城市污泥的土地利用研究

查湘义

（辽宁省交通高等专科学校建筑工程系，辽宁 沈阳 110122）

我国人口众多，随着社会经济的发展，每年产生的生活污水量逐渐增多，在以生物处理的方法对生活污水进行处理的同时会产生大量的城市污泥。城市污泥含水率高，含有大量有机物，如果处理不当，极易造成严重的环境污染。除了含有一些有害物质外，城市污泥中大部分有机质、氮磷等无机物矿物元素是可以被植物吸收的，如果这些资源能够得到合理的利用，不仅能消除环境污染问题，而且能变废为宝，带来较大的经济效益和环境效益。

1 城市污泥的特性

城市污泥是城市污水处理厂以生物处理污水后所得到的产物，含水率高，有的含水率甚至达到99%，脱水后的污泥含水率一般为80%左右。其颜色一般为灰色或灰黑色，主要由有机物和无机物组成，有机物的含量为50%～70%。有机物主要有蛋白质、油脂、粗纤维和腐殖酸等，无机物则为各种金属化合物、矿物质及无机酸盐等。由于城市污泥中有机物含量高，因此容易腐化散发臭味，比重较轻而不易脱水，给城市污泥的后续处理带来了一定的难度。城市污泥中还含有重金属、病原微生物及寄生虫卵等，极易对环境带来污染。但是，城市污泥中含有的大部分有机质、氮磷微量元素、矿物质等营养物质是可以被植物吸收利用的。目前，城市污泥的处理方法有土地利用、卫生填埋、焚烧、制作建筑材料或投海等，其中土地利用具有重要的现实意义。

2 城市污泥的土地利用前景

土地利用是一种具有广阔发展前景的城市污泥处置方式，土地利用的方式主要是将城市污泥用于农田施肥、开垦荒地和贫瘠的土地、对土壤的修复及改良以及园林绿化建设和林地施用等。城市污泥中的微量元素如氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌和铁等是植物生长所需的重要成分，能有效弥补土壤中微量元素的流失。城市污泥中的有机质经过堆肥等稳定处理后能够变成植物易于吸收的营养物质，能够增加土壤肥力、改良土壤结构、促进农作物的生长。在园林用地、林地上施用城市污泥可改善树木、草坪、花卉的生长情况，而且不会，对人类健康造成影响。城市污泥还可作为良好的有机肥料和土坡改良剂用于矿山等受损土坡的复垦，能够改善土壤的性质。

3 城市污泥的土地利用现状

周立祥等［1］通过盆栽试验和田间试验对城市污泥的土地利用进行了研究，结果表明城市污泥施用以后能够提高土壤肥力，提高农作物产量，并有利于后茬作物的生长，其养分介于化肥与普通农家肥之间。但城市污泥施用存在重金属和病原物污染问题，在菜地上表现得尤其明显。王新等［2］利用污泥土地利用技术考察污泥对草坪草及土壤的影响，结果表明污泥施用后可提高土壤养分含量，特别是对土壤中有机质含量的提高有较大的促进作用，使草坪草获得了良好的长势，使草坪草生物量增加、绿期延长。但是，城市污泥使用后导致土壤重金属含量增加，重金属镉含量超过土壤环境质量二级标准。宋凤敏［3］研究了城市污泥土地利用对菠菜生长的影响，通过盆栽对比试验，分别以城市污泥、蔬菜专用肥料、空白土壤试样种植菠菜，观察各种情况下对菠菜产量的影响。结果表明，城市污泥施用能够提高菠菜的产量，当城市污泥施用量与空白土壤为7∶3时，得到的菠菜产量较蔬菜专用肥提高30%，同时菠菜叶绿素含量有所提高。

4 城市污泥土地利用存在的问题与解决对策

4.1 城市污泥的性质问题

城市污泥中不仅含有土地利用所需的营养物质，而且含有有毒有害成分，如重金属、致病微生物等。这些有毒有害成分会影响植物的生长，并且通过食物链转移到动物身体甚至是人体内，造成食物中毒，危及生态安全和人们的身体健康。因此，污泥的性质对其利用具有决定性作用。郑国砥等［4］对城市污泥土地利用过程中重金属的污染风险进行了评价，分析了作物富集重金属的影响因素，得出在短期内施用城市污泥不会对人体造成潜在的危害，而长期施用则污染风险加重。

针对城市污泥性质所带来的土地利用问题，应采取以下措施进行处理：①从责任溯源来看，城市污泥中的重金属主要与工业污水排放进入城镇生活污水系统有不可分割的关系，因此重金属的源头控制显得极为重要，应严格控制工业废水排入生活污水系统的重金属含量，以达到消除城市污泥土地利用重金属的毒害风险；②在土地利用之前，对城市污泥进行处理，经过脱水、堆肥处理后的城市污泥的重金属有效性大大降低，有效性降低则可以大大降低对植物的危害；③合理控制城市污泥的施用量，即根据污泥中所含的重金属浓度合理确定城市污泥的施用量，使土地中重金属含量保持在允许的范围内。

4.2 城市污泥制肥产品的出路问题

城市污泥作为一种有机肥料进行土地利用一直不被人们所接受，导致城市污泥产品的出路受到限制。城市污泥含水量大，经脱水、发酵等环节处理后，需要消耗更多的能耗，导致制作成本增加，而与其他有机化肥相比，其销售价格往往较低，导致污泥制肥产品不具备竞争优势。农业管理部门对污泥制肥产品的准入方面也持有谨慎的态度，限制了城市污泥土地利用的发展。因此，针对污泥制肥产品的出路问题，应加大城市污泥土地利用的宣传引导，提高公众对城市污泥土地利用的认识，在保证城市污泥土地利用安全、可靠的情况下，对污泥制肥产品给予政策上的扶持和财政上的补贴，提高污泥制肥产品市场竞争力。同时，还应加强城市污泥的监督管理，严格记录城市污泥的出路、数量等信息，避免城市污泥在未经处理的情况下随意排放，完善城市污泥环境污染的惩罚制度［5］。

5 结语

与污泥填埋、焚烧处理技术相比，城市污泥的土地处理技术具有极大的优势，可以认为是当今和未来的一个主要处理方向。城市污泥的卫生填埋会造成土地资源的浪费，产生的渗滤液有污染地下水的风险；焚烧技术产生的燃烧气体会产生二次污染问题，城市污泥中的氮氧化物容易腐蚀焚烧炉等设备，造成焚烧成本增加；而土地利用技术可以合理利用城市污泥中的有机物，通过植物吸收达到降解有机物的目的，重点是要处理好城市污泥中的重金属、病原微生物等问题，避免影响城市污泥的利用效果。

［1］周立祥，胡霭堂，戈乃玢，等.城市污泥土地利用研究［J］.生态学报，1999（2）：185-193.

［2］王新，周启星，陈涛，等.污泥土地利用对草坪草及土壤的影响［J］.环境科学，2003（2）：50-53.

［3］宋凤敏.城市污泥土地利用对菠菜生长的影响［J］.安徽农业科学，2010（31）：17669-17670.

［4］郑国砥，陈同斌，高定.城市污泥土地利用对作物的重金属污染风险［J］.中国给水排水，2012（15）：98-101.

［5］余杰，李宇佳，牟江涛.中国城市污泥土地利用限制性因素及前景分析［J］.环境科学与管理，2016（7）：64-68.