薯产量的影响

[目的]制定砂质土壤马铃薯的喷灌灌溉制度。[方法]选择“夏波蒂”(抗旱性弱)和“费乌瑞它”(抗旱性强)2种不同抗旱能力的马铃薯品种,通过2a的田间试验,研究了不同土壤基质势阈值对土壤水分状况、马铃薯产量与灌溉水利用效率等的影响,以确定马铃薯适宜的土壤基质势阈值来指导灌溉。2012年布置了3个处理,在马铃薯定苗后分别控制垄中心20cm深度处土壤基质势阈值为-20、-30和-40kPa,2013年增加了1个-10kPa处理。[结果]大型喷灌机灌溉条件下监控垄中心20cm深度处土壤基质势可较好地调控马铃薯农田的土壤水分状况;①指导灌溉的土壤基质势阈值越高,马铃薯生育期内0~30cm深度平均土壤基质势越高,并且变化幅度越平缓;土壤基质势阈值越低,0~30cm深度平均土壤基质势越低,且变化越剧烈;40cm深度以下土壤水分状况与土壤基质势阈值的关系不明显。②不同抗旱能力马铃薯品种的产量都随着土壤基质势阈值的降低而线性降低,当阈值低于-15.8 kPa时,土壤基质势每降低1kPa,产量降低1.8%,且主要表现在大薯(W≥250g)和中薯(150g≤ W<250g)质量的降低,单株结薯个数基本不受影响。③灌溉水利用效率随着土壤基质势的降低而线性增加,表现为土壤基质势每降低1 kPa,灌溉水利用效率升高1.3%。[结论]砂质土壤大型喷灌机灌溉或类似农业生产条件下,推荐监控垄中心20cm深度处土壤基质势来指导施肥灌溉,并且土壤基质势阈值建议为-15.8 kPa左右,在淀粉积累期之后可考虑适当地降低土壤基质势阈值,以获得高产和较高的灌溉水利用效率。     

中水灌溉对绿地土壤影响的研究进展

污水再利用是解决现代城市缺水问题的最有效途径之一.综述了近年来国内外中水(再生水)灌溉时绿地土壤物理、化学特性方面的研究成果,结果表明中水灌溉会对土壤理化性质产生一定影响,中水中的一些有害成分会发生积累,但不至于对绿地生态系统造成不利影响,使用中水灌溉绿地是切实可行的.     

华北小麦-玉米轮作净灌溉需水量变化趋势——以大兴区为例

【目的】开展不同时间序列华北小麦-玉米轮作净灌溉需水量变化趋势研究,为未来农业用水规划提供决策参考。【方法】采用Mann-Kendall非参数检验法分析了近60 a(1961―2017年)与近30 a(1988―2017年)小麦-玉米轮作的作物需水量、有效降水量、净灌溉需水量的变化趋势。【结果】不同时间序列小麦-玉米轮作的作物需水量、有效降水量及净灌溉需水量的变化趋势存在较大差异,1961―2017年小麦-玉米轮作作物需水量与有效降水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率分别为5.3、7.8 mm/10 a;而净灌溉需水量呈不显著减少趋势,变化倾向率为-2.5 mm/10 a。1988―2017年小麦-玉米轮作作物需水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率为11.0 mm/10 a;有效降水量整体呈显著减少趋势,变化倾向率为-7.3 mm/10 a;净灌溉需水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率为18.3 mm/10 a。【结论】1961―2017年小麦-玉米轮作的净灌溉需水量减少,主要是平均风速与日照时间减少所致;而1988―2017年小麦-玉米轮作净灌溉需水量增加,主要是气温升高与相对湿度减少所致,且序列越短其变化趋势越显著。因而在进行灌溉用水规划时,合理选择序列长度尤为重要。     

沽源县浅层地下水化学特征及适宜性评价

为查明沽源县浅层地下水水化学特征及水质状况,选取52组样品进行水化学组成分析.运用Piper三线图,确定研究区地下水水化学类型.在此基础上采用了不同的评价方法对该研究区水质现状进行评价.结果表明:该区浅层地下水化学类型主要以HCO₃-Ca型为主;地下水质量综合评价结果显示研究区内18组地下水化学组分是比较高的,适用于农业用水,也可适当处理后作为生活饮用水;16组地下水化学组分高,质量标准评价为Ⅴ类水,不宜作为生活饮用水饮用.为了水资源利用效率,对其进行灌溉用水适宜性评价.通过对16组地下水作为灌溉用水评价,评价结果是DX-39处水质较差,不宜或不太适用于灌溉.研究成果可为该区浅层地下水资源的合理开发和利用提供科学依据,对保证灌溉当地农作物安全有着重要意义.     

河西走廊辣椒滴灌水盐调控施肥灌溉制度研究

【目的】研究河西走廊地区辣椒滴灌农业生产水盐调控与施肥灌溉制度。【方法】在甘肃省金昌市八一农场,通过控制滴头正下方20 cm深度处的土壤水基质势下限不低于-20 kPa进行滴灌水盐调控灌溉,设计了5个施肥比例的施肥灌溉处理,分别为农场滴灌条件下基于测土配方施肥的辣椒施肥量的20%、40%、60%、80%与100%,研究了滴灌水盐调控施肥灌溉对辣椒生长、产量和土壤盐分养分垂直剖面分布特征的影响。【结果】经过2 a试验研究得到:(1)0～100 cm整个土体的盐分基本维持平衡,土壤盐分不增加。(2)在辣椒生育期内硝态氮主要分布在0～40 cm深的根系分布层,70 cm深度以下硝态氮浓度低且稳定,基本不存在硝态氮的深层渗漏淋失。(3)辣椒的株高、地上部分鲜质量均随着施肥比例的增加而增加,当施肥比例为100%时辣椒的产量达到最大值,2 a辣椒的平均产量达到26 595.8 kg/hm2。(4)滴灌高频施肥灌溉有利于提高辣椒的灌溉水利用效率和肥料偏生产力,2 a平均灌溉水利用效率为5.1 kg/m3,肥料偏生产力为30.1 kg/kg,均高于农场管理方法下滴灌辣椒的值。【结论】在河西走廊辣椒滴灌生产中,推荐滴头正下方20 cm深度土壤水基质势阈值控制在-20 kPa以上指导水盐调控灌溉,总施肥量设定为100%测土配方施肥(全生育期N 360 kg/hm2,P2O5195 kg/hm2,K2O 375 kg/hm2)进行施肥灌溉水肥一体化管理。     

铜仁矿区农村地下饮用水重金属含量与健康风险评价

为探明铜仁矿区农村地下饮用水重金属含量特征,于2018年1月和5月对铜仁松桃锰矿区和万山汞矿区的地下饮用水中重金属含量进行分析检测,并运用USEPA推荐的健康风险模型对研究区地下饮用水进行健康风险评价。结果表明:除W2号样点Hg超标外,其余各样点9种重金属含量均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006),万山汞矿区地下饮用水重金属平均含量均远超于松桃寨英锰矿区。Pearson相关性分析表明,Zn与Cr、Cd、Pb、Cu、Ni、Mn均存在极显著正相关,相关系数分别为0.414、0.614、0.589、0.428、0.714、0.445,As与Cu存在极显著正相关,相关系数为0.489,As与Cr、Hg之间存在显著正相关,相关系数分别为0.339、0.333。USEPA健康风险评价表明,非化学致癌物对成人和儿童所致健康危害风险均值集中在10~(-12)～10~(-10)之间,均属于可忽略水平;化学致癌物Cr和As对成人和儿童所引起的健康风险的均值均超过瑞典环境保护署、荷兰建设与环境部和英国皇家协会推荐的健康风险等级(1.0×10~(-6)),儿童人群总致癌风险在3.08×10~(-6)～1.48×10~(-4)/a之间,明显高于成人2.66×10~(-6)～1.28×10~(-4)/a的水平。Cr和As为铜仁矿区地下饮用水的主要污染物,应予以优先关注和管控。     

再生水水质和灌溉模式对红壤阳离子交换性能的影响

选取再生水原液及其稀释2,4,6倍作为灌溉水源,设置再生水单一灌溉(4种处理RW,RW-2,RW-4,RW-6)、再生水-蒸馏水交替灌溉(4种处理ARW,ARW-2,ARW-4,ARW-6)2种灌溉模式,以蒸馏水灌溉(CK)为对照,对红壤阳离子交换性能的影响进行研究.结果表明:与CK处理比较,单一灌溉模式下各处理交换性...     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd, Pb质量比略有升高,Cr, Cu, Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn, Cr, Pb, Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.     

不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质及脲酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质和脲酶活性的影响。【方法】采用盆栽试验种植上海青,以清水灌溉为对照,上海青出苗后灌水4次,每次1 L,研究了不同施氮条件下(0、120、150、180 mg/L)再生水灌溉对土壤氮素分布和脲酶活性的影响。【结果】与清水灌溉相比,再生水灌溉降低了土壤pH值,对有机质量、全氮量、铵态氮量无显著影响,显著降低了土壤EC值和水溶性Na+量,显著增加土壤硝态氮、水溶性K+量和0～10cm土层脲酶活性。土壤理化性质与脲酶活性相关性分析表明,0～5cm土壤脲酶活性与全氮和水溶性Na+呈显著负相关,与水溶性K+显著正相关。【结论】再生水灌溉条件下施120 mg/kg氮素更有利于提升土壤养分水平。     

中水微灌系统生物堵塞特性探讨

使用中水微灌作为缓解农业水资源危机的一种灌溉方式，可以将污水灌溉对环境和农作物造成的污染减轻到最小，但中水微灌溉将会加大灌溉系统堵塞的可能性。通过对造成中水微灌系统生物堵塞的水质、堵塞原因及堵塞的严重程度的分析认为，中水中的有机污染物和微生物会造成微灌系统的堵塞，但中水中的无机颗粒是造成灌水器堵塞的首要原因。微灌系统的堵塞取决于污水的处理工艺及中水水质标准，其中主要与灌溉水的pH值，TSS和BOD5等参数有关，这3个水质参数可以用来对微灌系统的堵塞的危险性进行评估。对于微灌系统堵塞问题，可以通过改善水质，合理配置过滤设备及使用大流量灌水器和具有自冲洗功能的灌水器等方法来解决。     

解决城市生态绿地灌溉用水的途径

水资源不足是制约我国经济、社会、生态可持续发展的主要因素。随着我国经济的持续稳定发展和城市化步伐的加快,我国经济社会发展和生态建设所面临的供水危机将会越来越严重,特别是城市生态绿地建设的供水问题,将会面临严峻的挑战。解决这些问题和迎接挑战迫切需要城市生态绿地建设供水理论和技术的创新。提出以城市污水的再生利用作为生态绿地供水的稳定水源。以城市雨水收集利用作为城市生态绿地供水的补充水源,配合高效节水灌溉技术与城市绿地水管理技术,实现以城市水资源培育城市绿地生态系统。     

Quantifying the effect of Managed Aquifer Recharge on the microbiological human health risks of irrigating crops with recycled water

Managed Aquifer Recharge (MAR) is increasingly being used for water recycling via aquifers and recovery for irrigation. Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) was used to assess the human health risks from irrigation using reclaimed water and to evaluate the reduction in risk where MAR is used for irrigation management. Four MAR sites (Shafdan, Israel; Nardò, Italy; Bolivar, Australia; and Sabadell, Spain) that use reclaimed water for crop and/or park irrigation were evaluated, and the risk to human health was quantified in terms of DALYs (Disability Adjusted Life Years). The results indicated that median risks for all scenarios and pathogens evaluated were acceptable (<10⁻⁶ DALYs) with the exception of risks from accidental aerosol ingestion and bacterial pathogens at the Nardò site. MAR was found to be one of the most important treatment barriers in terms of log₁₀ inactivation credits and hence a useful tool for recycled water irrigation management. The Shafdan site relied almost completely on the MAR treatment to reduce the human health risks from irrigation to acceptable levels. For the Nardò site MAR was also an important barrier, where if MAR had not been used as part of the irrigation system the risk would be unacceptable for protozoa and viruses. The Bolivar and Sabadell sites had much larger and more technologically complex recycled water treatment systems and as such MAR was not a critical barrier in managing human health risks.     

农村生活污水再生水滴灌对根际土壤特性的影响研究

采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究了不同比例农村生活污水再生水滴灌对作物根际土壤特性的影响。结果表明,再生水滴灌情况下,在土壤理化性状方面,土壤EC值高于地下水滴灌,而土壤pH与对照相比无显著差异;在土壤养分方面,与对照相比,再生水灌溉显著提高土壤有机质和土层土壤有效磷含量,但对碱解氮和速效钾含量的影响不显著;灌溉水中再生水比例越大,对土壤呼吸作用的促进作用越明显。因此,在滴灌条件下,只要农艺措施、灌溉制度适当,可以采取一定比例的农村生活污水再生水进行作物灌溉。     

化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响

为探究不同化学离子(Fe2+、Ca2+)对滴灌灌水器堵塞发生过程的影响及堵塞机制,以二级处理再生水和地下水为水源,选取标称流量为1.1~1.8L/h的4种灌水器进行灌水器堵塞试验。试验中每天灌水12h,定期测定灌水器流量,试验结束后测定灌水器生物膜干重及胞外多聚物EPS重量。结果表明:化学离子改变生物膜的形成过程和结构稳定性,增加了堵塞物质的形成和生长速度;向地下水加入Fe2+增大灌水器发生生物化学堵塞的风险,地下水同时加入Fe2+、Ca2+,灌水器以化学堵塞为主;再生水加入Ca2+提高了灌水器化学堵塞风险,加入Fe2+或同时加入Fe2+、Ca2+增加了发生生物化学堵塞的风险。     

灌水量和水质对盆栽棉花出苗率和苗期生长的影响

研究不同矿化度微咸水和再生水在不同灌水量条件下,盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根生长情况,探索微咸水和再生水在棉花灌溉中的应用技术。试验设置灌水量和水质2个试验因素,研究灌水量和水质处理对盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根系生长的影响。结果表明,出苗率、苗期冠层和根系生长随灌水量减少而降低;2~4 g/L微咸水和再生水处理促进出苗,高于4 g/L微咸水抑制出苗;在环境温度较低时,2~4 g/L微咸水和再生水处理促进冠层生长和根系生长;在环境温度较高时,2~6 g/L微咸水处理抑制冠层生长和根系生长,再生水处理促进冠层生长,抑制根系生长。该研究为再生水应用于棉花灌溉提供参考。