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城市污泥改良土地的探索
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-04 11:53:59

   利用城市污泥改良扰动土既是可解决污泥的处置问题,又可使污泥回归自然,充分利用微生物资源。城市污泥可使扰动土迅速恢复植被,植物有良好的生长响应。恰当的施用不会污染植物、地下水,它可改善土壤的物理、化学、生物学性质。随着城市化的发展,大面积的扰动土亟待改良,大量城市污水处理厂的污泥急需处置。所以用污泥改良土地是一种符合国情,行之有效的方法。 

  一、城市污水污泥的土地利用 

  目前国家政策大力支持建设城市污水处理设施,保护水环境,防止水污染促进经济可持续发展。城市污水污染问题逐步得到缓解,而城市污水污泥的处理和处置已成为影响人类环境的问题之一,是许多城市一直没有很好解决的问题。污泥处理处置不当会引起严重的二次污染,因此城市水污染治理必须要解决的问题,也是地方政府所面临的敏感性问题之一。 

  过去采用的污泥处置方法:大海扬弃、焚烧、填埋。大海扬弃会危害海洋生态系统,影响人们的食物链成为一种全球性的公害和不受国界限制的环境问题。现在世界许多国家予以禁止。污泥焚烧,不仅浪费生物能源,污染大气,而且投资及前处理费用都很大。土地填埋法处置污泥因土地资源减少,可供填埋的场地日趋减少,再加上填埋场会逸散臭味,维护及污泥运输费用较高,也可能污染地下水。国外许多国家已废除这一方法。 

  污泥处置的长期解决的办法是利用污泥生物资源,使它进行再循环的土地利用办法。 

  污泥是一种有巨大潜能的生物资源,含有大量有机物质及植物营养成份,可用作土壤改良剂,肥料施入田间具有正效应,但若不对污泥进行任何处理,作为普通有机肥则不能完全满足作物的生长的要求,还可能造成其它方面的污染。因它含重金属、病原微生物,寄生虫子卵,具有负效应。将污泥堆沤稳定处理,形成生物固体,可杀污泥中的细菌、病原体、寄生虫(卵),使污泥中的各种成份处于相对稳定状态。这样即可解决污泥处置问题,又增加养分,改良土壤理化生物性质的行之有效的方法。 

  污泥的土地利用是把它应用于林地,市政园林的树木、花卉、草坪、草地、矿区、农田及其他严重扰动土地的改良等。严重扰动土地包括各采矿、开采场、矸石场、尾矿堆、取土坑、因化学作用使土壤退化的土地、城市垃圾场、粉煤灰堆积场及其他需要恢复植被的土地等。 

  污泥的土地利用国内外发表了许多综述和专著。但关于污泥用于土地改良的资料相对较少。 

  二、利用城市污泥改良土地的必要性 

  从我国人均土地资源占有量来看,人均占有量为世界人均占有量的三分之一,森林覆盖约为12.5%(世界平均22%),人均林1.8亩,在世界排名12位。目前,由于城市化、农业用地增强,耕地在每年逐渐下降,我国土地资源十分珍贵。所以民以食为天,国以地为本,保护土地,珍惜每一寸土地,管好土地资源,已成为我国的重要的国策。 

  我国的金属和非金属矿藏开采颇具规模的国家之一,有大量的矿区土地未加改良。 

  修筑铁路、公路、城乡基本建筑有大量的取土坑及挖出物需要恢复植被。这些地土已改良的很少,使它们恢复植被增加绿化面积至改良为农田,使我国具有十分重要意义。 

  这些裸露的不毛之地既不美观又存在严重的水土流失问题,主要因为缺乏养分,物理性质保水性差,质地粘重透水通气性差,有机质含量低,甚至没有,PH值不适宜植物生长,阳离子代换量低,生物学性质上微生物数目低,活性低,这些地方地形多为陡峭,易冲刷。过去改良这类土地一般通过平整,覆盖表土,再施入化肥,逐渐恢复植被,但效果大都不好,易退化。用污泥或污泥堆沤来改良这类土地具有良好的效果,因为污泥可改进土壤粘性,增加阳离子代换量,可供给大量微生物和微量元素,可调节缓冲土壤的PH值,增加土壤有机质,减少水分蒸发,防止土壤冲刷。若正确使用污泥,不会对植物、土壤、地下水造成危害。目前污泥产量还很少,需要改良的土地离污泥产生较远,运输不便,污泥用于土地改良的法规、标准尚不健全,缺乏系统地科学研究,但可预见,用污泥改良土壤的确是一种兴利抑弊的污泥处置方法和土地改良的好方法。 

  三、污泥改良土地对施用环境的影响 

  国外许多国家如美、英德等对污泥改良土地进行了大量研究。用污泥改良土地遍及美国各地,改良的对象主要是矿藏开采的挖出物、化旱地等。施用的污泥有液体污泥、脱水污泥、堆肥污泥、消解污泥及其混合物等,施用量在60Kg/ha―260Kg/ha,观测供试动植物生长响应进行植物生长分析、土壤分析、水分析、土壤生物测定、病原菌测定、动植物测试等。 

  用污泥改良土地的近期目的是恢复其植被,改变土地的物理化学特征、生物特征,防止水土流失、土壤退化。长远目标是建立稳定的土壤生态系统。 

  (一)施用污泥改良土壤对植物的影响 

  1、植物对污泥的生度响应 

  通过试验,施用污泥一般对禾本植物、草本植物、豆科植物的出苗及生长起促进作用。若植物不收割,则养分可有较大部分循环,有植物可较大修复。施用污泥对田间作物如玉米、大豆、高梁可增加产品。施用污泥有助于树苗的移植和生长,如白杨树、年树、高胸径生长明显增加。 

  2、植物的品质 

  通过对试验植物观摩及植物中N、P、K、Ca、Mg等元素测定。施污泥会增加植物体的N、P、K、Ca、Mg的含量,叶中的含N量增加最为显著。 

  施污泥还使植物中痕量元素的量增加。是利是弊待更进一步研究。 

  (二)施用污泥对土壤的影响 

  1、对土壤物理性质的影响 

  因污泥中含有丰富有有机质可使土壤的水稳定性团粒、持水容量、透水性、通气性等有较大改善。在一定限量内上述特征与污泥施用量相关。 

  2、对土壤化学性质的影响 

  施用污泥可调整扰动土地的PH值,适于植物生长,可增加扰动土阳离子代换量,提高土壤保肥性。 

  3、对土壤生物特征的影响   扰动土地,尤其是采矿挖出物,缺乏有机质和微生物,污泥的施入为土壤微生物提供了生存条件、促进有机质的腐殖化、土壤团粒的形成,养分的循环,从而使土地的生产力得到恢复。 

  试验表明,施用污泥后2-3年即可使土壤中细菌、真菌、线菌等土壤微生物数量恢复到正常状况。而施用化肥对植物生长影响显著,但对土壤微生物的恢复有一个相当长的滞后期。 

  (三)施用污泥对水环境的影响 

  用污泥改良扰动土时对改善生态系统十分有益。一个恰当的污泥利用计划对土地渗漏液、地下水、附近河水、地面径流中的NO3-N浓度、痕量元素生物指示等均不会引起水质恶化。 

  四、污泥改良土地应注意的问题 

  (一)施用污泥的类型和品质 

  需被改良的土地多数为采矿挖出物堆积处,扰动严重的土地,地形陡峭,交通不便。最适合施用脱水消解污泥或堆沤生物固体。液体或半固体污泥不便远距离运输。 

  (二)施用污泥的数量和频率 

  要考虑到污泥的性质特点,确定施用量、管理方法,保证污泥施用的安全性。一般为一次大量施入但以不影响未来植物毒性,不影响地下水及不违背相关标准为度。“一次大量”施入可使有机氮缓慢分解释放,满足植物对养分的多年需求。 

  (三)施用地的选择 

  用污泥改良土地要考虑地形坡度、地下水位、土地渗透性及周围特别需求等。坡度在0-3%为最理想,3-6%可接受,但有一定污泥流失的危险。污泥可施用在地表面,6-12%液态污泥应注入土壤,脱水污泥可用在地面,但应随即混入土壤。坡度>15%只待在透水性较好、坡长、很短的情况下施用。 

  土地地下水位以大于1.2米为最好,0.6-1.2米为中等,小于0.6米时不可施用污泥。污泥施用应距河流大于30米,居民住所90米,施用污泥24小时后必须与土混合。当土壤水分饱和,积雪冰冻,降水时,不得施用污泥。 

  (四)施用污泥的管理 

  对污泥改良土地应有有关法规、相关标准,这些法规、标准应以植物的需氮量、土壤、植物对痕量元素的承载能力为依据,确定标准限量。对污泥、施用土地、生长的植物要定期监测,监测控制施入污泥的质量土壤中养分、重金属的状况,作物对有毒物质的富积等经济安全,合理、有效、有益地利用污泥改良土地。 

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