国外再生水回用政策及对我国的启示研究

再生水回用已经成为缓解水资源供需矛盾的重要措施,而相关政策法规的缺失是我国当前再生水利用领域面临的主要问题之一。文章全面介绍了国外主要发达国家在再生水回用方面的政策法规,并针对我国与发达国家在此方面的差距提出了相应的建议。     

土壤微生物群落结构对生活源和工业源再生水灌溉的差异化响应

为研究不同来源再生水灌溉对土壤微生物群落结构的影响,以地下水灌溉土壤为对照,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对长期利用生活源和工业源再生水灌溉的土壤微生物群落结构进行分析,进一步探究土壤环境因子及其相互作用对微生物群落结构的影响.结果表明,与地下水灌溉相比,长期生活源再生水灌溉可显著提高土壤中TOC、 DOC、 Eh、 NH~+_4-N和TP的含量,长期工业源再生水灌溉导致Cd、 Cr、 Cu、 Pb和Zn在表层土壤大量累积.再生水灌溉显著增加了土壤中Acidobacteria和Planctomycetes的相对丰度,降低了Firmicutes和Tectomicrobia的相对丰度,且不同来源再生水对土壤中功能微生物的影响不同,生活源再生水灌溉可显著增加Chloroflexi和Nitrospirae的相对丰度,而工业源再生水灌溉对Actinobacteria具有显著的抑制作用.db-RDA分析结果表明,生活源再生水灌溉土壤菌群主要受TN、 TP、 DOC和Eh影响(P0.05),工业源再生水灌溉土壤菌群主要受重金属影响(P0.05).长期再生水灌溉可改变土壤环境因子间的相互作用,进而影响微生物群落结构,生活源再生水灌溉土壤中微生物主要受DOC、 TN和TP等营养物质含量的增加和氧化还原条件的改变控制,工业源再生水灌溉土壤中微生物与重金属的积累显著相关.     

北京市再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险

如何准确、客观表征再生水长期灌溉的重金属污染风险是人们关注的主要问题之一。研究通过调查不同水源灌溉条件下土壤、小麦重金属含量,结合不同输入途径对再生水灌区土壤重金属的贡献,评估再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险。结果表明,污灌区、再生水灌区土壤均呈现不同程度的重金属累积,但不同灌区小麦籽粒的重金属含量之间没有差异。北京市再生水重金属浓度远远低于农田灌溉水质标准,再生水灌渠中采集的水样重金属浓度与地下水重金属浓度之间的差异并不显著。通过再生水灌溉途径带入的重金属与地下水灌溉相当,低于大气沉降和有机肥施用等输入途径带入的重金属。当前再生水灌溉导致土壤重金属污染的风险较小,并不会导致农作物重金属超标。再生水灌区土壤重金属污染并不一定是由于再生水灌溉导致,更大程度是早期的污水灌溉或有机肥施用造成的。     

基于三方博弈的再生水回用市场演化路径分析

为促进再生水市场的构建,以西安市再生水回用市场发展过程为研究案例,采用演化博弈理论构建了基于政府、再生水厂商、消费者三方博弈的再生水回用市场推广模型,分析其博弈均衡及演化路径.结果表明再生水回用市场的演化过程可划分为四个阶段,不同条件下系统将演化至不同的均衡.发展初期政府支持和宣传能有效提高再生水处理量和回用量,发展中后期为了增强企业参与度和消费者接受度需要提高财政补贴、提高使用再生水效用、降低自来水效用、提升再生水厂商获利、减少政府管理成本.     

再生水灌溉对草坪土壤微生物群落的影响

为探讨再生水替代自来水进行草坪灌溉的可行性,采集了北京市市政再生水草坪灌区及自来水对照区根际、根系层和非根系层土壤样品,通过可培养微生物在不同培养基上数量的变化,研究再生水对草坪根部不同空间微生物种群密度的影响;对根际层LB培养基10-4稀释度平板上分离的细菌单菌落提取基因组DNA,扩增16SrDNA片段并用限制性内切酶HinfⅠ对PCR产物进行扩增rDNA限制性分析(ARDRA),并采用综合多样性指数(H′),丰富度指数(R₂)和均匀性指数(E1)等指标评价再生水灌溉对根际微生物多样性的影响.结果表明,与对照相比,再生水草坪灌溉有利于草坪草根际微生物数量的增加,尤其是有利于芽孢杆菌的增加,但对根系及非根系层微生物无显著影响.再生水灌溉使得微生物群落结构及多样性发生相应变化.这种变化体现为优势类群及亚优势类群多度增加,对再生水敏感的非优势类群失去原有的地位,另外一部分偶见类群出现或消失,群落多样性最终增加.     

对再生水利用的分析及思考

随着社会经济的持续发展和城市化步伐的加快,人们对水资源的需求日益增加;面对有限的水资源,再生水因水量稳定可控、环保可持续的特点而倍受关注,再生水的应用也在国内外城市广泛开展.现阶段对再生水技术层面的研究已经较为成熟,有必要从规划的角度出发,对国内外再生水回用的方向和不同阶段的再生水回用率情况进行梳理,避免不同地区再生水回用率标准的同质化,为科学合理的确定再生水回用途径和回用目标提供参考和依据,有效推动水资源可持续发展.     

城市再生水回灌的研究进展与运用

再生水回灌作为再生水回用最有潜力的一种方式,回灌方式有表灌、土壤含水层处理（SAT）、包气带注入和井灌.本文分析了国内外再生水回灌水质标准的不同,指出了我国再生水回灌存在水质标准偏低的问题,综述了国内外再生水回灌过程中的污染物研究动态,提出了再生水回灌今后的研究方向.     

城市再生水利用的研究进展

水环境污染和水资源短缺是全球淡水资源正面临的两大问题。随着我国经济的迅速发展,人口的增加,人民生活水平的逐步提高,工业化和城市化步伐的加快,用水量急剧增加,污水排放量也相应增加,加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染。本文针对国家提出再生水回用的政策,介绍了国内外再生水回用的情况,以及再生水回用的途径,并提出城市再生水回用的对策和措施。     

再生水回用的标准比较与技术经济分析

近年来随着全球性水资源危机的加剧,再生水作为一种潜在的水资源得到了越来越广泛的关注,再生水回用的研究与应用也不断深入.因此,本文通过文献调研,系统总结了我国与美国、欧盟、日本和澳大利亚的再生水标准体系与处理工艺,重点比较和分析了我国再生水标准体系中存在的问题与不足,并提出相关建议,以期对我国再生水回用提供借鉴.     

绿地再生水灌溉土壤盐度累积及风险分析

和常规水源相比,再生水常含有较高的盐分,因而再生水灌溉下土壤盐分的风险引起学者的广泛关注.以再生水利用程度较高的北京市为研究区域,分层采集了不同再生水灌溉历史城区公园绿地与城郊农田表层土壤样品,测定并分析了土壤电导率（EC）和钠吸附比（SAR）等盐分相关指标,探讨再生水灌溉下土壤盐分的累积特征,分析了长期再生水灌溉下土壤盐分累积的风险.结果表明,再生水灌溉下城市绿地和农田土壤EC1：5值和SAR1：5值均显著高于其对照灌区,这种差异在农田中更加显著.公园与农田中再生水灌区土壤EC1：5值较对照灌区分别上升了12.4%和84.2%;土壤SAR1：5值上升幅度分别为64.5%和145.8%.调查区土壤0～10 cm与10～20 cm土层间EC1：5值和SAR1：5值差异不显著.长期再生水灌溉会使盐分累积在土壤表层,同时土壤孔隙度有轻微的减小.在北京地区再生水用于城市绿地灌溉引起表层土壤盐渍化的风险不容忽视.     

北京市再生水相关政策的评估与研究

为缓解城市水资源供需矛盾,回收再利用市政污水日益得到广泛关注.北京市作为最早实践再生水利用的城市之一,其市政污水再利用率已达约60%.为更好地促进北京市再生水的推广与管理,明晰北京市再生水相关政策在发展过程中存在的优势与问题,本文采用环境政策评估、调查问卷、统计分析等方法,对北京市再生水相关政策的目标、政策要素及政策实施效果进行了解析与评估.结果表明,北京市以污水回用为主题的政策仅有3部,随着再生水发展阶段的演进,其目标经历了"处置废水-节约用水-设施建设-推广利用"的调整,再生水行动目标随着政策针对主题和发展阶段不同而表现差异;政策要素的优化改进与时代、社会经济发展程度、对生态环境的重视程度等3个因子息息相关,在顶层设计、功能设置、动机、手段分配等方面欠缺考虑;政策目标的科学化较受认可但其实践完成效果受到质疑,教育程度与收入对调查结果呈显著影响.     

再生水回用于景观水体的风险分析与经验对策

本文简要介绍了再生水回用于景观水体的工程现状,从病原微生物的控制问题、氮磷营养物质导致的水华问题以及微量有毒有害污染物对人体的潜在健康风险等三方面着手,阐述了再生水回用于景观水体存在的风险,并在水质标准、再生水处理工艺以及景观水体水质保育等角度提出相应的经验对策。     

通辽市污水排放现状调研及污灌的可行性分析

利用经过处理的污水进行农田灌溉,是缓解农业灌溉水资源短缺的重要战略之一。通过对通辽地区近年来污水排放情况,再生水灌溉现状以及用于再生水灌溉的水质进行调查和分析,提出了通辽市再生水灌溉农田的可行性,并进行了相关的经济效益和生态环境效益分析。     

再生水不同灌水水平对土壤酶活性及耐热大肠菌群分布的影响

为了探讨再生水不同灌水水平对土壤酶活性和环境污染指示菌耐热大肠菌群分布的影响,采用室内土柱灌水实验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤酶活性和耐热大肠菌群分布的影响.结果表明:(1)在土壤酶活性方面,相同灌水水平下,与自来水处理相比,再生水灌溉处理提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌水处理显著提高了土壤蔗糖酶活性和深层土壤过氧化氢酶活性.(2)在土壤耐热大肠菌群分布方面,相同灌水水平下,与自来水灌溉处理相比,再生水灌溉显著提高了土壤耐热大肠菌群数量;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌水处理显著增加了土壤耐热大肠菌群数量;4个处理的表层土壤耐热大肠菌群数量均显著高于深层,且随着灌溉时间的推移,0~60 cm各土层的土壤耐热大肠菌群数量存在降低趋势.(3)通过对土壤耐热大肠菌群数量与土壤酶活性的相关性分析表明,土壤耐热大肠菌群数量与土壤脲酶和蔗糖酶活性呈极显著正相关,与土壤过氧化氢酶活性呈显著正相关.因此,再生水灌溉促进了土壤C、N循环转化酶的活性,合理控制再生水灌水水平可以有效阻控土壤耐热大肠菌群的数量.     

澳大利亚污水处理与再生水利用现状分析及经验

对澳大利亚水资源赋存现状、污水处理和再生水利用的历史与现状进行了详细整理与分析,梳理了澳大利亚污水处理与再生水利用发展历程、相关标准、政策和法律法规以及再生水利用典型案例。该经验可为我国开展再生水循环利用研究和工程实践提供重要指导和技术支撑。借鉴澳大利亚水回用技术与管理方法,我国可进一步发展污水再生深度处理技术与工艺,提高再生水生产品质,拓展再生水利用途径,通过浓度控制与处理工艺要求相结合提升再生水水质安全保障能力,建立健全污水资源化利用技术和管理标准体系。     

ICP-MS对再生水灌溉区土壤重金属含量的测定

采用ICP-MS(电感耦合等离子光谱)对北京市3个再生水灌溉区8种土壤重金属含量进行分析测定,并将其分别与当地井灌区土壤重金属含量作对比,探究再生水灌溉对土壤重金属含量的影响。结果表明:3个再生水灌区均存在不同程度的汞污染,土壤中的Cd、Ni、Cu和As含量均符合国家土壤环境质量一级标准,而Pb、Zn和Cr含量的最大值(39.90、103.1和120.3 mg/kg)未超过国家土壤环境质量二级标准;Ni和Hg在多数采样点出现重金属向土壤深层移动的趋势;与对照区(井灌区)相比,Cd在3个再生水灌区的土壤中含量均无显著变化,Hg含量仅在通州区大北关井灌区超过再生水灌区,其余6种重金属则呈现不同程度的重金属累积现象。再生水灌溉区土壤重金属污染并非一定由再生水灌溉所致,早期的污水灌溉和有机肥施用等也是不可忽视的因素。     

污水处理厂再生水灌溉对蔬菜中重金属污染的试验研究及风险性评价

再生水灌溉是解决水资源短缺的潜在途径之一,关于再生水灌溉条件下蔬菜中重金属的富集情况及污染风险至今仍缺乏研究。本文通过不同水体浇灌蔬菜的试验研究,比较污水浇灌和自来水浇灌,再生水灌溉对蔬菜中重金属的污染相对较小,极大的节约了水资源成本,并为蔬菜提供了大量的生长元素。结果表明,浇灌60 d后,再生水中的重金属在土壤中有一定的富集,但随着淋溶时间的延长,重金属浓度保持不变;在垂直迁移上重金属的浓度变化也不大,基本呈水平趋势;相比土壤环境质量标准(GB 15618—1995),再生水浇灌后的土壤没有额外超标,优于蔬菜种植的土壤标准要求。然而再生水浇灌的蔬菜,重金属有一定的富集,不同的蔬菜品种,重金属富集的情况不同,果实类苦瓜基本处于相对可食用的范围,而茎叶类菜心超出了食品中污染物限量国家标准(GB 2762—2005)。     

再生水灌溉对高温胁迫下草坪草根系生长及抗氧化系统的影响

采用室内控制实验,以多年生黑麦草、高羊茅和草地早熟禾3种北京市常见冷季型草坪草作为研究对象,研究再生水灌溉及其对照自来水灌溉下不同物种高温胁迫下根系长度、重量及其活性氧清除系统的特性,结果表明:再生水对高温胁迫下高羊茅的根系生长有明显的促进作用,对多年生黑麦草及草地早熟禾则表现出不同程度的抑制作用。再生水灌溉刺激高温胁迫下高羊茅和多年生黑麦草保持较强的生理优势,草地早熟禾则在再生水和高温胁迫的双重作用下生长发育受阻。     

不同再生水灌溉方式对土壤-辣椒系统中细菌群落多样性及病原菌丰度的影响

再生水是改善水资源布局和缓解传统水源短缺问题的一种合理且可持续的替代水源,但用于灌溉会引起土壤和作物中微生物群落结构和条件致病菌丰度变化,目前这方面的研究报道较少.本研究以辣椒为对象,设置再生水灌溉(DI)、清水和再生水混灌(MI,清水∶再生水=1∶1)、清水和再生水轮灌(RI)处理,以清水灌溉(PI)为对照,通过温室盆栽试验研究不同灌溉方式对土壤性质的影响,并基于高通量测序技术结合定量PCR方法探讨再生水灌溉下辣椒果实与根际细菌群落组成和病原菌分布丰度特征.结果表明,与清水灌溉相比,再生水直接灌溉增加了土壤EC值,而降低了pH值.16S r DNA高通量测序结果显示,在门分类水平上,Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria和Firmicutes是辣椒果实和根际共有的主要类群,其优势菌属Pantoea、Pseudomonas、Sphingomonas、Sphingopyxis、Luteimonas和Mariniflexile的相对丰度受再生水灌溉方式的影响较大.再生水灌溉分别使辣椒果实和根际中Legionella spp.和Pseudomonas syringae丰度显著增加,并且对病原菌丰度的影响差异较大.综上所述,再生水适宜作为农业灌溉用水,但不同灌溉方式可能不同程度上引入微生物污染问题,其中特定条件致病菌和植物病原菌值得关注.     

北京市再生水利用生态环境效益评估

随着我国社会经济的快速发展和人口的持续增长,我国面临着日益严峻的水资源问题,再生水利用已成为解决水资源严重短缺、控制生态环境进一步恶化的有效措施.再生水利用不仅可以节约大量的新鲜水,而且还可以降低污水排放对环境的影响,具有巨大的生态环境效益,包括资源效益、环境效益和对人体健康的效益等.本研究采用机会成本法构建了再生水利用生态环境效益的评价体系,并以北京市为例对其再生水利用的生态环境效益进行了估算.结果表明,2010年北京市再生水利用具有可观的生态环境效益12.0亿,其中再生水替代新鲜水的资源效益占比重最大,环境改善效益和地下水补给效益也较大,其余效益较小或为负.北京市再生水利用的生态环境效益约为其直接经济收益的1.8倍,说明北京市再生水利用符合可持续发展的理念.相关方法与研究成果可以为推动我国再生水利用的发展提供科学依据.