城市污泥在农用地整治中的应用潜力研究

第13卷第30期南方农业2019年10月Vol.13No.30SouthChinaAgricultureOct.2019173173城市污泥是污水处理后剩余的沉淀物，其含水率较高、体积庞大、气味恶臭，还含有病原菌、寄生虫卵及难降解的有机物、重金属等有毒有害物质，一旦处理不当，很容易造成二次污染。随着我国城市化进程加快，污水处理厂数量、城市污水排放量、城市污泥产生量日益增多。根据2018年《中国生态环境状况公报》[1]，我国设市城市污水年处理量累计达519亿立方米，推算可产生含水率80%的污泥约3300万吨。土地利用是一种污泥处理方法。2010年，我国环保部发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南（试行）》，2011年国家发改委、建设部发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》，指出城市污泥土地利用是我国主要的污泥处理方式，主要是将经稳定化和无害化处理后的污泥或污泥产品用于园林绿化、林地建设或土壤修复及改良等方面。农用地整治是将未利用地或者退化土地通过各种改良措施整治成耕地。如何将城市污泥应用于农用地整治，具有一定研究意义。基于此，阐述了城市污泥的基本性质及其在农用地整治中的应用潜力，分析了城市污泥应用于农用地整治中存在的问题，并提出了相应的解决对策，旨在为城市污泥在土地整治中的应用提供依据。1城市污泥的基本性质城市污泥是污水处理厂在废水处理过程中产生的组成复杂的沉淀物质,主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等。城市污泥含水率较高，可达75%～99%，含有大量有机质、氮、磷、钾和各种微量元素，极具利用潜力。但是，污泥中也含有寄生虫卵、病原微生物等致病物质，铜、锌、铬等重金属以及多环芳烃、多氯联苯、二噁英等有机污染物质。因此，污泥处理前需通过厌氧消化、好氧发酵等多项措施进行减容、减量、稳定以及无害化处理。2城市污泥在农用地整治中的应用潜力农用地整治过程中最重要的工程就是土壤改良。城市污泥有机质含量丰富，施用后可增加土壤团聚体稳定性，加大土壤孔隙度、透水率和持水量，降低土壤容重和表土抗剪力，有利于提高土壤总有机碳和各活性碳库组分含量，提高土壤腐殖化程度[2-4]。施用污泥改良土壤，可促进土壤生物的活动，增加土壤中的微生物数量。Sopper[5]的研究指出，施用污泥土壤的细菌数量和真菌数量分别比不施用污泥的土壤高5～10倍和3～4倍。施用污泥还能显著提高土壤中过氧化氢酶、土壤脲酶、蔗糖酶等多种酶的活性,促进生物化学过程[6]。土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量是判别土壤肥力高低的重要指标，袁檬[7]、郭媚兰[8]等人的盆栽试验和田间试验表明，施用污泥发酵产物可显著提高土壤中有机质、氮、磷、钾养分含量。此外，城市污泥应用于农用地整治还可以提高作物产量，如施用一定量的污泥肥料可提高油菜的产量；施用污泥和污泥堆肥产品可增加小麦、玉米的产量，且在一定范围内，产量随施用量增加而增加；Latare[9]等研究表明，每公顷土地施用40t风干污泥，水稻产量可提升45%。综上，将处理后的污泥和污泥堆肥产品应用于农用地整治，可以改变新增耕地土壤物理性状，改善土壤结构，提高土壤养分含量，提升耕地质量，从而提高作物产量。3城市污泥应用于农用地整治中存在的问题3.1导致土壤中氮、磷等养分过剩一般情况下，施用污泥或其堆肥产品会显著提高土壤中氮、磷等养分的含量。但也有众多研究表明，过量或长期施用污泥及其堆肥产品会导致土壤中的氮、磷等养分大量累积，并存在淋溶后造成水体富营养化、引起地下水硝酸盐污染等风险。Kidd等[10]研究指出，长期（10年）施用污泥的土壤，其水溶性磷浓度比未施污泥的浓度高出8倍以上。李霞等[11]室内土柱淋溶模拟试验研究结果表明，污泥施用量对淋出液中氮磷养分含量存在显著影响，且氮素的淋收稿日期：2019-09-19作者简介：高健（1990—），男，内蒙古乌海人，硕士，工程师，从事土地整治项目的实施。E-mail:869649401@qq.com。城市污泥在农用地整治中的应用潜力研究高健（陕西省土地工程建设集团有限责任公司渭北分公司，陕西西安710075）摘要随着我国城市化进程加快，污水处理厂数量、城市污水排放量、城市污泥产生量日益增多。当前，合理处置污泥是我国生态文明建设的迫切需要。基于此，介绍了城市污泥的基本性质及其在农用地整治中的应用潜力，分析了城市污泥应用于农用地整治中存在的问题，并提出了相应的解决对策。关键词城市污泥；农用地整治；应用中图分类号：X705文献标识码：ADOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.30.091高健：城市污泥在农用地整治中的应用潜力研究174溶风险大于磷素。3.2存在重金属污染风险城市污水处理厂污泥中含有铅、镉、铜、锌、汞、铬、镍、砷等重金属，受土壤性质、污泥施