灌溉水质的好坏对农作物的生长和健康程度有重要影响,水质良好的灌溉水对农作物的生长有良好的促进作用,产出的农作物不会危及人体健康;水质恶劣的灌溉水不仅起不到促进农作物生长的作用,反而会因水质中的污染元素导致农作物畸形生长,产出的农作物对人体健康造成不良影响。为防止土壤、地下水和农产品污染,保障人体健康,维护生态平衡,促进经济发展,我国制订了《农田灌溉水质标准》。此外,针对以城市污水处理厂为水源的农田灌溉用水,又制定了《城市污水再利用 农田灌溉用水水质标准》。两项标准对农田灌溉水质指标及水质检测方法有了详细约束,本文主要从农田灌溉水质检测的意义、内容以及方法等方面进行论述,为农田水源灌溉提供帮助。
1.农田灌溉水质检测的意义
随着工业化进程的不断推进,环境污染变得日益严重,工业产生的废弃、废水、废渣对人类生态环境造成了巨大破坏;此外,随着城市中心化和人口密集化的发展,城市生活产生的垃圾和废水对土地和水资源造成了严重污染。当被污染的水资源被灌溉到农田中,大量有毒物质如铅、汞等重金属,有机磷、氰化物化合物被遗留在农田中,随着农作物的生长被农作物吸收,导致农作物成为“毒物”,威胁人类健康和生命安全。因此,必须对农田灌溉水进行水质检测,测量灌溉水中的各种元素含量是否超标,水的特性是否符合灌溉水标准等,以保障农田灌溉水的品质。
(1)灌溉水质检测保障农作物健康生长
灌溉水最重要的作用就是维持农作物的水营养。农作物的生长需要吸收充足的水分,如果在农作物生长过程中缺乏必要的水分,将导致农作物发育不良、干枯萎缩甚至死亡。纯天然的水分,如清澈的溪水、干净的雨水等是最好的农作物水源,然而随着环境的日益恶化,越来越多的溪水、河水变得浑浊、恶臭,雨水中的酸性和硫化物等有害物质也不利于农作物生长,此外部分地区可利用水资源随着时间的流逝变得越来越少,因此不得不采取人工或机械的方式对农田进行灌溉,以满足农作物生长过程中对水的需求。
灌溉水被用于农田灌溉之前需要进行水质检测,保障农作物健康生长是灌溉水质检测的重要意义之一。灌溉水质必须从水质特性、金属含量、生物指标和化学物含量等方面满足农作物生长需求,水质特性就是水分中的含氧量、温度、酸碱性等,金属含量主要为对人体有害的金属含量,如汞、镉、铬、铅等,生物指标主要有粪大肠菌群数和蛔虫卵数等,化学物主要有氯化物、氰化物、氟化物、苯等。这些指标一旦超过标准含量,将会严重影响农作物的健康生长。例如温度过高将导致农作物烫伤、死亡,温度过低将导致农作物发育缓慢;金属含量、化学物含量超标将改变土壤成分及特性,导致农作物生长环境受到破坏。
(2)灌溉水质检测保障人类饮食及身体健康
灌溉水浇灌的农作物最终的流向是人类的餐桌和肠胃,灌溉水中的各种元素残留在农作物上或被农作物吸收,一旦农作物中的有害物质超标,有害物质进入人体被人体吸收,将威胁人类身体健康和生命安全。因此有必要对农田灌溉水质进行检测,以保障人类饮食及身体健康。
灌溉水质检测中的金属含量及化学物质含量检测的目的之一就是为了减少灌溉水中的有害金属含量和化学物含量。有害金属和化学物含量超标除了导致土壤特性发生变化、影响农作物生长之外,还将导致有毒物质残留在农作物植株表层或被农作物吸收,最终导致人体吸收引起人体金属中毒或化学物中毒,危及健康和生命。此外,粪大肠菌群数和蛔虫卵数等超标,将导致粪大肠杆菌和蛔虫等有害微生物遗留在农作物植株上,由于这些微生物生命力顽强,残留时间长,最终将进入人体,对人的身体造成破坏,引发消化系统疾病或其他疾病。
2.农田灌溉水质检测的内容及方法
农田灌溉水质检测是一项重要工作,对保障农田农作物生长和保障人类身体健康具有重要意义,农田灌溉水质检测内容和方法需要科学的标准。《农田灌溉水质标准》和《城市污水再利用 农田灌溉用水水质标准》中对农田灌溉水质检测内容和方法进行了规定,农田灌溉水质检测内容主要分为水质基本控制项目和水质选择性控制项目,每种水质检测项目又规定了对应的标准检测方法。
(1)农田灌溉水质检测内容
水质基本控制项目是属于必须检测的项目内容,主要内容包括以下几项:首先是需氧量(生化需氧量和化学需氧量)、pH值、悬浮物等水质综合特性,其次是氯化物、硫化物等可溶解性化合物含量,再次是汞、铬、镉等有毒金属含量,最后则是粪大肠杆菌群、蛔虫卵数等微生物含量。此外,《城市污水再利用 农田灌溉用水水质标准》中还有对石油类、挥发酚等物质的检测。其中,水质综合特性检测主要作用是检测农田灌溉水质的灌溉特性,可溶解化合物含量和有毒金属含量检测主要为了检测灌溉水质对农作物的生长及人体健康保障,微生物含量检测的目的主要为了保障人体食用农作物后的健康。
选择性控制项目是农田灌溉水质非必需检测的内容,其具体检测内容根据灌溉水源可能接触的污染物类别和农业用水质量要求选择控制。水质选择性控制项目检测内容主要有以下几项:铜、锌、硒、硼等微量元素检测,氟化物、氰化物、三氯乙醛、丙烯醛等有毒物质检测。不同于《城市污水再利用 农田灌溉用水水质标准》,《农田灌溉水质标准》将石油类、挥发酚也列入了水质选择性控制项目中。可见,对于城市污染用水而言,其承受的水质污染更严重,必须检测更多的污染物才能保障农田灌溉用水的水质。
(2)农田灌溉水质检测方法
农田灌溉水质检测方法根据水质控制项目的不同内容,有不同的检测方法,主要检测方法可以分为以下几类:物理法和化学法、分光光度法和生物方法等。
物理法,就是采用物理形式,利用物质的物理特性进行检测而不改变物质的化学性质的方法,例如针对悬浮物质和全盐量等指标检测的重量法,针对水温监测的温度计法等;化学反应法,就是利用化学试剂检测农田灌溉水质中的元素含量,此方法利用化学反应和元素的化学特性来检测元素在水质中的含量,例如,检测化学需氧量的重铬酸盐法,检测pH指标的玻璃电极法,检测氯化物的硝酸银滴定法等。
分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析的方法,不同物质和元素具有不同的分子结构,能够吸收不同光谱,通过分光光度法可以有效检测多种物质的含量,农田灌溉水质检测中利用分光光度法可以有效检测农田灌溉水质中各种金属元素和微量元素的含量。生物方法多用于检测粪大肠杆菌群数和蛔虫卵数,如多管发酵法等。此外,被用于农田灌溉水质检测的方法还有:气相色谱法、离子选择电极法等。
总结
农田灌溉水质对农作物生长和人体健康有重要影响,对农田灌溉水质进行检测具有重要意义和作用,选择科学有效的方法进行农田灌溉水质检测能够有效防止因灌溉水质污染造成的农作物损伤和人体健康损伤,保护土地环境,避免因水污染造成土地污染、人体污染等严重后果。
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