
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
欧盟农业灌溉水回用风险管理创新方法:基于水质分级与多屏障系统的风险评估框架
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Water Research X 8.2
编辑推荐:
为解决欧盟2020/741法规实施中农业灌溉水回用系统风险管理难题,意大利博洛尼亚大学团队开发了涵盖处理设施出口至田间灌溉全链条的定性风险评估方法。该研究通过半结构化访谈整合灌溉管理者、农户等新利益相关方,构建了包含人类健康风险评估(HHRA)和环境风险评估(ERA)的双轨模型,并在2.6万公顷灌溉区实证验证。结果显示,针对特定节点的预防措施可使高风险事件降低76%,而采用A类水质(<10 CFU/100 mL大肠杆菌)可消除所有高风险,为欧盟成员国制定水回用法规提供了模块化技术框架。
全球水资源危机正以惊人速度加剧,联合国预测到205年将有40%人口面临严重缺水,而农业灌溉消耗了全球70%的淡水资源。更棘手的是,当前全球仅20%处理废水(Treated Wastewater, TWW)被回用,其余直接排入环境,既浪费资源又可能通过病原体和化学污染物威胁人类健康(如食物链污染)和环境安全(如土壤和地下水污染)。欧盟虽出台2020/741法规设定农业回用水质标准,但对处理设施出口后的灌溉分配网络——这个涉及管道破裂、非法排放、储水池生物膜形成等复杂风险的"最后一公里",仍缺乏系统评估方法。
意大利博洛尼亚大学(Alma Mater Studiorum - University of Bologna)农业与食品科学系的研究团队,在Attilio Toscano教授领导下,开发了一套创新性风险管理框架。这项发表在《Water Research X》的研究,首次将灌溉管理者、储水运营商和农户等长期被忽视的利益相关方纳入评估体系,通过半结构化访谈提取关键风险节点信息,构建了可适应不同数据条件的模块化评估模型。
研究采用四大关键技术:1)基于地理信息系统(GIS)的环境敏感性(Environmental Sensitivity, ES)分级,整合土壤质地、有机质含量和含水层深度等空间数据;2)双轨风险评估模型,分别针对微生物风险的人类健康风险评估(Human Health Risk Assessment, HHRA)和化学污染的环评(Environmental Risk Assessment, ERA);3)最大风险-残余风险两阶段分析法,评估现有措施的缺口;4)水质分级情景模拟,对比现行B类(<100 CFU/100 mL大肠杆菌)与未来A类(<10 CFU/100 mL)标准的风险差异。
系统描述与风险识别
研究以意大利拉齐奥大区Fregene污水处理厂(76,000人口当量)和北部海岸灌溉联盟(CBLN)管理的26,000公顷灌区为案例,绘制了从处理厂出口到田间灌溉的完整风险图谱。通过69次专家访谈,识别出21项人类健康风险事件(如渠道非法进入、管道破裂)和16项环境风险事件(如沉积物积累导致地下水污染)。
风险评估结果
人类健康风险评估显示:开放渠道的公众接触事件风险值达16(5级制),属"极高风险";农场压力管道破裂(风险值15)和喷灌气溶胶暴露(风险值12)为"高风险"。环境风险评估则发现:砂质土壤区(ES=4)的管道泄漏对地下水构成高风险(风险值12),而黏土区(ES=1)风险可降低75%。
预防措施验证
在B类水质情景下,物理屏障建设、滴灌系统改造等措施可使高风险事件清零;而升级至A类水质后,仅凭水质提升即可消除所有中高风险,证明长期看处理工艺升级更具成本效益。
这项研究的意义在于突破了传统风险评估仅关注处理设施的局限,首次建立了覆盖"厂门到田间"全链条的标准化评估工具。其提出的环境敏感性分级体系和双轨评估模型,已被欧盟2024/1765法规采纳为技术规范。对正制定本国水回用法规的欧盟成员国而言,该框架既解决了分配网络数据匮乏的难题,又通过利益相关方参与机制提升了方案可操作性,为全球农业水回用安全管理树立了新标杆。
生物通微信公众号
知名企业招聘