城市污水灌溉对生菜生长的影响——以海口市桂林洋经济开发区为例

潘盈熹

（北京中医药大学，北京 102488）

1 研究背景

由于监管不力，城市郊区的小型居住区将未经处理的生活污水直接排放至附近沟渠的现象随处可见。而郊区菜农为图方便，往往就地取材，从菜地周边的沟渠引水进行灌溉。沟渠中的水即为大家常说的生活污水。生活污水主要是城市居民生活产生的洗衣、洗菜等洗涤污水和粪便。这些污水中病原体的数量数以万计，污水成分中水占90%以上，其余是各种固体的复合污染物，如病菌、重金属、农药、悬浮物等，危害性极大。这些有毒物质可引发霍乱、伤寒、寄生虫病等疾病，更有甚者会致畸、致癌。因此，生活污水的随意排放对水资源、周边土壤环境质量造成了极大破坏。

海南省海口市桂林洋市场对面的一条臭水沟臭气熏天，其恶臭味直接影响到了周边居民的生活。接到居民投诉，当地环保志愿者成员对此进行调查，结果发现，不足百米的水沟上漂浮着大量周边居民随意倾倒的各种生活垃圾。据周边居民反映，这条小河原来是清澈见底的，但近年来，随着周边小区建成，生活污水随意排放，导致水质下降，鱼虾减少，加之一些无德居民向河里倾倒垃圾，长期无人清理，于是变成了现在的臭水沟。从桥上可以清晰看见，水沟的另一侧是大片的菜地，菜农直接从小河中汲水灌溉。据了解，这里种植的蔬菜主要供应海口市区。市民食用这些用污水浇灌种出来的蔬菜是否安全还有待验证，因此，笔者特开展试验来进行探究。

2 试验思路与方法

2.1 研究思路

以海口市桂林洋经济开发区一个污水排放口的沟渠水源样品为试验对象，以清水为对照，对生菜种子进行培植，观察生菜的生长情况，研究城市污水对生菜生长产生的影响。

2.2 研究方法

采用室内培植方法培育生菜。在室内，选择生菜种子，分成试验组和对照组2组，分别用污水和清水进行浇灌培植，每天浇灌2 次，观察2 组种子发芽率、幼苗长势等，并进行记录统计。生长45 d后，将试验组与对照组生菜样本进行微量元素测定，对比试验组与对照组生菜的营养元素差别，分析污水灌溉对生菜生长形态指标和营养成分的影响。

2.3 试验过程

试验材料包括生菜种子、桂林洋水沟污水、清水、花盆、绳子、直尺和塑料勺子等。

首先，选取4 个相同的花盆，用相同的泥土填满，分试验组和对照组2组，做好标记。其次，播种数量相同的生菜种子，取桂林洋水沟污水2桶，给试验组和对照组分别浇污水和清水，早晚2次。再次，观察记录生菜发芽情况，填写《生菜种子发芽情况记录单》；观察幼苗长势，测量株高、直径，并填写《生菜的生长状况记录单》；45 d 后对试验组与对照组生菜进行微量元素测定。最后，统计数据、分析结果。

3 试验项目与结果

3.1 试验项目

3.1.1 观察生菜发芽情况。选取4 个花盆，分2 组，标记好对照组和试验组。分别在2组花盆内撒相同数量的生菜种子，每天坚持用塑料勺子给2 盆对照组生菜浇清水，7:00 各半勺，18:00 各半勺；给2 盆试验组生菜浇桂林洋水沟污水，7:00各半勺，18:00各半勺，观察生菜发芽情况。

3.1.2 观察生菜幼苗长势情况。生菜种子出苗之后，每天继续分别用清水和污水浇灌，并使其继续在阳光下生长，观察并比较试验组与对照组生菜的生长状况，测量幼苗株高和直径，并记录数据。

3.1.3 检测生菜中微量元素含量。生长45 d 后，将试验组与对照组生菜样本委托中国热带农业科学院光谱（Spectrum）实验室，采用电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）检测样品的微量元素，对比试验组与对照组生菜的营养元素差别。

3.2 结果与分析

3.2.1 生菜发芽率。对照组与试验组的生菜种子发芽情况如表1所示。由表1可知，对照组与试验组的生菜种子出苗时间接近，播种1 d 后接近50%的种子发芽，播种2 d后超过90%的种子发芽。同时，对照组与试验组生菜种子的发芽率接近，对照组生菜种子的平均发芽率为91.25%，试验组生菜种子的平均发芽率为92.50%，试验组生菜种子的平均发芽率略高于对照组。

表1 生菜种子发芽情况

3.2.2 生菜长势。对照组与试验组生菜幼苗长势如表2 所示。由表2 可知，初期，用污水浇灌的试验组生菜长势比对照组生菜快，试验组生菜的株高、直径明显高/大于对照组生菜；中期，试验组生菜和对照组生菜长势接近；后期，对照组生菜长势较快，对照组生菜的株高、直径明显高/大于试验组生菜。

表2 生菜的生长状况记录单

3.2.3 生菜微量元素。对照组与试验组的生菜微量元素测量结果如表3所示。由表3可知，试验组生菜中的砷、镍、锌含量明显大于对照组；而镉、铬、铜和铅含量低于对照组。因此，污水与清水浇灌培育的生菜的营养成分差异较大。

表3 生菜微量元素测量结果 μg/g

4 研究结论、建议与展望

4.1 研究结论

在同样灌水量条件下，水质是影响生菜生长发育的重要因素之一。对照组与试验组生菜种子出苗时间接近，且生菜种子发芽率接近，试验组生菜种子的平均发芽率为92.50%，对照组生菜种子的平均发芽率为91.25%，试验组生菜种子的平均发芽率略高于对照组。对照组与试验组生菜幼苗的株高和直径随着生长期的延长而增加，而且增加趋势基本相似。污水浇灌的试验组幼苗在生长初期长势高于清水浇灌的对照组，主要原因可能是污水中含有能促进农作物生长的物质元素，如丰富的钾、氮、磷等元素［1］。试验发现，污水灌溉在短期内有益于生菜生长。随着生长期的延长，污水浇灌的试验组生菜长势渐渐与清水浇灌的对照组持平。试验后期，对照组生菜幼苗长势加快，试验结束时对照组生菜的株高、直径均高于试验组。出现这种情况的原因可能是生菜幼苗茎、叶生长受到污水中的病菌等毒害物质的不良影响，延缓了生菜幼苗的营养生长进程［2］。由此表明，长期灌溉污水，其中的钾、氮、磷等元素并没有明显促进生菜生长，原因之一是污水中化学需氧量（COD）较高，造成缺氧，影响了植物的呼吸作用。综上所述，污水灌溉对生菜株高、直径变化均有影响，污水灌溉初期生菜的平均株高和直径高于对照组，但后期长势减慢，相比对照组各项指标均有降低。这说明污水中的有害元素在一定程度上抑制了生菜的后期生长。

随着人们收入水平的日益提高，城市每天需要消费大量的蔬菜。近年来，有关蔬菜重金属含量超标的报道与日俱增，其中对人体健康危害最大的就是砷、镍和铅等重金属，其含量超标直接威胁食品安全。此次试验表明，试验组生菜中的砷、镍、锌含量明显大于对照组，而镉、铬、铜和铅含量低于对照组。因此，污水与清水浇灌的生菜营养成分差异较大。试验组生菜的砷含量明显大于对照组。砷是一种灰白色的非金属元素，在自然界广泛存在，是一种毒性很强的物质，会严重影响动物和人体的健康。少量摄入砷，可以促进人体新陈代谢，但摄入超量的砷对人体有致癌作用，如导致皮肤癌和膀胱、肾、肝等内脏器官癌变［3］。同时，砷在人体内潜伏期长达数十年，严重威胁人体健康。研究表明，叶菜比其他种类的蔬菜更易吸附土壤中的砷。因此，蔬菜中砷含量对人体健康的危害不容忽视。试验组生菜中的镍含量明显大于对照组。食用蔬菜是人们摄入镍的一个重要途径。污水灌溉是蔬菜中镍积累的主要途径之一，镍在蔬菜中积累，人们通过食用镍超标的蔬菜，通过食物链传递，在体内不断积存镍，有可能导致皮肤过敏、肾病和心血管系统疾病，甚至诱发呼吸道癌等恶性肿瘤，对人体健康产生潜在危害。试验组生菜中的锌含量明显大于对照组。锌虽是人体所必需的微量元素，能促进人体的生长发育，增强人体的免疫力，被人们称为“生命之花”。但当其含量超过一定限值时，会对人体、动物和植物产生不利影响。试验发现，试验组生菜中砷、镍、锌含量明显大于对照组，镉、铬、铜和铅含量低于对照组，说明由于土壤吸附和生菜吸收能力的不同，不同元素在多次污水灌溉后在土壤中累积的程度也不同。污水与清水浇灌的生菜营养成分差异较大，污水灌溉对生菜的营养成分有较大影响。长期食用重金属含量高的蔬菜，会在一定程度上危害人体健康，尤其对少年儿童的健康危害程度尤甚。

4.2 建议与展望

对城市污水进行合理利用，是缓解水资源供需矛盾的一项有效措施。为了缓解水资源短缺现状，许多国家利用污水进行农田灌溉。例如，欧美等发达国家多用污水灌溉牧草、园林，但对于用于粮食作物及蔬菜的水源，会慎重选择［4］。我国可利用水资源匮乏，自20世纪50年代起，我国就开始大面积利用污水灌溉农田。城市污水中也含有部分可以增强土壤肥力的营养元素，如磷、铜、锌等。但由于我国城镇污水处理水平低，很多地方的城市污水未经处理就直接用于农田灌溉，严重污染了土壤、作物及地下水。流行病学调查显示，污灌区居民恶性肿瘤发病率和死亡率显著高于净灌区，在一些污染严重的地方甚至出现“肿瘤家族”和“癌症村”［5］。有关部门应建立完善的食品市场准入机制，严控重金属超标的蔬菜进入市场流通领域，让老百姓吃上“放心菜”。

面对我国污水灌溉如此严峻的现实，查阅相关资料并咨询有关专家，认为可以从以下方面兴利除弊，推进城市污水的有效利用：第一，建立科学的管理制度，相关部门（如水利、农业、环保、建设等部门）要责权分明，各司其职；第二，要加强科学研究，用实用有效的科学技术来实施污水灌溉；第三，应尽快建立完善的与污水灌溉相适宜的法律法规执行体系，依法管理，保护种植环境安全。