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天津市地区干旱,利用污水灌溉缓解了农用水短缺的问题,但污灌造成了农田不同程度的污染。污水处理厂二级出水用于污灌农田灌溉是解决水资源短缺的有效途径,但其对污灌农田土壤的影响还不太清楚。本研究通过室内模拟试验,进行不同水质灌溉对污灌农田土壤的修复实验研究,以自来水作为对照,分别考察了天津市经济技术开发区污水处理厂二级出水、原污水和稀释污水作为灌溉用水对土壤及植物的影响,为不同水质用于农业灌溉提供技术依据,得到以下结论。
用不同水质对污灌农田土壤进行近6个月的浇灌试验,对土壤理化性质影响不大,二级出水和污水还能使土壤中有机质、总氮和总磷等指标升高;污染农田土壤酶活性和微生物量碳都呈缓慢的上升趋势,说明不同水质短期浇灌均能促进污染农田土壤微生物生长;在种植植物试验阶段,二级出水、稀释污水和污水浇灌均能显著提高土壤酶活性和微生物量碳,植物与浇灌水中的营养物质能共同促进和改善土壤微生物环境。
经试验所用自来水、二级出水、稀释污水、污水浇灌下土壤的电导率分别为0.391、1.480、0.873、1.220 ms·cm-1,表明稀释污水在试验期内浇灌所导致的盐渍危害程度较低,而二级出水和污水浇灌的土壤已达到中盐化水平,因此,本试验所用的天津市经济技术开发区污水处理厂二级出水和原污水不宜作为农作物的直接灌溉水源。
自来水和二级出水浇灌对土壤中重金属残留影响不大,稀释污水浇灌会使重金属略有提高,污水浇灌则使土壤发生重金属积累现象,由此可以推断,长期灌溉会使土壤中重金属发生积累,故污水不宜作为污灌农田的直接灌溉水源;而二级出水浇灌下,重金属Cd有效态含量呈下降趋势,说明二级出水灌溉能降低土壤重金属的生物有效性,对污灌污染土壤具有一定的修复作用。
综上所述,二级出水、稀释污水和污水灌溉能促进污灌农田土壤微生物的生长,改善土壤微生物环境。二级出水灌溉一定程度上能降低土壤重金属的生物有效性,有利于土壤质量的改善,对污灌污染土壤具有一定的修复作用。并且在种植植物的条件下,其修复效果更好。但是考虑到本试验采用的天津市经济技术开发区污水处理厂二级出水浇灌会造成土壤盐渍化的趋势,以及污水浇灌时重金属和盐度在土壤中发生积累,所以该污水处理厂二级出水和原污水不适合作为农田灌溉,其中二级出水应进一步进行脱盐处理,才适合作为农田灌溉水源。