摘要：污泥中富含N，P，K及有机质，是天然的有机肥料。因此，污泥的农用是污泥处置的最佳途径。污泥农用的主要途径有农田施用、林地施用、研制复合肥以及作为土壤改良剂。为此，结合实例阐述了我国污泥农用资源化处置现状及未来发展趋势，并指出了污泥农用的发展方向。
关键词：农业基础科学;污泥农用;综述;资源化
0引言
为实现我国在环境保护上的承诺，实现经济的可持续发展，我国将新建大量的污水处理厂处理城市废水，随之而来的是城市污水处理率的提高以及大量污水污泥的产生。据资料显示，目前世界上生产污泥量已达1亿t/年(干污泥量)，我国已达350万t/年(干污泥量)[1]。大量的污泥任意排放和堆放带来的后果：一是污染环境;二是污泥中含有的多种营养物质得不到利用，造成资源浪费。而在农业生产方面，由于长期追求农业的高产，施用了大量化肥，忽视了有机肥料的施用，因此造成土壤板结、pH值降低、土壤肥力下降以及农产品品质降低。例如，新疆的哈密瓜生产过程中由于施用了大量的化肥，造成哈密瓜颜色变淡、甜味降低、香味减少等。在我国，由于连续耕作，植物根系不断获取矿物质，导致土壤的有机质和矿物质含量都很低。因此，国内外的相关专家进行了大量的研究，将污水污泥农用。如何科学、经济与合理地将污水污泥农用已成为我国乃至全世界广为关注的课题之一。
1污水污泥的特征
1.1养分
不同污泥中N，P，K和有机质含量如表1[2]所示。
从表1可以看出，初沉污泥中养分最高含量为有机物60%、总氮2.0%、总磷3.0%、总钾0.5%;消化初沉污泥养分最高含量为有机物30%、总氮3.44%、总磷0.77%、总钾0.24%;消化腐殖污泥养分最高含量为总氮3.14%、总磷1.98%、总钾0.79%;活性污泥养分最高含量可达有机物70%、总氮7.15%、总磷4.97%、总钾0.44%。由此可见，污水和污泥中含有大量植物生长所需的营养物质，尤其是活性污泥具有巨大的农用潜力。
1.2污染物
污泥中含有大量的营养元素，可促进农作物的生长。但是，污泥中也含有大量的污染物质，对农作物的生长具有巨大的危害作用。如污泥中含有的Cu，Pb，Zn，Ni，Cr及Cb等重金属，是污泥资源化利用的最主要障碍。各地污水污泥中含重金属的种类大同小异，但其含量相差甚大。以处理生活污水为主所产生的污泥，重金属含量通常较低。污泥的多数重金属是由工业污水带入的，如皮革行业污水污泥中含有较多的Cr，电镀污水污泥中含有较多的Cd，塑料行业污水污泥中含有较多的Hg[3]。另外，污泥中还含有多环芳烃(PAHs)、邻苯二甲酸酯类(PEs)、多氯代二苯并二恶英/呋喃(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)、氯苯(CBs)和氯酚(CPs)等[4]有毒、有害且难降解的有机物，以及大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌、蛔虫、鞭虫和肠道病毒等病菌，这些物质不利于农作物的生长和农产品品质的提高，因此污泥农用必须首先要对污泥进行处理，降低污泥中重金属、病原菌以及有毒有害有机物质等。
2污水污泥农用现状
国外发达国家由于经济实力雄厚[5]，污泥的农用较早，污泥农用率较高，处理技术较为先进。如英国的污泥农用占总处理量的42%，法国、意大利和瑞典等国在20世纪80年代中期污泥农用占总处理量的比例已分别达到28%，34%和60%。相比之下，我国污水污泥农用化程度较低，且农用的污泥大都未经过任何处理就直接农用。即使有处理措施的也只是稍加脱水后就直接农用，并未做任何无害化处理，不符合污泥农用卫生标准，对农业生产和人类健康有巨大的潜在威胁。
2.1农田施用
污泥中含有丰富的N，P，K等植物营养元素及有机质(见表1所示)。污泥施用后具有增加土壤有机质、改善土壤结构、促进植物根系增长和增强土壤功能等作用。因此，栽种的作物生长快、产量高，且可满足后茬作物的生长需求。施用活性污泥不仅能提高作物产量，而且能提高作物品质[6]。施用活性污泥后，水稻糙米蛋白质含量提高6%~10%，小麦籽粒蛋白质含量提高9.7%，玉米籽粒蛋白质含量提高14.5%~23.7%，棉籽蛋白质含量提高13%。但如果农用污泥中含有污染物质，则会对作物品质产生危害。马芸[7]等的研究表明，在西安市污水处理厂污泥施用于土壤后，以最大可能量计算，Cd超出食品卫生标准(GBl5201-94)规定的4倍，Pb未超出食品卫生标准(GB2713-81)规定，Cu超出食品卫生标准(GB15l99-94)规定约7倍，Zn超出食品卫生标准规定(GB13106-1991)约16倍;而乔显亮等的[8]研究表明，污泥农用并未使水稻体内重金属的吸收有明显变化。因此，在施用污泥时应考虑重金属对作物的影响，合理施用。
2.2林地施用
污泥林地(包括林地、草地、市政绿化、高速公路隔离带、高尔夫球场等非食物链减少植物生长的土地)施用可促进树木、花卉、草坪的生长，提高其观赏品质，并且通过食物链对人体造成危害。王新等[9]研究了污泥堆肥对树木生长及土壤环境的影响，结果表明，施用污泥堆肥的处理与对照组相比，树高增加了11%～25%，地径粗增加了19%～50%，促进了树木的生长，同时不同程度地提高土壤N，P及有机质的含量。张天红等[10]对西安市污水污泥林地施用效果的研究表明：污泥施用1年后，表层土壤中的全氮、速效氮、全磷、有机质及阳离子代换量的含量都明显增加，土壤的容重、持水量和孔隙度等物理性质也有一定程度的改善，同等深度土壤中的硝态氮和重金属含量比对照有组所增加，但并没有对土壤造成较大程度污染。因此，污泥堆肥林地利用具有广阔的发展空间。
2.3研制有机复合肥
污水污泥制成有机复合肥的工艺流程图[11]如图1所示。
污泥经过脱水干燥，添加固体有机废弃物、氮、磷和钾等植物生长所需营养元素后控制条件进行发酵，然后混合、干燥造粒，制成复合肥。堆肥处理后的污泥能将污泥中的难降解的有机物分解，并能杀灭污泥中的致病菌，进一步增加污泥中有机质的含量，提高污泥农用的效果和安全性。陈同斌等[12]通过盆栽和大田试验，初步探讨了污泥复合肥种植小麦的肥效及其对小麦重金属吸收的影响。试验结果表明，污泥复合肥对小麦的增产效果和土壤的培肥效果明显优于化肥，等同于市售复合肥;它能促进植株生长发育，提高小麦产量，对土壤速效养分的积累有明显的促进作用。张学洪用污泥研制的复合肥进行水稻田间试验也表明，水稻施用有机复合肥后增产18%～19%，肥效略优于市售的华丰牌复合肥。薛澄泽等[13]将用污泥研制的复合肥施用于高速公路绿化带，结果表明，污泥复合肥对高速公路绿化带有十分明显的生土改良和供给养分的作用，且肥效持久、后效显著。
2.4改良土壤
用污泥对干旱、半干旱地区的贫瘠土壤进行改良，可改善土壤结构、促进土壤熟化。污泥对于防止土壤沙化、整治沙丘及被二氧化硫破坏地区的植被恢复均为一种优质材料。如将污泥以表施和耕层施肥(25~40cm)施于城市废弃物垃圾场后，播种牧草，以尽快覆盖地表，过2~3年后牧草长起来再植树造林。将污泥与粉煤灰、水库淤积物以一定比例混合施用，可改善土壤的保温、保湿和透气性能;同时，污泥中的有机营养物强化了废弃物组合体的微生物作用，使整个土壤加速腐殖化，达到增加土壤中有机质含量的作用。
3结束语
污泥农用既可解决污泥对环境的污染问题，又可充分利用污泥中的营养物质促进农业生产、改善土壤质量。因此，污泥农用是污泥处置的最佳途径。但是，污泥农用应首先对污泥进行无害化处理，降低污泥中Cu，Pb，Zn，Ni，Cr，Cb等重金属以及有毒有害的有机污染物、病原菌的含量，以提高污泥农用的安全性。——论文作者：朱启红
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