城市污泥安全农用研究进展
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇城市污泥安全农用研究进展范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要 城市污泥中N、P、K和有机质含量丰富，具有较好的农用前景，但污泥中存在的重金属等污染物质在土地利用过程中易造成二次污染，存在潜在的生态风险。系统总结了城市污泥农用资源化后对土壤及植物养分含量、重金属含量及对地表水、地下水的影响。认为未来应加强对营养物质和重金属等在土壤-污泥-植物-水体中的迁移转化规律和迁移转化率的定量化方面的研究，并加强对污泥农用区的长期定位试验，为规范和完善法规体系提供数据支持。
关键词 城市污泥；农用；养分；重金属
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）03-0228-02
Abstract Municipal sewage sludge（MSS）is rich in N，P，K and organic matter，which has a good prospect of agricultural utilization.However，the presence of heavy metals could easily lead to secondary pollution and potentially ecological risk by agricultural application.In this paper，the effect of MSS agricultural application on the content of nutrients and heavy metals in soil，plant，surface water and groundwater was summarized.It’s pointed out that research should be focused on the law and rate of the migration and transformation of nutrients and heavy metals in the soil-sludge-plant-water system on the quantitative basis in the future.The long-term and located experiment in the agricultural area of MSS should be also strengthened.
Key words municipal sewage sludge（MSS）； agricultural application； nutrient； heavy metals
随着经济的发展及城市化进程的加快，我国污水处理率日益提高，城市污泥作为污水处理的必然附属产物其产量也与日剧增[1]。城市污泥数量巨大，增长迅速，其安全、合理处理处置是目前环境领域亟须解决的问题之一。城市污泥一般富含磷、磷、有机质等[2]，通过各种形式将其土地利用，使污泥重新参与生态系统的物质循环，不仅成本低，而且可以有效利用污泥中有用的营养物质，符合可持续发展战略。因此，污泥农业资源化利用已成为当今研究的热点。但是城市污泥中也含有重金属、有机污染物、病原体等有毒有害物质，在土地利用过程中容易对土壤、地下水和作物造成二次污染，有潜在的生态风险，并可能经食物链富集和传递对人体健康产生危害[1]。虽然中国城市污泥的重金属含量总体呈下降趋势，但超标率仍较高[3]，仍是目前限制其大规模土地利用的主要因素。因此，寻求经济有效的污泥无害化和资源化处理途径具有重要意义。
1 污泥对土壤及植物养分含量的影响
从污泥的成分看，其中有机质、氮、磷等的含量均高于一般农家厩肥，还含有钾及其他微量元素，若施用于土地中，对土壤物理、化学及生物学性状将有一定的改良作用。污泥中的有机物质可明显改善土壤的结构性，使土壤容重下降、孔隙增多，土壤的通气透水性和田间持水量提高，从而改善土壤的物理性质。
由于污泥中含有大量植物生长所需的营养元素，施用于土壤后增加了有机质含量，改善了土壤结构，避免了土壤的板结，因此目前许多国家将污泥或污泥堆肥应用于蔬菜和粮食作物生产，也用于草坪、花卉等种植。谭国栋等[4]的试验表明，在壤土和沙土上施用不同用量的污泥堆肥，菠菜的株高、冠幅和叶面积都有一定的增加，对菠菜生长有促进作用，以4 kg/m2处理的效果最好。Singh等[5-6]通过在土壤中添加不同剂量的污泥（3.0、4.5、6.0、9.0、12.0 kg/m2）结果表明，水稻根长变短，而茎长、叶数、叶面积和总生物量显著增加，且随污泥用量增加水稻产量增加，与对照（0 kg/m2）相比分别增加60%、111%、125%、134%和137%；植物光合作用和气孔导度增加，叶绿素和蛋白质含量也有所增加，脂质过氧化物、抗坏血酸过氧化物酶的活性和脯氨酸含量也增加。
适量施加污泥及污泥堆肥可以使草坪草获得良好的生物效应，显著增加草坪草的叶绿素含量，促进草坪草对氮、磷、钾的吸收，提高草坪草的生物量，并且可以增强草坪草的抗逆性。将污泥堆肥用于花卉栽培，可以促进袖珍椰子、富贵竹和撇金竹3种花卉的生长，并能提高其生物量和改善花卉的观赏品质[7]。
以上研究结果表明：污泥农用后使土壤中营养物质增加，营养元素在很长时期内都可以保持很高的水平；城市污泥经过合理方式农用可以显著提高农产品的产量和品质，促进花卉、草坪等生长。
2 污泥对土壤及植物重金属含量的影响
污泥农用后，能显著提高土壤中营养元素水平，同时也带来重金属的污染问题。污泥的重金属污染问题是目前制约污泥农用的主要影响因素之一，也是国内外诸多学者污泥研究的热点之一。
Sukkariyah等[8]对施用了15年（1984―1998年）湿污泥（含水率92%～94%）土地中重金属和磷的迁移情况进行了研究，结果显示，施用污泥对2种土质的土壤分别供应了70、204、3 823 kg/hm2以及81、225、4 265 kg/hm2的Cu、Zn、P。停止施用7年后，总碳和总氮的含量几乎没有变化，Cu、Zn和P仍聚集在25 cm耕作层，但对于其中一种粗粒结构的土壤，Cu、Zn和P的含量有向下富集的趋势。
[7] 马达，高定，刘洪涛，等.城市污泥堆肥用作花卉栽培基质的效果评价[J].中国给水排水，2009，25（15）：115-116.
[8] SUKKARIYAH B，EVANYLO G，ZELAZNY L.Distribution of copper，zinc and phosphorus in coastal plain soils receiving repeated liquid biosolids applications[J].Journal of Environmental Quality，2007，36（6）：1618-1626.
[9] IPPOLITO J A，BARBARICK K A.Fate of Biosolids Trace Metals in a Dryland Wheat Agroecosystem[J].Journal of Environmental Quality，2008，37（6）：2135-2144.
[10] LAVADO R S，RODRIGUEZ M，ALVAREZ R，et al.Transfer of potenti-ally toxic elements from biosolid-treated soils to maize and wheat crops[J].Agriculture，Ecosystems & Environment，2007，118（1-4）：312-318.
[11] SUKKARIYAH B F，EVANYLO G，ZELAZNY L，et al.Cadmium，copper，nickel，and zinc availability in a biosolids-amended Piedmont soil years after application[J].Journal of Environmental Quality，2005，34（6）：2255-2262.
[12] HEATHWAITE A L，BURKE S P，BOLTON L.Field drains as a route of rapid nutrient export from agricultural land receiving biosolids[J].Science of The Total Environment，2006，365（1-3）：33-46.
[13] 丘锦荣，刘雯，郭晓方，等.城市污泥植物处理对地表径流和下层土壤的影响[J].环境工程学报，2010，4（8）：1897-1902.
[14] 许田芬，郭晓方，吴启堂，等.几种模拟处理方式污泥淋出液重金属与养分特征[J].环境工程学报，2012，6（2）：615-622.
[15] 明银安，陶涛，谢小青，等.厦门城市污水处理厂污泥的果肥利用研究[J].中国给水排水，2009（7）：95-98.
[16] 曹京哲.城市污水厂剩余活性污泥农用价值分析[J].太原科技，2003（3）：15-16.
[17] 赵明，陈建美，蔡葵，等.城市污泥农用资源化前景广阔[J].山东环境，2000（增刊1）：116.
[18] 薛尤嘉.污泥农用中重金属元素的环境影响及其对策[J].现代园艺，2012（13）：11-12.
[19] 李琼，华珞，徐兴华，等.城市污泥农用的环境效应及控制标准的发展现状[J].中国生态农业学报，2011（2）：238-246.