水和廢水處理- Forschen科學

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評論文章
(處理後)生活汙水用於灌溉:現狀和未來的挑戰

María L Gatto D 'Andrea1Ariela GJ Salas Barboza1瓦加爾1、2María S Rodríguez阿爾瓦雷斯1、2Martín A Iribarnegaray1Viviana I是自由派1、3Graciela E Fasciolo4朱爾斯·B·範·裏爾5盧卡斯Seghezzo1 *

1阿根廷國家薩爾塔大學(UNSa)國家調查研究所Energía No convention [INENCO]，國家調查協會Científicas y Técnicas [CONICET]
 2阿根廷薩爾塔國立大學自然科學學院
 3.阿根廷國家薩爾塔大學工程學院
 4阿根廷阿瓜國家研究所Economía, Legislación和Administración德爾阿瓜中心(CELA)
 5荷蘭代爾夫特理工大學，水管理係，衛生工程係，土木工程與地球科學學院

*通訊作者:Lucas Seghezzo，國家調查研究所Energía非常規[INENCO]，國家調查協會Científicas y Técnicas [CONICET]，薩爾塔國家大學(UNSa)，玻利維亞大道5150，阿根廷薩爾塔A4400FVY，電話:+54-387-4255516;電子郵件:Lucas.Seghezzo@conicet.gov.ar


摘要

使用經處理的、稀釋的甚至是未經處理的生活廢水進行農業灌溉正成為更可持續和綜合水資源管理的一個基本組成部分，特別是在缺水地區。目前，全球約2億農民正在用廢水灌溉2000多萬公頃土地。本文概述了農業中水回用領域的一些發展，特別關注這一做法正在迅速發展的拉丁美洲。它還總結了(處理過的)汙水灌溉的好處和風險，並討論了它的一些社會、文化、製度和政治方麵。本文還強調了一些值得特別關注和進一步研究的技術、社會、環境和政治挑戰。(處理過的)廢水在農業領域的利用具有巨大潛力，但不能脫離地方、區域和全球水和衛生管理係統來處理。

關鍵字

農業灌溉;國內廢水;拉丁美洲;回收;可持續水資源管理;廢水灌溉;水的再利用

簡介

在大多數發展中國家，用處理過的、處理不良的、稀釋的甚至是未經處理的生活汙水進行灌溉是城市和城郊地區的普遍做法[1-3]。在一些地區，受幹旱和嚴重缺水的影響，城市中水回用正迅速成為一種必要條件[4-8]。缺水並不是這種做法的唯一驅動力。營養物質的回收、水源的可靠性和靠近(周邊)城市農民的程度、對糧食和水安全的貢獻、改善貧困農民的生計以及一係列環境方麵也是水重複利用的重要激勵因素[9-11]。水的重複利用也有助於緩解氣候變化對作物產量和日益減少的水資源的影響[12]。景觀灌溉、地下水補給和工業應用等活動也在使用處理過的廢水進行[13-15]。

已經確定了不同類型的水再利用。一種常見的分類將廢水灌溉定義為:i)直接灌溉，即廢水在田間直接使用;ii)間接灌溉，即廢水首先排放到水體中，然後再從水體中取水灌溉。汙水灌溉也可以是有計劃的或無計劃的，也被稱為正式的或非正式的，這取決於可用的灌溉基礎設施、社會接受程度和國家機構的控製水平[5]。諸如“再循環”或“再生”廢水的術語通常是指完全或部分處理的廢水(不是原廢水)[17]。

“生活汙水”和“汙水”將在本文中作為同義詞[18]。來自與排水係統相連的家庭和建築物的廢水是生活廢水的主要來源，但來自工業的未經處理或處理的排放和城市徑流也可能產生重大的、通常不確定的影響。城市供水確保了廢水的持續可用性，因為未收集的生活和生活用水的比例僅為15 - 25%，其餘部分返回城市供水係統[3]。汙水處理有幾種技術選擇，從傳統的廢物穩定池(WSP)和傳統的好氧係統(如滴流過濾器或活性汙泥)，到高速率厭氧反應器(如上行厭氧汙泥毯(UASB)反應器)和其他更複雜的綜合係統[19,20]。對這些係統的詳細描述超出了本文的範圍。這裏我隻想說，水回用的可行性在很大程度上取決於所采用的廢水處理係統的類型。

由於全球產生的幾乎70%的生活廢水未經處理就排放到環境中，其中約90%在發展中國家[1,21]，所以大多數直接再利用活動都是用原始廢水進行的也就不足為奇了。這對於評估水回用的可行性是至關重要的，因為廢水流量和組成因地方而異。水的回用還取決於經濟方麵、社會行為、當地工業、氣候條件和水的消耗等因素[20,22]。汙水中的主要汙染物有:(a)懸浮物;(b)可溶性有機化合物;(c)有機營養物質和(d)病原微生物。例如，工業化國家和發展中國家的病原體類型明顯不同[23]。重金屬、微量元素、洗滌劑、溶劑、殺蟲劑等各種化學物質的濃度，以及其他化合物(如藥品、抗生素和激素)的濃度，也會使廢水不適合灌溉。汙水處理係統的選擇通常基於技術和經濟標準，如特定汙染物的去除效率、建設成本，但很少基於其潛在重複利用的適當性[24-28]。然而，回收和再利用影響整個“水鏈”，從供應到最終處理[5]。 Therefore, these practices will necessarily influence the way we design, build, and operate water and sanitation infrastructure. They will also impose new challenges on existing institutions, government policies, and current modes of water governance [29,30]. To cope with this situation, most water institutions need to adapt and incorporate new management concepts [31]. Among these concepts, we should also mention a variety of alternative non-treatment options that could be part of water reuse schemes as long as risks are appropriately assessed and addressed [10,32].

盡管與廢水回收、回收和再利用有關的活動可以追溯到許多世紀以前，但廢水計劃利用項目的發展隻是在19世紀末才興起th20歲出頭th世紀[16,33-36]。隨著汙水處理係統在19世紀下半葉的迅速興起，“汙水農場”成為歐洲、北美和澳大利亞汙水處理和處置的一種常見方法。在大多數情況下，汙水處理是主要目的，農業效益是附帶的。事實上，當時第一個大規模應用的汙水處理工藝是土地處理[38]。20世紀初的城市發展和這種做法帶來的一些健康問題導致了幾乎所有汙水處理廠項目的興趣喪失和放棄[37]。自20世紀50年代以來，灌溉廢水顯著增加，特別是在缺水地區[27]。

近幾十年來，在廢水處理技術方麵取得了重要進展，而在若幹國家中，關於水再使用的條例和準則的數量也有所增加。然而，關於廢水產生、處理和再利用的信息往往是無法獲得的、不完整的、有限的或過時的。此外，官方和非官方對汙水灌溉麵積的估計存在很大差異。Sato等人最近在國家一級進行了一項信息彙編工作。[41]。他們得出的結論是，在接受調查的181個國家中，隻有55個國家擁有廢水生產、處理和再利用的數據。正如Jiménez和Asano[15]所指出的，有兩個問題影響到準確信息的收集:(a)每個國家用不同的方法衡量水的回用，例如回用總量和人均回用量;(b)一個國家的總數隱藏了當地相關的信息。一些政府也害怕披露信息，因為這可能會對進出口產生負麵影響。盡管存在這些限製，據估計，全球有超過2000萬公頃的土地是用處理過或未經處理的廢水灌溉的(約占全部灌溉土地的10%)，涉及約2億農民和大約五分之四的城市[15,43]。據信，世界上十分之一的人口消費廢水灌溉作物[44]。

在歐洲[13,14,45]、非洲[46,47]、北美[48,49]、亞洲[50,51]和大洋洲[52,53]，有計劃或無計劃的水再利用都有很好的記錄。其他區域需要作出更多努力，以便更清楚地了解這一做法的發展情況，特別是因為聯合國提出的新的可持續發展目標(SDGs)旨在到2030年大幅提高循環利用和安全水再使用的百分比。水的回用在世界範圍內受到越來越多的關注，急需在這方麵進行更多的研究。

在這篇論文中，我們概述了農業中水回用領域的一些發展，特別關注了拉丁美洲，在那裏這種做法正在迅速發展，需要額外的努力來評估和標準化它。這篇論文並不是一個全麵的綜述。相反，這是一種強調水再利用的主要特點的嚐試，有助於正在進行的關於其優點和缺點的辯論，並促進更明智和更安全地使用所有可用的水資源。我們將簡要討論這一實踐的一些技術、社會、環境和政治方麵。本文借鑒了已發表和未發表的報告、地區旅行以及與該領域學者和實踐者的個人交流。

汙水灌溉的效益與風險

根據Keraita等人[2]的說法，生活用水回用的主要優點是:(a)提供營養物質;(b)供水的可靠性;(c)對城市糧食供應的貢獻;(d)創收;(e)生計保障。這些方麵對於小規模農民來說尤其重要，他們可以通過使用回收的甚至未經處理的廢水進行灌溉來增強水和糧食安全[56,57]。從環境的角度來看，使用一種新的灌溉水源將對總的水平衡產生積極的影響，並將略微減少農業的水“足跡”[58]，盡管這種影響隻是在城市地區附近。通過灌溉能源作物[59]，水的回用也有助於產生可再生能源。據稱，回收廢水的使用還可以與沙特阿拉伯等國家的脫鹽水[60]和從納米比亞等遙遠地點運輸淡水用於家庭用途的費用相媲美[61]。除了一些難以評估的無形效益外，水回用還可以產生經濟利潤[62-64]。

另一方麵，通常提到的水回用缺點主要是環境影響和健康風險[2]。這些缺點大多與廢水的不受控製的使用有關，它促進了排泄物相關病原體、化學物質和其他不良成分的傳播[65]。土壤中經常報道的負麵影響包括鹽漬化、固化化以及重金屬和各種未知化合物的積累，從長遠來看，這些都會對農業生產產生負麵影響[66]。一些研究探討了汙水灌溉對土壤微生物群落的影響[67-69]。

汙水中含有各種不同的有機體，它們可以在汙水處理中存活，包括細菌、原生動物、蠕蟲和病毒，其濃度的變化取決於人口的衛生狀況[10,70]。接觸途徑主要是接觸廢水(農民、田間工人和附近社區)和食用廢水生產的農產品，如作物、肉類和牛奶(一般消費者)[23]。大多數病原微生物能夠在環境中(在廢水、作物或土壤中)停留足夠長的時間，從而傳播給人類[71]。對於極具抗性的寄生蟲卵[10]，其存活期從幾天到一年不等。這就是為什麼蠕蟲病(寄生蠕蟲感染)被認為是使用廢水灌溉的最大健康風險[10,42]。最常見的寄生蟲病是蛔蟲病，在拉丁美洲、非洲和遠東地區流行。與廢水使用有關的其他疾病包括霍亂、傷寒、誌賀菌病、胃潰瘍、賈第蟲病、阿米巴蟲病和皮膚問題[72]。許多研究都記錄了使用未經處理或處理不良的廢水對健康的負麵影響[23,37,72-75]。生物健康風險具有相當立竿見影的後果，而化學風險則轉化為延時疾病，如慢性毒性影響或不同類型的癌症[10,76]。次要風險還可能來自於創造有利於病媒生存和繁殖的生境，以及隨之而來的病媒傳播疾病在灌區傳播的增加[32,77,78]。 Since the publication of the World Health Organization guidelines for the microbiological quality of treated wastewater used in agriculture [79], health risks have been investigated through epidemiological studies [72] but also by applying Quantitative Microbial Risk Analysis (QMRA). The latter approach has been broadly used to establish health risks associated with water reuse in developed and developing countries under different scenarios, including unrestricted and restricted crop irrigation [80-85]. The presence of endocrine disruptors and pharmaceutical products in wastewater is also an emerging concern, despite the fact that risk assessment is difficult for these compounds [65,86]. Shuval [87] highlighted the potential risk for infectious diseases in animals grazing sewage-irrigated pastures. However, it has also been reported that, in some cases, animals exposed to high loads of pathogens in wastewaterirrigated forage crops show no symptoms of infection [88].

總而言之，廢水灌溉的效益和風險顯然需要在特定地點的基礎上進行評估，因為廢水的特征高度依賴於當地的情況，環境和社會的脆弱性也是如此。這在健康風險方麵尤其敏感，不應孤立地考慮，而應在供水和衛生的總體背景下加以處理[89,90]。

社會、文化、製度和政治方麵

水的回用經常引起公眾的關注[91,92]，特別是因為存在實際或感知到的健康和環境風險。因此，社會對這種做法的接受程度就顯得尤為重要[93-95]。據報道，不同程度的公眾不願意重複使用水[96]。是否願意在農業中使用(處理過的)廢水以及是否願意為用再生水種植的作物付費取決於幾個潛在因素，如對當前或未來水資源短缺的認識[97]、教育水平[93,98]、成本和效益[99]、[實際或感知的]健康風險的程度[65]、水的美學屬性[100]，甚至宗教問題[98,101]。

可通過蓄水層儲存和其他類型的水庫擴建等方法實現的直接或間接飲用水再利用[102]，由於人與廢水接觸的可能性增加，即所謂的“惡心因素”[92,103,104]，通常麵臨強烈反對。然而，正如Ching和Yu[105]所指出的，大眾媒體對水回用的社會建構，換句話說，媒體描述“惡心”因素的方式，無論是積極的還是消極的，可能比公眾輿論本身更重要。因此，盡管公眾對再生水的接受(或拒絕)往往是幾個項目可行性的關鍵因素[13,14]，但當政府在傳播準確的科學事實和為水回用計劃提出有說服力的理由方麵發揮積極作用時，公眾輿論可以被重塑[105]。在這方麵的一個顯著例子是新加坡的政府，它在公共辯論中發起了一項關於水再使用的積極運動。在所有的通信中，“廢水”一詞已經被“用過的水”所取代。此外，所有“汙水處理廠”均更名為“水循環廠”。這種溝通策略是新加坡解決水平衡赤字總體規劃的一部分，旨在將城市廢水升級為飲用水質量。社會參與的過程還意味著向通常在水和廢水管理係統中被忽視或被歪曲的行為者和利益相關者開放決策過程，如農民、非政府組織、環境倡導組織、水和社會科學家、少數民族、土著人民和消費者[102,106-109]。越來越多的人認為，相關利益相關者的參與對於水再使用計劃的成功至關重要[5,13,110,111]。這一考慮指導了關於利益相關者偏好的重要性和公眾對不同水回用做法的接受程度的研究和調查[112-114]。

一個適當的法律框架對於以綜合的方式管理水的回用是必不可少的，即灌溉、施肥和處理得到同等重視的方式[21,115,116]。為確保廢水的安全使用而建立最低限度的條件和條例的努力並不新鮮。然而，有時，過於嚴格的指南可能不會導致疾病背景水平的顯著變化，也容易被忽視，因為它們在實踐中無法實現[117]。有一些關於水再利用的準則的例子[49]，但許多國家，特別是發展中國家的最常見標準受到世界衛生組織的影響[10,79]。一些研究呼籲建立一個更靈活的法律框架，減少對潛在責任問題的擔憂，更關注對水鏈的整體分析[110,118]。建議采用漸進式的方法采用水質標準，特別是在與排泄物有關的疾病發病率高和汙水處理係統不足的國家[10119]。

水的回用也有不可避免的政治方麵，通常在風險、法律框架、環境或經濟問題的討論背後被忽視。認為水和廢水僅僅是“資源”(或甚至是“商品”)的概念沒有考慮到水管理的深層社會和文化意義，而傾向於一種同質的、合理化的和唯物主義的觀點。正如Schmidt和Shrubsole[120]所指出的，環境和地方的特殊性使得水和廢水管理具有高度的政治性，並要求采用適應當地情況的治理模式，以避免生態和文化暴力。這一討論對於尋找未來管理水和衛生設施的新方法(包括水的回用)至關重要，因為它促進了一係列開放的、針對具體地區的可能替代方案，而不是提倡普遍的解決方案[121]。水再利用的核心政治性質是，這一活動傳統上屬於貧窮和往往處於邊緣地位社區的小農領域。盡管用水的最初動機通常是缺乏替代水源，但農民很快意識到額外的好處，如營養物質的可用性、低鹽度、持續供水、運輸線路/距離食品市場較近。因此，在評估和促進(處理)廢水的農業使用時，規模、收入和權力關係的問題是相關的，特別是在當前“co修飾”、監管和水和廢水最終私有化日益增多的背景下[122,123]。有人指出，缺乏政治意願往往阻礙了水再用做法的采用和正式化[31]。然而，允許或將廢水用於農業可能會影響貧困農民的權利，因為他們長期以來一直非正式地將未經處理的廢水用於灌溉[124-127]。

拉丁美洲局勢

拉丁美洲很早以前就認識到市政用水回用的必要性[128]。該地區的幾個國家報告稱，大片地區使用處理過和未處理的廢水進行灌溉[15,129]。利馬(秘魯)、墨西哥D.F.(墨西哥)和聖地亞哥(智利)等城市多年來一直在進行廢水灌溉[130]。在阿根廷門多薩(Mendoza)，經過幾十年的非正式廢水灌溉[131,132]，於20世紀90年代開始有計劃的水再利用。一份區域清單顯示，用(幾乎未經處理的)汙水灌溉的麵積超過150萬公頃[133]。數字並不完全可靠，因為拉丁美洲32個國家中隻有9個國家更新了與廢水生產、處理和循環利用有關的信息。已經作出了一些努力，以便製定在該區域安全使用水的政策和戰略。例如，在玻利維亞，最近的一項調查報告了111種不同的重用經驗[134]。本文的一些作者還參與了一些項目，將玻利維亞主要城市之一Tarija產生的生活汙水重新利用，用於灌溉葡萄園和其他作物。這類經驗或項目尚未被列入科學期刊或國際數據庫，但在區域講習班上越來越多地得到討論，並在當地媒體上得到報道，提高了政府和生產者對廢水灌溉問題的認識。

表1概述了該區域十個國家的廢水灌溉做法。從這張表中我們可以看到，在該地區，各種各樣的蔬菜都是用廢水灌溉農業生產的，這促進了更好的糧食安全，但由於大多數再利用是用未經處理的廢水進行的，一些人對當前做法的安全性提出了擔憂。該地區采用不同的汙水處理係統處理生活汙水，如表1所示。盡管所有拉丁美洲國家可能都在進行市政用水的重複利用，但並非所有的情況都在現成的文件中報告，例如期刊或國會議事錄。因此，表1中的信息不應被視為該地區(處理後)廢水的農業利用程度的綜合說明。

在大多數拉丁美洲國家，缺乏授權立法、衛生基礎設施不足和政府機構薄弱支持了計劃外和非正式的重複利用計劃，加劇了這種做法的負麵影響[129]。因此，如表1所示，使用未經處理或稀釋的汙水灌溉作物是一種普遍做法。例如，在玻利維亞的Cochabamba河穀，Rocha河是下遊用於灌溉的未經處理廢水的大量接收地[145]。類似的情況在智利聖地亞哥的周邊地區也有記錄[136]和巴西[146]。在阿根廷巴塔哥尼亞的一些沿海城市，處理過的廢水越來越多地被用於灌溉樹木、公共空間和高爾夫球場[147,148]。在阿根廷北部，40多年來，葡萄園和其他作物一直使用處理不良的廢水灌溉[149,150]。多米尼加共和國、厄瓜多爾、危地馬拉和尼加拉瓜報告了少量的直接再利用計劃[133,138,141]。在哥倫比亞，盡管水資源豐富，但用處理或未經處理的汙水灌溉的麵積幾乎占總灌溉麵積的37%[151,152]。缺水是墨西哥和秘魯幹旱地區水再利用的主要驅動因素[49]。可以說，目前幾乎所有墨西哥城市的汙水都被用於農業，盡管隻有一小部分廢水在排放前得到了處理[129]。 The Mezquital Valley, receiving wastewater from Mexico City, is probably the largest and longest-standing wastewater use system worldwide. Given the health problems and risks identified in this valley and other sites, a number of wastewater treatment plants are now projected or under construction in Mexico [56], particularly since the creation of Conagua (National Water Commission) in 1989 [153]. Contrary to other Latin America countries, Mexican farmers seem to have a rather positive perception about wastewater irrigation [15,153]. In many Caribbean islands, including Cuba and the Dominican Republic, wastewater is commonly reclaimed in hotels for gardening and/or irrigating urban green spaces [139,152]. In the case of Cuba, indirect reuse is also performed for sugar cane irrigation [154]. In Brazil, water reuse also involves a variety of industrial applications such as cooling processes, cleaning of public spaces, and car washing [146]. In this country, some technical, economic, and environmental studies were carried out in order to standardize the practice of wastewater irrigation [155].

未來的挑戰和結束語

盡管用未經處理或處理過的廢水進行灌溉的情況廣泛存在，但仍存在一些技術、經濟、社會、監管和製度方麵的挑戰。在本節中，我們將概述一些值得特別注意或進一步研究的問題。這些評論大多基於拉丁美洲的背景，但也可適用於其他文化和地理背景。

在提出或升級廢水灌溉方案之前，需要仔細記錄與衛生、廢水管理、農業、灌溉和廢水利用相關的地方和區域做法。理想情況下，這樣的清單應該結合文獻檢索、實地數據收集和對當地政策製定者、農民和學者的采訪。適合當地條件和適合後期灌溉的廢水處理係統也必須由當地水務公司和從業人員確定、適應和推廣。必須作出更多的努力，將廢水的收集、運輸和處理與灌溉處理過的廢水所需的儲存設施和分配網絡結合起來。為了優化資源的利用，廢水處理係統必須根據當地農業需求靈活地去除營養物質。灌溉和水管理技術必須適應多種水源，包括(處理過的)廢水。如果這些技術和其他農業做法是在當地設計的，以便盡量減少諸如地表徑流和滲水所造成的負麵影響，那麼它們將是最可持續的。非治療方案的可行性也應通過特定部位的風險評估加以考慮。必須考慮到當地農民製定的灌溉戰略和技術創新，因為它們往往有助於增加或維持產量並盡量減少健康風險[2]。

就每個具體情況而言，需要進行可行性研究，以確定適合用生活汙水灌溉的地區。如[156,157]所述;這種適宜性研究可能涉及以下步驟:i)選擇允許或限製廢水灌溉的標準和變量，ii)為所選變量建立適宜性閾值，iii)廢水可用性的量化，iv)對作物需求的初步估計，v)使用地理信息係統(GIS)工具對變量進行空間表示，以及vi)構建適宜性地圖。後一種地圖可以快速了解適合廢水灌溉的地區，並可以幫助決策者分配資源以促進這一活動。據報道，采用這種方法或類似方法進行了幾項可行性研究[156,158,159]。選擇合適地點的變量可能包括土壤類型、坡度、作物、到汙水來源的距離、脆弱地點和城市地區等。

還需要對廢水灌溉的環境和健康影響進行當地評估。在這方麵，過去的經驗是最重要的。例如，微汙染物(例如內分泌幹擾劑)對人類健康和食物鏈的影響在很大程度上是未知的，因此很少列入充分處理廢水的使用準則。對病原體構成的風險了解得越多，公眾對廢水使用的信心就越大[160]。由於主要的公共衛生問題與病原體有關，製定可靠的程序對病原體進行篩查對於進行適當的風險評估[161]和製定條例[10]至關重要。目前檢測致病性病毒、細菌、原生動物和蠕蟲的方法往往不準確、耗時和困難[24,161]。例如，基於培養的大腸杆菌檢測方法被證明在區分致病性和非致病性菌株方麵不足[162]。因此，分子技術，包括DNA或RNA測序，被用於改進特定病原體的檢測、監測和跟蹤，以便了解疫情發生、預測傳播動態和檢測耐抗生素細菌等目標[163-165]。微陣列(雜交分析方法)和定量聚合酶鏈反應(qPCR)被用於檢測廢水中的特定病原體[165-170]。分子技術的靈敏度高，長期來看相對便宜，並顯著減少檢測時間[165]。 Molecular detection tools (qPCR) and QMRA modeling have been used to assess the risk of Salmonella infections resulting from the consumption of edible crops irrigated with treated wastewater [171]. Further research is needed to refine and standardize some of these techniques in the field of wastewater assessment and (re) use [165].

圖1:拉丁美洲廢水灌溉的實踐。WWTS:汙水處理係統;ND:無數據;SP:穩定池;IT:伊姆霍夫槽;AS:活性汙泥;AP:曝氣池;TF:滴濾器;UASB:上流式厭氧汙泥毯反應器。

一個數字四舍五入以便比較。
bWWTS類型學[135]。

我們需要進一步了解土壤係統、植物和地下水中化學物質的命運。土壤鹽度增加的可能性和土壤堿度(影響一係列微量營養素的有效性)的特殊情況也是一個需要進一步研究的問題。需要為每一特定情況確定對環境安全的營養物劑量，因為通常存在於廢水中的一些化學或生物汙染物在土壤-植物係統中影響生物有效性和流動性的過程在很大程度上是未知的，而且很可能是特定地點的。為了最大限度地提高全年的養分吸收，還需要根據每個地塊的特點仔細選擇作物和種植製度[172]。

需要在具體地點的基礎上闡明水回收和再利用的長期經濟影響。對整個水鏈的經濟分析將有助於了解其複雜性，並在效率分析和可持續設計的基礎上發現改進的選項。與這些分析相關的一些問題是供應鏈上行為者的激勵結構、優化水資源管理的體製和經濟障礙、信息需求以及替代水資源管理係統的長期影響，包括貼現和分析不可逆轉的影響。更好地評估將廢水用於農業灌溉的經濟效益，包括向農業生產者支付廢水處理服務的潛在報酬，將有助於使生產者和決策者相信這種做法的重要性。

在許多地方，需要從零開始建立管理汙水灌溉的適當機構。授權立法也是如此。地方法律主要關注特定的廢水排放標準，忽視甚至禁止所有的重複利用活動。當重複使用標準確實存在時，國家立法往往基於世衛組織[59]提出的準則。例如，在阿根廷，隻有兩個省對水的重複利用有規定，而一項關於這個問題的國家法律在國家議會討論了多年，到目前為止沒有取得積極的結果[173]。但是，這種聯邦法律很難通過，因為水的管理傳統上屬於省級行政部門的管轄範圍。在玻利維亞等一些國家，缺乏專門的立法被視為限製水的重複利用[145]。然而，正如尼加拉瓜的報告所述，過於嚴格的法律框架也可能不利於促進這一活動[142]。一些法規隻關注微生物方麵，這不足以準確評估廢水質量[71]，因為它們排除了蠕蟲卵[15]含量等指標。需要根據適當的決策標準製定現實的、可執行的排放和再使用標準，以盡量減少健康風險，並使稀少的資源得到有益的利用。 It is also necessary to establish and/or strengthen mechanisms for monitoring standards, where public agencies interact with farmers. The role of water user organizations and other stakeholders in those institutions and in wastewater irrigation schemes have to be properly established, while efficient mechanisms for the dissemination of information on water quality have to be created. For that purpose, the driving forces of farmers and institutions ought to be clearly understood. Training of analytical staff is also necessary. Public perception, social acceptance, and legal aspects of the use of (treated) wastewater in irrigated agriculture also need further site-specific research.

必須強調的是，一旦這種做法合法化或正式化，受益於非正式重用計劃的農民可能會失去他們的傳統權利。為了減少水衝突和保障水正義，必須在地方一級通過適當的法律、製度、政策和執行機製保護依賴廢水灌溉的生計。為此目的，必須對每個地點的汙水處理和再利用對農民和消費者的社會和經濟地位的影響進行評估。由於未來水資源短缺將日益嚴重，需要基於可持續性和環境倫理原則的水和衛生管理新範式。盡管世界各地已作出一些努力來規範水的重複使用[49,174]，但發達國家和發展中國家仍需製定具體政策和做法，鼓勵安全水的重複使用，以便利用其對糧食供應和生計的所有潛在好處，同時減少健康和環境風險。

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Aritcle類型:評論文章

引用:Gatto D 'Andrea ML, Salas Barboza AGJ, Garcés V, Rodriguez-Alvarez MS, Iribarnegaray MA，等。(2015)(處理後)生活汙水用於灌溉:現狀和未來的挑戰。國際水與廢水處理雜誌1(2):doi http://dx.doi.org/10.16966/ 2381-5299.107

版權:©2015 Gatto D 'Andrea ML，等。這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名許可協議(Creative Commons Attribution License)發布，該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製，前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2015年7月27日

  • 接受日期:8月19日

  • 發表日期:8月27日