前言

近年来，随着城市化进程的快速发展，城市规模逐渐扩大，人口数量迅速增加，导致水资源日趋紧张，水资源供需矛盾也日益突出。在干旱区，水资源短缺更加明显。将再生水作为一种持续稳定的水资源加以利用，是缓解水资源短缺的重要途径。新疆属于典型的大陆性干旱区气候，极端缺水，多数地区地下水超采，导致地下水水位下降、水质恶化，城市污水资源循环利用率低。面对这种情况，再生水循环利用需求日益强劲。在新疆若能充分利用再生水，将有利于缓解水资源紧缺和由于地下水超采导致的含水层枯竭等问题，有利于改善水环境和提高水重复利用率。作为水资源管理的一种方式和策略，在再生水地下储存过程中，由于水质标准的不完善及水岩反应变化的不确定性加大了合理评估水质风险的难度。

早在19世纪，伦敦、波士顿、巴黎等城市就有关于合法使用再生水的法案出台，美国是世界上最早进行污水再生利用的国家之一。经过多年的发展，在美国、以色列、日本、新加坡、澳大利亚、德国、法国等国家，再生水已经成为缓解水资源危机的重要措施，各国制定了污水再生利用的目标、政策法规及规范标准。再生水作为城市发展的“第二水源”，在缓解城市供水压力、降低水环境污染方面发挥着极为重要的作用。近年来，我国再生水利用系统呈现加速发展态势，污水处理水平与处理量稳步提高，再生水利用量逐年增加。我国已有多地颁布了再生水相关政策，对再生水利用率、再生水用途及收费政策提出相关要求。截至2020年，我国再生水利用量达到146亿m ³ 。但是在新疆，再生水利用才刚刚起步，为开展再生水地下储存技术探索性研究，本书结合新疆实际情况，筛选适宜的再生水地下储存模式；首先通过室内模拟试验，研究再生水渗滤后主要污染物在干旱区包气带土壤层和地下含水层中的迁移转化机制；其次通过分析再生水地下储存区域土壤环境与地下水环境的变化，评估可能存在的健康和生态风险；最后明确再生水地下储存的健康与生态风险的控制因素，并提出相应的控制对策。

本书共7章，第1章项目背景与概述，主要介绍了再生水资源的现状、国内外研究进展以及本书的主要研究内容。第2章干旱区再生水地下储存模式研究，主要介绍再生水地下储存的主要模式与典型工程案例以及再生水地下储存场地评价与选址情况。第3章新疆城镇污水再生利用的可行性与安全保障，主要介绍了乌鲁木齐市再生水补给地下水的可行性分析与再生水地下储存安全性评价。第4章再生水地下储存荒漠土壤主要污染物迁移转化机制研究，主要通过室内土柱试验，揭示荒漠土壤渗滤系统主要污染物迁移转化规律，掌握荒漠土壤氨氮吸附性能，阐明不同质地土壤对氨氮的吸附作用机制与差异。第5章再生水地下储存健康风险研究，主要介绍干旱区再生水地下储存的健康风险评价以及健康风险控制。第6章再生水地下储存生态风险研究，主要介绍干旱区再生水地下储存的健康风险与生态风险评价方法，确定潜在风险因子，提出生态风险控制的主要因素和对策与措施。第7章结论与展望，主要介绍本书所取得的主要结论以及存在的问题与解决途径。

本书得到了国家自然科学基金项目（41361087）的资助，是全体项目研究人员成果的集成，由新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院王晓愚负责全书的内容编写，新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院贾尔恒·阿哈提、赵晨曦提供技术支持，参与本书编写的还有新疆农业大学李彦、新疆维吾尔自治区环境保护科学研究院张琳。此外，在本书编写过程中，还参考了其他单位和个人的研究成果，形成了本书的系统框架。在此，感谢在这一领域做出贡献的专家和学者。同时，对为本书编写提供过帮助的同行专家和朋友致以衷心的谢意。

本书所取得的结果和数据是支撑该项目的基础数据，为今后研究干旱区再生水地下储存技术奠定基础，为新疆干旱区再生水安全利用提供技术支撑，而且为国家环境保护准噶尔荒漠绿洲交错区科学观测研究站的建设提供数据和成果积累，对项目依托单位及新疆环境污染监控与风险预警重点实验室的学科建设具有重大科学意义。

限于编著者的学识和经验，书中错误和疏漏在所难免，恳请各位专家和读者朋友给予批评指正。

作者
2022年4月