全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
污 泥 草 地 利 用 的 初 步 研 究 ‘
陈 涛
‘
王 新‘ 梁仁禄‘ 杨玉森 , 尹宏生 , 张大南
’中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳 沈阳北部污水处理厂 , 沈阳
【摘要 】 对经堆肥处理的污泥有机肥培育结缕草 云笋山 丸沁泛如 的初步研究表明 , 在污泥符合农用标准
条件下 , 以 为施污泥肥量的限制因子 , 在施污泥有机肥
· 一 干重 以下时 , 在微酸性土壤
, 土壤中 含量低于 的土壤环境质 标准
· “ ‘ , 地下水 至一 含 低于地面水 、
类标准 呀
一 · 吨 一 ‘ ,
·
掩 一 ‘ 土坡中有机质 、 速效 、 总 、 总 分别比对照增加 、
、 和 , 结缕草生物量比对照区高 倍 可以认为 , 污泥草地利用是一种良好途径
关健词 污泥 重金属 结缕草 绿化 处置利用
文章编号 一 一 一 中图分类号 文献标识码
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引 言
城市污水处理厂的有机污泥含有丰富的有机
质 、 、 等 , 同时也含有少量有害有机污染物及无
机重金属元素 污泥产生量随着城市污水处理厂的
增加而越来越大 因而其处置和利用受到政府和 民
众的 日益关注 目前世界上年产污泥量 已达
, 我国已达 据 报导 , 世界发
达国家对污泥处置方式 , 西欧以填埋为主 , 美国和英
国以农田为主 , 加拿大则以焚烧为主 现在美国和欧
盟已规定禁止将污泥倾倒海洋一些发达国家近来
也明令禁止焚烧固体垃圾中生物量 我国 目前污泥
大部分还是用于农业 因此出现了一些由于农田滥
施污泥而造成土壤 、 作物 、 地下水污染现象 现今污
泥的园林处置利用逐渐成为国内外污泥处置的重要
途径 虽然这样可以避免污泥中的有毒有害物质进
人食物链 , 但仍然要注意 个关键问题 , 即污泥中重
金属不造成土壤污染 污泥中的病原体不对环境造
成影响 防止污泥中的高浓度 、 造成对地下水污
染 “ 个关键问题 , 应是污泥土地处置与利用的
准则 , 一 年 , 我们进行了污泥园林处置与
利用研究 现仅就污泥草地试验研究作一初报
材料与方法
供试材料
污泥与污泥有机肥 污泥采 自沈阳市北部污水处理
厂 年建成运行 , 设计 日处理污水
· 一 , 其中
工业污水占 旧 产含 水份污泥 污泥主要营
养成分及重金属元素含量见表 未消化污泥 年开始
进消化池消化 以 体积比加入锯末 , 使污泥中 比
达到 污泥堆成高 , 长宽各 的矩形堆体 在
月进行好氧发酵 , 每天通风 , 供气压力保持在 , 在
一 , 温度达到 一 ℃ , 即成为松软的有机肥而作为
农业园林草地的基肥
·
供试土壤
沈阳市北部污水处理厂厂 区土壤为草甸棕土坡 , 土城
·
左右 , 污泥农用标准按酸性土集要求执行
试验草种 试验草种为辽宁大学生态研究所选育的
结缕草草种 汤笋自 担户劝如 , 于 年 月 , 在污水处理
厂院内 , 按 ’ 一 种子播于表土 , 种子表面次盖 。 一
厚的细沙子 , 出苗前每天用 自来水喷灌 次 , 出苗后隔天浇
, 国家建设部立项 仪洲卜
, 通讯联系人
一 一 收稿 , 一 。 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
水
。
表 不同污泥肥施用 , 与土幼养分及产草 , 的影晌
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顺﹄一创。
试验设计
试验分为对照和试验区 , 每试验小区按 巧 一
· 一
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⋯
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污泥肥施肥 每小区面积为 砰 每一污泥等级为 个重
复 污泥肥作为基肥与表土混匀 , 播种草籽出苗后 , 于 月末
割草并采土样 , 处理后 , 测定所需项目
衰 污泥成分
咖 ‘吨
· 一 且
污泥施用
内
· 一
速效 全 全 产草
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吨
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污泥成分
电
污泥浓度
即
污泥农用标准
戈 以
,
有机质
全
全
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土坡 岛
污泥肥对土壤与结缕草体内重金属影响
由表 可知 , 土壤中重金属含量也随着污泥施
用量的增加而上升 在污 泥 用量为
· 一 时 ,
、 在土壤中含量超过了土壤环境标准 、
含量在污泥加量为
· 一 时 , 仍未达到土壤环
境质量标准 这主要是由于 、 在土壤中的形态
差异所致 , 在土壤相当部分以不溶态形式存在 ,
且吸附在 一 土表层 , 而 相当部分以代换态
形式存在 , 且可以迁移至 一 ‘
, ’ , 川 用
污泥作土壤改 良剂试验也证明这一点 , 这也是
在酸性土壤上较 易被作物吸收 , 且作为污泥使
用的重要限制因素的原因
衰 不同污泥施用皿对土谊 , 金属含 的影晌
卜沈 代 目 加 比 肠
加
处理
一
对照
草地施污泥
几八‘叱曰︸、
卜呢︸盛工
⋯
二‘
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⋯
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施用污泥肥对地下水水质的影响试验 , 是在 个高 ,
直径为 的 管柱内 , 管柱底层为 的草甸棕壤
土 , 上层分别是对照土和按 、
· 一 施肥的污泥有机
肥 , 从 月开始 , 在 一 个月 内每天灌以 自来水 , 开
始难以收集到淋洗液 , 在 、 、 、 时 , 在管柱底部各采
集 次渗漏液 , 测定溶液中的 、
样品处理与侧定
污泥和土壤样品采集后 , 在室内风干 , 过 目筛 , 试样
中的有机质 、 、 、 按常规方法测定 , 土壤重金属侧定 , 将
试样用 炳
一 湿法消化 , 用 日本 日立 原子吸收
光谱仪侧定 植物样品采集后 , 用去离子水洗净 , 在恒沮箱内
烘至恒重 , 粉碎 植物体内重金属 , 按土坡试样中重金属侧定
方法侧定
结果与分析
污泥成分
沈阳市北部污水处理厂污泥养分丰富 , 、 含
量已接近和超过禽畜粪便最好的鸡粪 、
、 玫 , 重金属含量中的 已达
农用标准 , 因此施用要严格控制 表
污泥肥对草地土壤养分与产草量的效应
试验结果表明 表 , 随着土壤中污泥有机肥
投加量的增加 , 土壤有机质 、 养分等含量也显著增
加 , 因而促进了草体的生长 施污泥量与有机质 、 速
效 、 及产草量基本上呈线性相关 , 其相关系数
分别为 、 、 、 但到 目前为止 ,
污泥施用量至何种等级将抑制草的生长尚在试验
中
土城环境质量标准
】
·
坛 一
沈阳土城背景值
均
吨
·
掩 一勺
表 结果表明 , 施污泥有机肥 , 除加速草体生长
外 , 草体地上部分吸收土壤中重金属 , 在 个月内 ,
吸收的 约为施人土壤中 的 以施肥
·
一 为例 , 有一定的净化作用
施用污泥肥对地下水水质影响
、 是污泥有机肥污染地下水的主要因子 污
泥中的 素以有机及无机状态存在 , 它们与土坡胶
体间发生着各种物理 、 化学等综合作用 , 一部分
素形成 、 而逸散到大气中 , 另一部分经硝化
期 陈 涛等 污泥草地利用的初步研究
衰 不同污泥施用 , 草体内 地上部分 , , 金月含且与土坟中 , 金
砚残留
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处理
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· 一
· 一
每小区草体含重金属总
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声内 俪一 』吻
每小区残留重金属
以
· 一 施污泥计
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由 一 日吻
处理厂所在地区土坡属草甸棕壤 , 土壤 在
左右 , 因此污泥农用标准应按 重金属标准
执行 , 根据沈阳地区草甸棕壤重金属 、 、 、
环境容量及 的毒性 , 选定以 为最大限制因子
而确定污泥最大施用量 按过去研究所得出的污泥
最大使用量公式 得
叭 一 护
· ·
作用而形成硝态氮随水在土壤中移动而污染地下
水 国内外一些 土壤肥料研究者对此进行 了试
验 , 指出土壤污泥负荷不应超过
· 一 , 其渗漏
液中硝态氮超过 ’ 一 ‘就会对地下水形成污
染 , 本试验结果表明 表 , 当污泥施人 时 , 用
自来水淋洗 , 一 淋失量有所增加 , 至 时
于一 淋失达到最大 ,
· 一 污泥时 多一 淋
失已接近 、 类地面水标准 , 而
· 一 污泥
时 , 呀 一 淋失已超过 、 类地面水标准近 倍 ,
而全 均未超过国家地面水环境质量标准
裹 污泥不同施用 土坟渗翻液 、全 含 ,
· 州 公 ,
比二 一“ , ‘吨
· 一
处理 采样时间
豁 讨访
一
对照
· 一
· 一
地下水 、 类标准
切 刃冲 ,
吨
· 一
世界卫生组织饮用水标准
吨
· 一
讨 论
污泥施用量的确定
污泥用量一般是由土壤环境容量 、土壤特性 、健
康风险评估 病原体等 共同决定的 沈阳北部污水
式中 , 为污泥最大施人量
· 一 , 为污泥
中某重金属浓度
· 一 ’ , 叭 为某重金属在土
壤中控制浓度
· 一 ‘ , △为土壤中某重金属本
底含量
· 一 ’ , 为土壤污泥施用年限 , 为某
重金属在土壤中残留率 为
根据计算得出在沈阳地区允许施人污泥最大量
表 表 数据是根据 世纪 年代初由国家
农业部组织国内高校 、科研院所进行的《农用污泥中
污染物控制标准 》制定中 , 以重金属单一元素作试验
而获得污泥最大施用量模式而计算的沈阳地区污泥
施用总量 但在污泥 中有各种重金属元素同时存在
的复合污染情况下 , 不能单独 以 或 , 或 作
污泥中单一污染物来计算污泥施人量 , 例如以
来计算污泥施人量 , 显然将使 在土壤中浓度大
大超过标准浓度 因此 , 我们在试验研究中 , 选择毒
性大 , 且含量接近农 田标准的 作为限制因子来
计算污泥最大施用量是十分正确的 本试验结果表
明 , 以 为限制因子 , 在污泥施用量
· 一 以
下 , 土壤中的 不超过土壤环境质量标准 , 而 、
、 含量则远低于土壤环境质量标准 地下水 中
一 含量 , 在淋洗 时达到最大 , 但不超过地
面水 一 的 、 类标准 这一施用量 , 在玉米 、
水稻 、 大豆粮食作物试验中 , 籽实 含量也大大低
于国家允许标准 因此 , 在污泥符合农用标准前提
下 , 污泥施用量的确定 , 无论是一次还是几年分次施
用 , 在沈阳地区 , 应 以 为限制因子 , 由污泥中
浓度来确定污泥施用量 , 而沈阳北部污水处理厂污
泥最大施用量不超过
· 一
污泥园林绿化处置利用
污泥的农业和园林的土地处置和利用 , 已被各
国广泛采用 但在我国污泥和垃圾的焚烧处置也不
泛有之 纵观几种处置利用途径 , 园林绿化应是良好
张 强 以】城市污泥施人土坡后营养元素的淋失及对土坡肥
力 和地下水的影响 中国土城学会第九次代表大会论文 山西土城
学会
农牧渔业部环境保护科研监侧所 农用污泥中污染物控制
标准研究文集 一
应 用 生 态 学 报 卷
衰‘ 沈阳地区草甸株 土允许施入污泥一 千 ,
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土坡标准 吨
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允许施人污泥总
· 一
曰 田的。
目前应由农业和环保部门组织科研和生产部门规范
污泥有机肥生产工艺 、生产流程以及生产设备 , 生产
不同用途的污泥有机肥 , 使其达到最佳的经济 、社会
和环境效益
今考文献
的选择 其一 , 园林绿化 , 污泥中有毒有害物质不进
人食物链 , 对人体没有危害 其二 , 园林花卉草地对
污泥中有毒有害物质有一定的吸收净化功能 , 能减
少污染物对土壤 、 地下水等的负面效应 其三 , 污泥
中含有丰富营养成分 , 促进苗木 、 花卉的生长 , 是城
市 、荒山 、荒坡绿化以及防护林体系的肥力资源 , 是
城市垃圾减量化 、 资源化 、 无害化的重要措施 , 同时
又有较好的经济 、 社会和环境效益 因此 , 在控制污
泥肥用量前提下 , 园林绿化不失为污泥处置利用的
良好选择 , 现在沈阳北部污水处理厂 已生产污泥有
机肥供沈阳一些苗圃施用
污泥有机肥生产的最适工艺
现有污泥有机肥的生产方式多种多样 国外则
是将 污 泥 与城 市 垃圾 混合堆肥 , 生 产 固 体有 机
肥 ’ 我国则有将消化污泥直接用于农 田 , 有的则
经堆肥消化后配以 、 、 等无机元素制成复合肥
有的则经堆肥发酵用于园林 有的则经热喷处理而
制成复合肥等 由于方式不一 , 其生产的污泥有
机肥经济成本 , 施肥效果 , 对环境产生的影响也各不
相同 , 因而也影响了污泥有机肥的市场效果 因此 ,
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学报 , 一 讯
作者简介 陈 涛 , 男 , 年生 , 研究员 主要从事污染生
态 、城市与区域生态研究 , 发表论文近 篇 , 专著 、 合著
部 一
· ·