城市绿地再生水灌溉生态风险评价与调控措施研究

In many cities, reclaimed water reuse projects have been built or in planning to overcome the regional water shortage.Landscape irrigation is one of the main reuse catologies. Ecological risks associated with landscape reclaimed water irrigiaton have drawn a great deal of attentions. In this project, we selected Beijing as the study area, which has been leading the reclaimed water reuse in China.Combining with field invesigation, laboratory analysis and lysimeter simulaiton,fates and transport of representive polluatants including salts,heavy metals,nitrogen and emerging contaminants in the soil-water-plant system will be studied by dynamical models of ENVIRO-GRO,STEM and HYDRUS.Factors affecting their fates and transport including the reclaimed water quality, irrigation practices, soil and plant properties will be analyzed. Ecological risk asscoiated with long-term recliamed water will be assessed based on the field investigation and model simulation results.Loading capacity of reclaimed water to be reused for landscape irrigation will be evaluted. A risk management model will be developed. The research can provide scientific and technology supports for regional pollution risk management of urban green lands irrigated with reclaimed water, and provide examples for risk assessment studies.

为改善环境质量和缓解区域水资源危机，我国已有多个城市建成或在建再生水回用工程。作为再生水利用的一种主要途径，城市绿地再生水灌溉发展迅速，其风险也广受关注。本项目拟以我国再生水利用发展较快的北京市为研究区，以城市绿地为研究对象，结合野外实地采样分析和室内模拟，运用ENVIRO-GRO、STEM和HYDRUS模型模拟研究不同再生水灌溉条件下盐、氮、重金属和新型污染物等典型污染物在土壤生态系统中的运移规律和影响因素，明晰长期再生水灌溉下典型污染物的土壤累积特征和地下水迁移风险，评价再生水灌溉的土壤承载力，开发再生水灌溉风险评价与管理模型，为北京市再生水的安全可持续利用提供科学和技术支撑，相关研究结果也可为我国其他地区再生水利用的生态风险研究提供借鉴。

开发利用废污水资源，不仅是缓解水资源供需矛盾的重要措施，也是减轻环境污染的有效途径。但是由于再生水中含有的污染物，使得再生水灌溉时土壤、地下水存在一定的污染风险，进而导致人体健康风险。因此，为了充分利用再生水而同时尽可能避免或减小其不利影响，针对再生水中含有的污染物，研究再生水灌溉过程中主要污染物在土壤生态系统中的迁移转化规律，并对其长期生态风险进行评估预测，可为制定与完善我国再生水利用相关环境保护标准和技术规范提供科技支撑，也可为相关环境污染物生态风险研究提供范例。主要研究结果如下：.1）收集和分析文献资料，综述了再生（污）水灌溉的生态风险，分析了我国再生水灌溉利用的可行性；提出再生水灌溉可持续管理措施。.2）采用调查问卷、逻辑框架、统计分析等方法对北京市再生水相关政策进行了评估与研究，并且通过查阅文献及实地调研获取相关数据，完成了北京再生水回用的成本效益定量分析。.3）结合田间实验与模型模拟，完成再生水灌溉下全盐量、硝态氮在土壤-地下水中的累积分布规律研究，发现再生水灌溉土壤、地下水有较大的盐化风险，而地下水硝态氮的污染风险较小。.4）结合田间实验与模型模拟，完成长期再生水灌溉下农田、城市绿地土壤中重金属的累积分布规律研究，发现常规农业措施下土壤Cd污染的风险较小，但是当使用有机肥时Cd污染的风险将会增加，而对于再生水长期灌溉的城市绿地土壤，重金属污染风险很小。.5）对于再生水中新型有机污染物，建立了同时快速分离检测再生水和土壤中10 种医药品的分析方法，并通过实验室土柱实验，完成典型磺胺类抗生素在土柱中的淋溶规律研究；结合田间实验与模型模拟，完成了再生水灌溉下新型有机污染物土壤累积的生态风险研究。.6）通过野外监测，完成城市绿地再生水灌溉下综合土壤质量评价，发现再生水中较高的总氮、总磷含量虽然没有导致土壤总氮、总磷的显著增加，但增强了土壤微生物活性，改善了土壤质量。