作者：崔超 韩烈保 苏德荣

论文摘要：灌溉城市绿地是再生水利用的重要方面，介绍了国外再生水灌溉绿地的水质标准，分析了固体悬浮物、有机质、pH值、盐分、重金属和病原体等重要水质指标的限值，比较了国内外标准的特点和差别，为我国制定相关标准提供参考。

论文关键词：再生水；绿地灌溉；水质

1　引言

工业废水与生活污水进入城市污水处理厂经二级或二级以上处理后排放的水称为再生水，再生水回用在国外早已应用于实践，以色列、美国和日本等国家，厕所冲洗、园林农田灌溉等已大量使用再生水。随着再生水的灌溉量日益增多，其负面效应也由此而生，研究表明：再生水中多数污染物在环境中的蓄积对动植物有毒性，还很有可能进入地下含水层使饮用水水质超标；长时间地使用含有高浓度的溶解性固体物质的再生水会降低土壤的肥力；再生水中的病原体会对人体的健康安全性构成威胁。针对绿地再生水灌溉，国外很多国家和组织都出台了相关的标准，比较典型的有美国、世界卫生组织、加拿大、法国、以色列等等。近年来，我国城市绿地发展很快，绿地面积的增加势必造成城市生活、工业与环境用水的矛盾加剧，我国是水资源严重短缺的国家，解决这一问题的出路之一就是充分利用城市再生水浇灌绿地，北京、天津、大连等诸多北方缺水城市已尝试使用再生水灌溉街道、公园的草坪和树木，但是目前在再生水灌溉绿地方面，国内还没有正式的标准，生产实践当中，暂时依据《生活杂用水水质标准》显然不是长久之计，制定再生水绿地灌溉水质标准迫在眉睫。本文重点介绍了当前国外几个典型标准中重要水质指标的限值，比较了国内外标准的特点，以便为制定我国的再生水绿地灌溉水质标准提供参考。

2　对土壤———植物系统及地下水产生影响的水质指标限值

2.1　固体悬浮物（SS）

固体悬浮物是指水样通过孔径为0.45μm的滤膜，截留在滤膜上并于103～105℃烘干至恒重的物质。地面上的大量泥沙及各种污染物被雨水冲刷后进入水体，造纸、制革、选矿、喷淋除尘等工业操作产生的大量含无机、有机悬浮物的污水排入水体，都能使水中悬浮物大量增加。

Kretschmer1N等人指出[4]灌溉再生水中的悬浮固体过多会造成土壤板结，使土壤呈厌气态，导致幼小植株和幼苗死亡，还会造成灌溉系统堵塞和磨损，从而降低灌溉效率。他们通过深入的调查研究给出灌溉再生水中悬浮固体适宜的含量是SS≤（1～30）mg/L[1]。美国环保署推荐的限制性区域的悬浮固体标准正是30mg/L[2],以色列的标准与美国标准接近，它规定[3]花园、足球场和高尔夫球场等SS≤30mg/L,开放式绿地SS≤15mg/L。在我国的《生活杂用水水质标准》中规定绿化用水SS≤10mg/L,这一标准对于限制性区域而言要求过高，它更适合开放式绿地。

2.2　pH值

pH值是表示水体酸碱度的指标，清洁天然水的pH值为6.5～8.5,pH值异常，表示水体受到酸碱性的污染。灌溉再生水的酸碱性通过影响金属的可溶性和土壤的碱度对植物造成间接的影响。酸过强，铁铝溶出，在pH值4.5以下时，大量的活性铝对植物根的生育有抑制作用[4]。在酸性条件下，土壤中磷固定强烈，抑制了根对磷的吸收，引起磷营养和养分不平衡等一系列问题[5]。受碱性危害时，引起缺锌，对于某些营养元素不足的土壤，导致植物营养缺乏症状发生[7]。美国环保署推荐的限制性地区的灌溉水质的pH值标准[2]是6～9,我国《生活杂用水水质标准》规定pH值在6.5～9.0之间，我国台湾地区的《中水道二元供水系统建议水质标准》规定浇灌用水pH值在5.8～8.6之间，世界卫生组织的标准中对此未做规定。

2.3　生化需氧量（BOD）

生化需氧量是表示水中有机污染物含量的一个综合指标。当水中所含的有机污染物与空气接触时，由于需氧微生物的作用而分解，使之无机化或气体化时所需消耗的氧量，即为生化需氧量，以mg/L表示，再生水中含有过多的有机物会引起喷头的堵塞和磨损，过量的有机物还会导致土壤的渗透能力变差，高浓度时会抑制光合作用和酶的活性，影响细胞膜的功能，破坏生长素的形成，干涉植物对水分的吸收，导致植物的生长受阻[7]。Kretschmer1N等人通过研究给出了绿地植物和土壤大致能忍受的范围是BOD≤（10～30）mg/L[1]。美国环保署对此作出的规定是限制性地区灌溉水质BOD≤30mg/L,开放式绿地区域BOD≤10mg/L[2]。以色列的再生水灌溉标准规定灌溉限制性地区绿地BOD≤35mg/L[3]。我国《生活杂用水水质标准》规定绿化用水的BOD≤10mg/L,由于对绿地类型未作划分，标准中对水质要求高，在灌溉限制性区域时，有优水低用之嫌。

2.4全盐量

全盐量是指水体中含有盐分的多少，有溶解性总固体（TDS）和电导率（EC）两种表示方法。

一般植物对盐分极为敏感，当盐分稍一过量时，植物就会出现发芽延迟，生长受阻，枝叶变褐变黄，叶缘枯焦，根、茎腐坏等症状[8]。当土壤含盐较多时，土壤的结构还会发生改变，渗透性变差，也会影响地上植物的生长。国外的有关标准中对再生水的盐分都有规定：美国环保署推荐的限制是溶解性总固体（TDS）不超过2000mg/L[9],加拿大的标准[10]是：TDS≤2000mg/L或电导率3dS/m。对于园林植物的耐盐性，美国犹他州立大学的JanKotuby-Amacher教授研究[11]表明：

草坪草而言，草地早熟禾和一年生早熟禾耐受性稍差，要求电导率小于3dS/m,而结缕草甚至在电导率6～9dS/m依然长势良好。而木本植物相对于草坪草耐盐性就要低，某些树种如挪威云杉、美国菩提树、小叶黄杨耐盐性在电导率小于2dS/m,多数树种都能忍受电导率在3～4dS/m,少数树种如欧洲落叶松，毛白杨在电导率大于3到4dS/m时仍能生长良好。就花卉而言，目前的研究相对少一些，JanKotuby-Amacher给出的数据是：栀子、杜鹃花、唐菖蒲、天竺葵的耐受性在2dS/m以下，石竹、菊花和猩猩木在2～3dS/m之间，月季在3～4dS/m之间。美国的高尔夫协会专门研究了草坪草的耐盐性：在TDS（溶解性总固体）小于450mg/L草坪草未受影响，450～2000mg/L轻度或中度影响，大于450～2000mg/L重度影响[12]。

2.5　有毒重金属

铅、砷、铬和镉等重金属是再生水中常常含有的，极容易造成土壤和地下水污染的有毒元素，在土壤中累积会对植物造成伤害，主要表现在两个方面[13～15]:一影响植物的养分吸收和利用，引起养分缺乏；二由于重金属在植物体内积累，直接打乱植物体内的代谢平衡，使细胞的生长发育停止，造成生理障碍。美国环保署推荐的再生水中重金属含量最高限值[9]:镉0.01mg/L、铬0.1mg/L、砷0.1mg/L。斯里兰卡的相关部门（the Board ofIn vestment of SriLanka）也对此作出了规定[16]:铅1mg/L、铬015mg/L、砷012mg/L。

加拿大环保部门（Canadian Council of Ministers of the Environment）的标准[17]是镉0101mg/L、铬011mg/L、砷011mg/L、铅0101mg/L。多数二级出水都能达到这些标准。

2.6　微量元素

硼、锌、铜、锰、铁等是植物生长所需要的微量元素，少量施用对植物生长是有利的，若在土壤中过量富集就会对植物造成毒害[7]。Butter2wick试验发现当植物发生硼害时生长受阻，叶片呈畸形萎蔫，褪绿泛黄甚至霉变[18]。根据美国环保署推荐的标准[9],灌溉绿地的再生水中微量元素的含量最高限值为：硼0.75mg/L、铁5mg/L、铜0.2mg/L、锰0.2mg/L、锌2mg/L,加拿大环保部门给出的标准[19]是：硼0.5mg/L、铁5mg/L、铜0.2mg/L、锰0.2mg/L、锌2mg/L。我国的二级出水水质基本能满足这些标准，在制定相关的标准时可以参照这些规定。

2.7　营养元素

氮、磷、钾是植物生长所必需的大量元素，缺乏时会造成植物的生长发育受阻，当施用量过多时，则容易滋生病害，影响植物的开花授粉等，过量下渗还会造成地下水的污染。MikeSchnelle等人研究指出[19],对大多数园林植物而言，氮的最适使用浓度是65～85mg/L;磷的最适浓度是8～12mg/L;钾是20～50mg/L。再生水中的氮常以NO3—N或NH4—N的形式存在并被植物吸收，磷是以PO4-P形式存在，钾是以K+形式存在。美国高尔夫球协会研究认为：NO3—N的浓度在5～50mg/L时适宜植物生长，高于50mg/L则会对植物造成伤害[12]。在加拿大H.G.Peter2son教授研究给出了在灌溉绿地再生水中所允许的含量：NO3—N≤10mg/L、NH4—N≤5mg/L、PO4-P≤2mg/L、K+≤2mg/L[20]。虽然美国和世界卫生组织的标准中对此都未作规定，但氮、磷、钾在污水中较为常见，有必要规定一个允许值，在处理工艺当中根据允许值对这些营养元素作适当保留，也可避免因深度处理而造成水处理成本过高。

3　对人体健康安全性构成威胁的水质指标（总大肠杆菌群）限值

再生水灌溉的健康安全性是人们关注的焦点，病原体是再生水灌溉的主要风险。再生水中病原体可以分为三类：细菌、病毒、原生动物。目前国际病原体通用的指标微生物为大肠杆菌，包括总大肠菌、粪便大肠菌和耐热大肠杆菌。尽管到目前为止，国际上还没有因为再生水灌溉城市绿地造成病菌传播或者染病的报道，但是威胁是潜在的，研究人员已经在污水中发现了多种不同的肠道病毒和其他病原体。经过再生水浇灌的绿地，水中的病原体常会附着在树木和草坪上，人体接触就有可能被感染，而且目前大多数城市绿地采用喷灌方式，雾化程度高，易形成气溶胶，带有病原体的气溶胶通过呼吸途径进入人体有可能造成呼吸系统的感染，因此在制定限值时，需要考虑和健康风险有关的流行病学和微生物风险评价研究结果，美国环保署规定[2],在灌溉开放性绿地的再生水中大肠杆菌限值0CFU/100mL,限制性地区的限值是200CFU/100mL;加州标准[21]是封闭绿地23CFU/100mL,开放区域2.2CFU/100mL;以色列的再生水灌溉标准[3]规定灌溉花园、足球场和高尔夫球场为250CFU/100mL,公园及公共绿地2.2～12CFU/100mL;世界卫生组织推荐的公园灌溉标准[22]是粪便大肠杆菌1000CFU/100mL,大肠线虫的限制是1个/L;法国的规定同世界卫生组织是一样的。世界卫生组织推荐的标准要较美国、以色列等国家或地区标准宽松的多，是基于多数发展中国家的经济社会发展情况考虑的。

4　国内外标准的比较

通过比较不同国家再生水灌溉标准可知，大部分国家如加拿大、以色列、斯里兰卡等所订标准是以美国或加州政府标准为基准，法国、意大利等国家的标准制订则大都参考了世界卫生组织标准，另外还增加了处理程序及使用限制，以确保大众健康。

比较世界卫生组织标准和美国标准，世界卫生组织标准规定的项目少，对多数水质指标都不作规定，而且由于综合考虑了经济落后国家的情况，制订的标准就相对显得宽松；美国标准虽然信息较多，但它是依据美国的情况制订起来的，各国有必要考虑本国具体的环境和经济情况，确定项目的选择和限值，制订出真正适合自己的标准，从而更有效的提高再生水灌溉利用率。

比较我国的《生活杂用水水质标准》和国外相关的标准，笔者注意到国外标准的两个特点值得借鉴：

①分类控制　美国等多数国家在制定标准时根据人口的密集情况将灌溉的绿地划分为两个区域，开放性地区和限制性地区，开放性地区是指公园、居民区景观及学校操场等人口密集地区，这些地区灌溉的再生水在二级处理后，还需过滤和消毒，用严格的生化指标、浑浊度、细菌总数或大肠菌数以及残留物和pH来监测；限制性地区则指高尔夫球场、公墓和高速公路等少人地区，这些地区的水质要求则相对低一些。通过这一划分对水质要求具体化，减少了造成健康风险的概率，也避免了不必要的深度处理。而我国的《生活杂用水水质标准》，只泛泛的给出了绿化用水的要求，对某些指标片面的过高要求，显得较为笼统。

②统一监管　加拿大等国在标准中除了对水质提出要求外，另外还有处理工艺和日常监测的要求，处理工艺要求是指根据不同的灌溉区域规定不同深度的处理来确保再生水水质安全并藉此免除对某些指标的监测；日常监测要求是规定在再生水灌溉开始之后一段时间内对特定的指标进行监测，如规定对大肠杆菌监测从再生水灌溉开始第1天到第60天不间断的进行，如果在这一阶段所有的监测数据都保持在标准要求范围之内，就可以放宽到每周监测一次。我国的《生活杂用水水质标准》基本不涉及这方面的要求，而是规定了一个检验规则，而这个规则并不具体，在生产实践中中难免会有分歧。

5　结语

制定再生水绿地灌溉水质标准，国外的相关标准有大量值得学习的地方，但是由于我国特定的经济社会状况以及地理、土壤、气候、水文条件，不可能照搬国外的标准，有必要在借鉴的基础上进行深入广泛的调查，开展大量的研究，从而制定出符合我国国情的再生水绿地灌溉水质标准。

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