我国污泥堆肥农业回用及安全性要求

    污泥堆肥对土壤生态的改良修复作用

污泥中含有丰富的N、P、K等植物营养元素及有机质。污泥或污泥堆肥的施用对于土壤结构(如空隙率，团粒稳定性)、土壤水力学性质(如持水性、水分稳定性)、土壤化学性质(如吸附性、代换性、缓冲性)，以及土壤生物学性质均具有良好的影响。

污泥堆肥能增加土壤的孔隙度，显著减少土壤的容重，促成团粒形成并提高团粒的水稳性，增加土壤总的孔隙容积并改善孔隙大小的分布，有利于通气、排气，减少土壤地面冲刷，减少田间径流引起的植物养分损失，增加土壤的持水能力从而提高土壤水分含量，增加土壤的透水性及防止土壤表面板结，改进了土壤的蓄水能力，改良土壤的适耕性，在土壤三相容积的分布中，固相减小，气相和液相相对增加，能明显改善土壤的理化性状。

污泥或污泥堆肥含有相当于厩肥的氮、磷，也含有钾、钙、铁、硫、镁等大量元素营养成分，还含有锌、铜、硼、钼等微量元素营养成分。而且，氮、磷均为有机态，可以缓慢释放而具有长效性。有研究表明污泥或污泥堆肥施入土壤后，可显著提高土壤的CEC，改善土壤对酸碱的缓冲能力，提供养分交换和吸附的活性点，从而提高肥料利用率。

施用污泥或污泥堆肥可显著提高土壤微生物的活性，使土壤中微生物总量及放线菌所占比例增加，土壤的代谢强度提高。施用污泥或污泥堆肥改善了土壤的理化性质，为微生物的活动提供了更好的条件，土壤微生物的活动的加剧又能促进土壤肥力的提高。相关研究表明，随着污泥堆肥施用量的增加，植物根际土壤中的真菌类、放线菌类、细菌、纤维分解菌及亚硝酸氧化自养菌的数量显著增加，而放线菌对土壤腐殖质的形成和分解以及对土壤中其它微生物的调节，尤其对病原微生物的抑制都有重要的作用。另外土壤施入污泥堆肥能刺激真菌、氨化细菌及硝化细菌数目的增加，土壤中的微生物生物量、碳、氮、硫、磷在施入污泥堆肥后显著增加。施用污泥还可改变土壤微生物的种群结构，提高土壤硝化细菌的比例，提高酶活性，使土壤的基础肥力和土壤腐殖质的含量提高。

污泥还可以施用于各种严重扰动的土地，如废弃采煤矿、尾矿坑、取土坑、以及已退化的土地、垦荒地、滑坡及其他因自然灾害而需要恢复植被的土地。如美国芝加哥富尔顿的煤矿废弃地上施用污泥后，土壤可耕性和透水性明显提高，同时提高了土壤阳离子交换量(CEC)值，并提供了作物生长所需的有效养分。

       污泥堆肥对土壤的可能危害性

在污泥形成过程中，污水中重金属会通过微生物吸收、细菌和矿物颗粒表面吸附以及与无机盐共沉淀等多种途径进入污泥，造成污泥重金属浓度相对较高。重金属一般溶解度很小，在污泥中性质较稳定，不能通过微生物降解而去除。重金属也是限制污泥大规模农业利用的最重要因素。污泥的合理施用能促进植物生长发育，提高产量及果实和籽粒的品质，而高的污泥施用量和重金属含量会对植物的生长产生抑制甚至毒害作用。

污水中相当一部分有机污染物具有亲脂性和难降解特性，在污水生物处理过程中，污泥吸附成为其最主要的去除方式。吸附在污泥中的污染物通常具有较强毒害作用，严重影响着污泥的安全土地利用。污泥中常见的有机污染物既包含传统的持久性污染物(POPs)，如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、多氯代二苯并二恶英(PCDDs)、多氯代二苯并呋喃(PCDFs)等，又包含新兴污染物，如抗生素(Antibiotics)、多溴联苯醚(PBDEs)、全氟化合物等(PFCs)，这些物质在污水和污泥的处理过程中会得到一定程度的降解，但一般难以完全除去，这些有毒有机物不仅能在土壤中残留，还能够被作物吸收进入植株产生危害，在污泥的农业利用时需充分考虑其可能产生的危害。

当污泥经过稳定化或堆肥化处理后，大部分的病原菌可以被杀灭，降低其进入土壤后的危害性。但将未经堆置或堆置不充分的污泥施入土壤，会对土壤生态造成长期污染并传播病害。由于土壤充当着滤器和吸附剂的作用，通过污泥进入土壤中的细菌性病原物绝大部分被截留在土壤表层，病毒更易被土壤所吸附，同时土壤还是虫卵和蠕虫生长发育过程所必须的环境。因此，未经处理或处理不充分的污泥对土壤存在很大的卫生污染风险。

另外，污泥的含盐量通常很大，施加到土地上后会明显提高土壤的电导率，过高的盐分会破坏养分之间的平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物的根系会造成直接的伤害。并且，离子之间的拮抗作用也会加速土壤的有效养分如K⁺、NO₃^-，NH₄⁺等的淋失。但经堆肥化处理后的污泥，盐分会明显降低，可用性提高。同时，若污泥的C/N过高，施入土壤会造成植物缺N，而C/N过低，又会产生氨毒性。

      污泥农业回用的安全性要求

污泥农业回用的安全性问题主要包括两个方面，即病原物的控制和有害物的限量和控制。

部分污水处理厂因资金或技术原因，污泥未作消毒处理或消毒处理效果不佳，使得污泥卫生学效果不佳。在污泥（堆肥）农业土地利用时，病原物可能会通过气溶胶、土壤、农作物、地面水或渗滤进地下水等多种途径而广泛传播，容易造成人畜、动物病害及流行，具有潜在和长期的危害。必须对病源污染进行源头控制，严格污泥处理要求。同时加强施用条件和场地的管理，常见的管理措施有：1）严格施用场地的要求，如坡度应≤3%，地下水位低且离饮用水源较远，不施于砂性土壤或渗透性强的土壤；2）施用污泥(堆肥)的土壤不宜种植生吃果蔬，或者宜施用3年以后再种植；3)施用过程中不与污泥(堆肥)直接接触，若采用喷施方式，则喷灌设施应远离居民住宅或道路至少50~100m。

污泥中的有害物质包括无机和有机两大类，无机成分主要是重金属物质，有机成分主要是有毒有机物。污泥(堆肥)施用农田时，要求其有害物质含量不超过《农用污泥标准》(GB4284-84)。《农用污泥标准》中规定的农田施用污泥中污染物的最高容许含量如表所示。

农用污泥中污染物控制标准值 (mg/kg)

*铬的控制标准适用于一般含六价铬极少的具有农用价值的各种污泥，不适用于含大量六价铬的工业废渣或某些工厂的沉积物。

**暂作参考标准

（1）使用符合控制标准污泥时，一般每年每亩用量不得超过2000kg(以干污泥计)。污泥中任何一项无机化合物含量接近于本标准时，连续同一块土壤上施用，不得超过20年。

（2）为了防止对地下水的污染，在砂质土壤和地下水位较高的农田上不宜施用污泥，在饮用水源保护地不得施用污泥；

（3） 生污泥必须经高温堆肥或消化处理后才能施用于农田，污泥可在大田、园林和花卉地上施用，在蔬菜地带和当年放牧的草地上不宜施用；

（4）在酸性土壤上施用污泥除了必须遵循酸性土壤上污泥的控制标准外，还应同时年年施用石灰以中和土壤酸性；

（5）对于同时含有多种有害物质而含量都接近于本标准的污泥，施用时应酌情减少用量；

（6）发现因施用污泥而影响农作物的生长、发育或农产品超过卫生标准时，应停止施用污泥，并立即向有关部分报告，采取积极措施加以解决。例如施石灰、过磷酸钙、有机肥等物质控制农作物对有害物质的吸收，进行深翻或用客土法进行土壤改良等。

污泥农业回用时，除了要严格控制污泥(堆肥)中致病原及有害物质的含量外，还应对施用场地地下水进行跟踪监测，同时考虑当地水文气候条件，对施用污泥的强度和施用时间进行科学管理，减少有效成分的流失和渗漏。2009年由建设部、环保部和科技部联合发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》中已经明确规定：“允许符合标准的污泥限制性农用”。不难理解，限制性农用不是指限制农用或禁止农用，而是在可行、安全、环保条件下的农用，而如何限制性农用，我国尚缺乏完善的标准和规范。