城市污泥堆肥商品化应用问题的探讨

讨论了国内外城市污泥的各种处理方法的利弊 ,城市污泥土地利用的可能性和有效性 ;论证了城市污泥堆肥商品化的可行性和必要性 ,并对污泥堆肥商品化应用中的安全性及质量控制等问题进行了探讨。     

城市污泥的污染现状及其土地利用评价

随着城市污泥产生量的迅速增加,污泥的科学处置及土地利用是当前城市固体废弃物资源化的主要研究内容。本文较系统地阐述了污泥的基本性质、污泥污染和处置现状及土地利用的风险评价等相关研究,并指出了目前城市污泥研究中存在的问题。     

亚临界水解法处理城市污泥及其栽培试验

城市生活污泥富含有机质,是一类重要资源。长期以来,由于缺乏高效处理加工技术手段,大量城市污泥被焚烧、填埋,既浪费了资源,又污染环境。本文采集了北京市和天津市污水处理厂的代表性污泥样品,并采用亚临界水解技术进行了处理。研究结果表明,亚临界水解法较好地解决了城市污泥胶粘难以干燥和恶臭问题,保存了污泥中的有机质,同时消除了污泥中的病原,降低了重金属汞含量,是一项处理城市污泥的理想方法;城市污泥水解产物有机物含量高达80%,重金属含量远低于国家限制性标准,未检出有机污染物,蛔虫卵死亡率100%,未检出粪大肠菌群,是生产有机肥料、生物有机肥和农用微生物菌剂的理想原料;栽培试验表明,城市污泥热解产物配施半量化肥比单施全量化肥,可以节省化肥,提高小白菜品质,提高土壤肥力。     

城市污泥农用的环境效应及控制标准的发展现状

由于城市污泥中富含植物生长所需要营养元素和有机质, 城市污泥农用已成为污泥资源化进程中的重要方式之一。近十几年来, 国内外在污泥重金属的形态、生物有效性及其在污泥-土壤-植物系统中的迁移转化规律等方面进行了广泛的研究, 并取得显著进展。同时, 污泥中有机污染物质和病原体的环境效应也越来越受到关注。但是在我国, 污泥农用的环境风险评价的长期性、系统性和田间数据验证还需进一步加强, 为合理制定或修改污泥农用标准积累有效的科学数据和提供可靠的科学依据。本文简述了国内外城市污泥的理化性质、污泥农用环境效应以及我国污泥农用标准的研究现状和进展, 并对污泥农用研究进行了展望, 以期为我国污泥农用的研究和发展提供参考依据。     

城市污泥的蚯蚓分解处理技术研究进展

城市污泥成分复杂,其中有机质、N、P、K含量丰富,Ca、Mg、Fe等矿物营养成分含量较高,此外还有许多重金属（Zn、Cu、Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As、Sn等）、有机有害成分以及病原菌。本文分析了国内外关于污泥处理处置的主要方法及其优缺点,重点讨论了一种新兴城市污泥处理技术,即城市污泥的蚯蚓分解处理技术（Vermicomposting）,利用蚯蚓处理城市污泥,不仅可以将污泥中的重金属富集于蚯蚓体内、去除病原菌、转移消化有机有害物,而且可将城市污泥转化为富含营养物质的有机肥,是一种无害化处理城市污泥的有效途径。最后,总结了目前城市污泥蚯蚓分解处理技术研究中存在的问题,并展望了其研究发展趋势。     

重庆市城市污泥中的重金属及其农用环境容量

城市污泥农用的环境风险取决于城市污泥中的污染物含量及土壤理化性质。该文分析了重庆市10个城市污水处理厂污泥中的Cu,Zn,Pb和Cd含量及形态,根据土壤环境容量及氮肥施用量计算了重庆主要旱地土壤的最大施用量和年施用量。结果表明,重庆市城市污泥中的Zn、Cu、Pb和Cd含量分别为362.12～725.32mg/kg,69.84～170.22mg/kg,21.25～107.24mg/kg和1.26～4.25mg/kg。污泥中不稳定态Zn、Cu、Pb和Cd的比例分别为42.89%～44.74%,2.69%～9.45%,0.95%～12.06%和61.05%～79.91%。根据土壤重金属的静态容量,计算出重庆主要旱地土壤紫色土和黄壤城市污泥的一次性最高施用量分别为384.62t/hm2和98.90t/hm2。根据土壤重金属动态容量,以15、20、50为年限,计算出的城市污泥的年施用量,紫色土为66.10,60.91和55.71t/(hm2·a),黄壤为30.32,28.99和27.53t/(hm2·a)。根据作物的需氮量计算城市污泥的年施用量为3.04～6.40t/(hm2·a),该施用量低于根据土壤环境的动态容量计算的施用量,按此用量施用城市污泥更安全。     

我国部分城市污泥化学组成及其农用标准初探

本文分析了我国6个城市的典型污水污泥及其产品的主要化学组成。结果表明,6个城市污泥中都含有丰富的有机质、氮、磷,相对贫钾;但重金属含量超标,不符合我国目前农用污泥标准。本文对我国目前农用污泥标准进行了初步的探讨。     

固氮菌在污泥中培养研究

通过室内培养试验,研究观察了固氮菌在污水厂污泥和城市垃圾中的生长毓情况,探讨了利用这些污泥和垃圾作为生产微生物肥料的载体和基质,开辟了生产微生物肥料和处理污泥的新途径。     

作物秸秆与城市污泥高温好氧堆肥产物对土壤氮矿化的影响

为揭示不同作物秸秆与污泥堆肥产物对土壤氮素矿化特征的影响,为科学施用城市污泥堆肥提供参考依据,通过室内培养试验研究了城市污泥与4种秸秆（小麦、水稻、玉米和油菜）高温好氧堆肥产物施入酸性紫色土、黄壤、石灰性紫色土后土壤氮矿化的差异。结果表明,4秸秆污泥堆肥均可显著提高3种土壤氮的潜在矿化势（N0）和矿化速度（k）,促进土壤氮的矿化,提高土壤NH4+-N、NO3--N质量分数,其中石灰性紫色土以油菜秸秆污泥堆肥和小麦秸秆污泥堆肥处理、黄壤以油菜秸秆污泥堆肥处理、酸性紫色土以小麦秸秆污泥堆肥处理提高幅度最大。作物秸秆与污泥堆肥施入土壤后,黄壤、酸性紫色土在培养60 d和30 d后趋于稳定,石灰性紫色土在培养60 d后仍有增高的趋势,但不同秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化速度的影响无明显规律。结果说明秸秆污泥堆肥对土壤氮矿化的效应因土壤及秸秆类型的不同而异,根据研究结果提出了4种作物秸秆与城市污泥堆肥施用的建议。     

长江三角洲地区城市污泥中多氯联苯和有机氯农药含量与组分研究

对我国长江三角洲地区15个主要城市的46个污泥中的多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)的含量与组分进行了较系统的分析,结果表明,该地区城市污泥中PCBs的含量在0~0.720mg/kg之间,平均为0.076mg/kg,大部分低于0.1mg/kg,仅2个样品中PCBs含量超过我国农用城市污泥的控制标准(0.2mg/kg)。污泥中PCBs组分以PCB44检出量最高,PCB180、PCB99、PCB52、PCB74、PCB77和PCB167次之;供试城市污泥中OCPs的含量在0~0.426mg/kg之间,平均为0.055mg/kg,大部分低于0.05mg/kg。OCPs以o,p’-DDT检出量最高,其次为p,p’-DDE、β-HCH、δ-HCH、α-HCH、γ-HCH、p,p’-DDD和p,p’-DDT。该地区城市污泥中PCBs和OCPs的含量、组分和分布与污泥类型、污水来源、污水处理工艺及化合物本身的理化性质等有关。     

Effects of sewage sludge application method on corn production

Abstract

A study was conducted to determine the effects of land application of municipal sewage sludge to agricultural land in Upper Cumberland Region of the Tennessee valley. Treatments included single and annual applications of sewage sludge both surface applied and injected into the soil. The primary objective of the study was to determine the effects of different land application methods of sewage sludge on corn grain yields. Other objectives were to determine the plant availability and migration of sludge Cu and Zn, and to determine organic N mineralization rates based on corn yield and leaf N content. Application of sewage sludge positively affected corn grain yields due to increased availability of N, and in drought years soil moisture. Yield and leaf N content data suggest that organic N mineralization rates near 50% in the year of application and 30% in the second year. Application of sewage sludge resulted in a greater increase in availability of Cu at the soil surface as compared to Zn, however neither Cu or Zn leached from the surface of the soil.     

Evolution of mercury content in agricultural soils due to the application of organic and mineral fertilizers

Purpose

Mercury pollution in agricultural soils associated to the use of fertilizers and its influence on crops is a cause of major concern. The purpose of this work was to investigate the impact of the application of different organic and mineral fertilizers on the Hg concentration in the agricultural soils and its uptake by barley.

Materials and methods

Hg concentration was studied through a field test in an agricultural land located in the province of Palencia (Spain) over a 5-year period. The impact of irrigation and of four different fertilizers (a mineral one and three different organic waste materials, namely municipal solid waste compost, sewage sludge, and dehydrated sewage sludge) was assessed. The amounts of the mineral and organic fertilizers added to the soil were determined according to agricultural fertilization needs. The experimental crop was barley (Hordeum vulgare L.), planted as an annual crop. Mercury analyses were conducted using a direct mercury analyzer and validated according to EPA Method 7473. BCR-141R was used as a certified reference material.

Results and discussion

After 5 years, whereas the application of the mineral fertilizer did not increase the mercury content in the agricultural soils, the application of the organic residues led to Hg contents 1.7–7.6 times higher than that of the control soil. The treatment with solid municipal waste compost (MSWC) led to the largest increase in Hg content in the soil, followed by composted sewage sludge (CSS) and by dehydrated sewage sludge (DSS). No significant differences were observed in the Hg content in the barley grains, although the highest values were associated to the sludge-treated plots.

Conclusions

The application of organic fertilizers such as sewage sludges and municipal solid wastes led to an increase in the mercury concentration in the agricultural soils, noticeable for soils with low initial Hg concentrations (similar to background levels). This increase differed depending on the type of waste and on the intra-organic matter diffusion mechanisms, as well as on the type of irrigation of the agricultural land. Conversely, no significant differences in the Hg content in grains were found among the soils with the different fertilization treatments, although the highest values were observed for those treated with sewage sludge. The resulting Hg levels in both soils and grains were within legal limits, posing no danger to the environment or to human health.

     

城市污泥与湖泊底泥土地利用对土壤-植物系统中养分及重金属Cd、Pb的影响

采用田间小区试验，探讨了城市污泥与湖泊底泥土地利用对土壤-植物系统中养分及重金属Cd、Pb的影响。结果表明，城市污泥与湖泊底泥能有效增加土壤养分含量；重金属Cd、Pb仅累积在土壤耕层，难以向下迁移；随施用量的增加，小麦籽粒产量及其对养分的吸收量均随之增加，但仍有大量养分存留在土壤中；植株对重金属的富集顺序表现为根系〉茎叶〉籽粒，Cd〉Pb，其中，籽粒中重金属Cd、Pb含量均未超出我国食品中重金属限量的卫生标准；如果该污泥、底泥分别以100，200t／hm^2的施用量施入土壤，可以连续施月5a和6a     

长江三角洲地区城市污泥中苯并[a]芘和菲的初步研究

To evaluate the contaminated conditions of benzo[a]pyrene (B[a]P) and phenanthrene (PA) in sludge and to ascertain whether B[a]P limit for land application of sludge exists, the contents of B[a]P and PA in 46 sludge samples from 15 cities in the Yangtze River Delta area of China were determined using high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with a fluorescence detector after ultrasonic extraction and silica gel cleanup. B[a]P contents ranged from non-detectable to 1.693 mg kg^-1 dry weight (DW), averaged 0.402 mg kg^-1 DW, and were < 1.0 mg kg^-1 DW in most of the sludge samples. PA was found in all the sludge samples analyzed; its contents ranged between 0.028 and 1.355 mg kg^-1 DW, with an average value of 0.298 mg kg^-1 DW. Most of the sludge samples contained < 0.5 mg kg^-1 DW PA. All 46 municipal sludge samples analyzed in this study showed B[a]P contents < 3.0 mg kg^-1 DW, which is the limit value for sludge applied to agricultural lands in China. The contents and distributions of B[a]P and PA in municipal sludge were related to sludge types, sources and treatment technologies, along with the physical and chemical properties of these pollutants.     

盐碱地农业可持续利用及其评价

改良治理盐碱地、促进盐碱地农业高效利用是保障粮食安全、促进农业可持续发展的重要途径之一。盐碱地农业可持续利用是基于生态适宜性与人类经济社会活动目标,通过农业科学技术进步与发展,获取盐碱地农业生产力的持续维持与提高。通过回顾盐碱地农业利用的研究进展发现,尽管相关技术模式取得了较大进步,但系统的盐碱地资源调查监测缺乏、基础理论研究薄弱、管理体制不完善等问题仍然存在。在对盐碱地农业可持续利用评价内涵进行探讨的基础上,构建了基于技术可持续性、改良模式可持续性以及管理决策可持续性分别评价的技术体系与思路。开展科学的盐碱地农业可持续利用评价,构建盐碱地农业可持续利用的技术与管理支撑体系对促进盐碱地农业可持续利用具有重要意义。     

长江三角洲地区城市污泥对蚯蚓的急性毒性效应

应用滤纸法和自然土壤法测定了长江三角洲地区城市污泥及其与青紫泥混合后对蚯蚓的急性致死效应及慢性毒性效应。结果表明:滤纸法测定的污泥对蚯蚓的毒性症状出现快且严重,不同污泥对蚯蚓的毒性大小差别较大,致死中浓度(LC50)相对应的污泥与水比值(Rsw-LC50)范围在0.0010～0.0242之间。在供试的城市污泥中,上海贮泥池污泥对蚯蚓的毒性最大,上海脱水污泥5对蚯蚓的毒性最小。自然土壤法测定的污泥与土壤作用后对蚯蚓的毒性结果为:所有处理蚯蚓死亡率均为0,各污泥处理对蚯蚓体重增长率的影响差别不大,个别污泥处理蚯蚓体重增长率比对照处理低,即对蚯蚓的体重有负增长影响。与滤纸法各处理相比,中毒症状较轻微,仅极个别中毒症状较明显。与污泥的水浸液相比,污泥与土壤作用后对蚯蚓的毒性大大降低。     

农用地集约利用评价指标体系的建立

在研究探讨农用地集约利用的内涵及分类的基础上,依据主导因素原则、层次性原则和可比性等原则,采用层次分析方法,研究建立了一个多指标的农用地集约利用评价指标体系,并以沈阳市四个郊区和四个郊县为例,对沈阳市农用地集约利用水平进行了评价,阐明了该评价体系的应用过程、应用范围及应用效果。     

农用地分等定级的理论与方法探讨

在分析了农用地分等定级目的基础上,将农用地分等定级分为农用地分等、农用地现实级定级和农用地潜在级定级 3 个过程。确定了农用地等、农用地现实级、农用地潜在级的内涵及评价因素选取原则,认为农用地等是我国在人多地少的情况下所产生的一个特殊的农用地质量指标;农用地现实级是体现农用地在农业用途条件下收益能力差异的一个重要指标;农用地潜在级是体现农用地作为建设用地潜在收益能力差异的一个重要指标。农用地现实级、潜在级同农用地的使用权价格、所有权价格关系紧密,是进行农用地估价的理论基础。同时阐明了农用地分等、定级与估价的关系以及确定农用地等、农用地现实级、农用地潜在级的理论与现实意义。     

试论农用土地估价的几个问题

当前我国城市土地估价的理论和方法已较为完善,而农用土地价格评估的方法则还不成熟。本文在对农用土地内涵进行界定的基础上,指出除经济价值外,农用土地价值还应包括生态环境价值和社会价值,并对各价值评估的方法进行了探讨。最后,构建包括经济价值、生态环境价值和社会价值在内的农用土地整体综合价值进行评估的程序和技术路线。