污泥能沃土 腐朽變神奇
將污泥重新應(yīng)用于土地,使其中的營養(yǎng)元素和有機(jī)物質(zhì)重新返回物質(zhì)循環(huán),既能改良土壤、改善植物生長狀況,又減少了對土地的占用和對環(huán)境的污染。
污泥的土地利用,即將污泥經(jīng)高溫堆肥、堿性穩(wěn)定化或熱干化等技術(shù)處理后,應(yīng)用于農(nóng)田、林地、菜地、果園、草地、市政綠化、育苗基質(zhì)以及嚴(yán)重?cái)_動的土地復(fù)墾與重建等。對污泥進(jìn)行焚燒、填埋,不僅對環(huán)境造成污染,同時(shí)也是對資源的浪費(fèi)。而將污泥重新應(yīng)用于土地,使其中的營養(yǎng)元素和有機(jī)物質(zhì)重新返回物質(zhì)循環(huán),既能改良土壤、改善植物生長狀況,又減少了對土地的占用和對環(huán)境的污染。
農(nóng)田利用
早在20世紀(jì)六、七十年代,我國農(nóng)村就有把污泥作為有機(jī)肥源施用于農(nóng)田的習(xí)慣,但對污泥在土壤中的化學(xué)行為缺少系統(tǒng)研究。70年代末,化學(xué)肥料的大量使用抑制了農(nóng)民施用污泥的興趣,污泥的處置遂以填埋為主。近20年來,隨著污泥量的日益增加及受填埋場地的限制,污泥處置成了城市發(fā)展中較棘手的問題。加之農(nóng)村濫用化肥引起地力貧瘠,國家提倡發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè),污泥農(nóng)用及資源化利用又提到了議事日程。
污泥可經(jīng)適當(dāng)處理與不同比例的化肥混合,生產(chǎn)出適合各種作物的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。田間試驗(yàn)表明,在水稻上施用污泥有機(jī)復(fù)合肥,可增產(chǎn)18%~19%,肥效略低于市售的復(fù)合肥;對施用污泥有機(jī)復(fù)合肥的稻谷進(jìn)行的測試表明,其重金屬含量與施用其它肥料的稻谷無明顯差別。
林地利用
美國、新西蘭等國家較早開展污泥用于林地的研究,取得了不錯的效果。污泥在林地施用后,能提高森林植物的生物量,植物則利用污泥中的有機(jī)物及營養(yǎng)元素,吸附、富集、轉(zhuǎn)化污泥中的重金屬、污染物,從而凈化污泥。
在楊樹、泡桐、油松等林木上進(jìn)行的污泥施用實(shí)驗(yàn)表明,林木的高度和直徑都隨污泥施用量的增加而增加;同時(shí),未引起地下水污染,重金屬均累積于土壤表層,未向下層轉(zhuǎn)移。這都表明污泥的林地利用效果較好,遠(yuǎn)離人口密集區(qū),不會威脅人類食物鏈,相對較為安全,隨著研究的發(fā)展其應(yīng)用將越來越多。
園林綠地利用
近年來污泥和垃圾堆肥應(yīng)用于城鎮(zhèn)園林綠化逐漸增多,我國市政綠化及花卉市場發(fā)展很快,污泥應(yīng)用是一個(gè)很有前途的方向。2007年原建設(shè)部發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》。污泥作為有機(jī)肥料用于園林綠地的建設(shè),不進(jìn)入食物鏈,對人類健康不構(gòu)成威脅,并且能改善土壤條件,促進(jìn)園林植物生長,提高綠化質(zhì)量。污泥經(jīng)植物吸收利用,降解成無害產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用,不僅是有效的污泥處置途徑,而且由于不需要再購買高價(jià)的泥炭土,可降低園林綠化的成本。
污泥的園林利用也存在病原菌擴(kuò)散和重金屬污染的危險(xiǎn)。園林綠地及居住區(qū)綠地等地域,因涉及到人類活動的參與性,對于污泥處理中驅(qū)除異味和殺滅病菌的要求更高,應(yīng)努力減少對人類居住休閑環(huán)境的影響。世界各國對污泥園林利用的規(guī)范管理主要包括:對污泥質(zhì)量的限制,包括重金屬、病原菌、營養(yǎng)物的限制;污泥施用場所的限制;污泥施用量的限制;對污泥施用進(jìn)行管理、監(jiān)測、報(bào)告的制度。
基于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的壓力以及資源化考慮,污泥園林利用在發(fā)達(dá)國家已成為一條重要的處置途徑,英國、美國等污泥綠化利用比例呈增加趨勢。國內(nèi)上海、北京、天津、西安等進(jìn)行了污泥及污泥堆肥應(yīng)用于園林栽培的相關(guān)研究。然而,由于受觀念影響,國內(nèi)的污水處理廠往往重水輕泥,污泥處理處置技術(shù)有待進(jìn)一步提高,加上缺乏立法和經(jīng)濟(jì)支撐體系,我國對污水污泥的相關(guān)研究跟國外相比仍有很大的差距。
礦山廢棄地利用
礦山廢棄地是指在采礦活動中所破壞的、未經(jīng)一定處理而無法使用的土地,它包括:由剝離表土、開采的巖石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆廢棄地;礦體采完后留下的采空區(qū)和塌陷區(qū)形成的采礦坑廢棄地;開采出的礦石經(jīng)選出精礦后產(chǎn)生的尾礦堆積形成的尾礦廢棄地;采礦作業(yè)面、機(jī)械設(shè)施、礦山輔助建筑物和道路交通等先占用后廢棄的土地。
我國礦藏開采具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,有大量礦區(qū)土地未加改良。人們擔(dān)心污泥農(nóng)用會對食品安全造成影響,而將污泥用作礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)的基質(zhì),既可避開食物鏈,又可緩解污泥帶來的環(huán)境問題,對于礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境的改善還將起到推動作用。
邊坡植被恢復(fù)中的應(yīng)用
污泥中含有較多的微生物、有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),可以進(jìn)行生態(tài)化利用。若將污泥應(yīng)用于邊坡植被恢復(fù),既可減少生態(tài)治理的成本,又可就近處置污泥。近年來,污泥在園林綠化中的應(yīng)用逐漸增多,但在邊坡植被恢復(fù)中的應(yīng)用不多見。把污泥作為山區(qū)公路邊坡植被恢復(fù)種植基質(zhì)的添加材料,實(shí)現(xiàn)污泥的資源化和循環(huán)利用,將有很廣闊的發(fā)展空間。
在高速公路巖質(zhì)路塹邊坡進(jìn)行的污泥和生活垃圾堆肥作為種植基質(zhì)添加材料試驗(yàn)表明,添加了污泥或垃圾堆肥的土壤其植被的長勢、發(fā)芽速度、覆蓋率及成坪狀況、生物量、抗旱狀況、抗高溫狀況、抗寒狀況以及越冬和越夏能力、綠期等均比不添加的好。施加的污泥量大于10%時(shí)即可達(dá)到很好的增加土壤肥力的作用,垃圾堆肥量在超過25%時(shí)可達(dá)到較好的增加土壤肥力的作用。利用城市污泥進(jìn)行生物干化處理生產(chǎn)噴播綠化基材,應(yīng)用結(jié)果表明,污泥噴播基材與邊坡結(jié)合緊密,穩(wěn)定性好,基材肥沃,灌木、草本種子發(fā)芽整齊,苗木生長旺盛;與傳統(tǒng)的噴播綠化相比,能提前3~5天成坪,后期灌木根系發(fā)達(dá),生長明顯加速。
將污泥作為邊坡綠化種植基質(zhì)的添加物質(zhì),具有可行性和推廣性。在進(jìn)行邊坡植被恢復(fù)時(shí),添加約10%左右的污泥即可獲得較好的效果。污泥中有機(jī)質(zhì)含量高,空隙度大,具有較強(qiáng)的保水性,可以適當(dāng)改善土壤板結(jié)現(xiàn)象,有利于植物根系的生長。全國各地有相當(dāng)多的污水處理廠,污泥很容易就近獲得,使用污泥替代草炭土進(jìn)行邊坡綠化不需再施加任何肥料,能使綠化成本下降 10%~20%。污泥有一定的黏結(jié)性,較適合在強(qiáng)風(fēng)化的碎石坡面中應(yīng)用。為了防止對地下水的污染,在砂質(zhì)土壤邊坡及水源保護(hù)地帶應(yīng)慎重使用。
防止新的污染危害
開展污泥資源化利用的研究,對于土地資源日益緊張、環(huán)境保護(hù)壓力越來越大的城市來說具有重要的意義。一方面,將城市污泥等廢棄物采用傳統(tǒng)方法處置將浪費(fèi)大量的土地,消耗較多的能源,并可能對環(huán)境造成污染;另一方面,污泥的資源化利用,既解決了污泥的出路問題,在有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素得到充分利用的同時(shí),又降低了污泥應(yīng)用相關(guān)行業(yè)的成本,對于物質(zhì)的循環(huán)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要的作用。
但是污泥當(dāng)中含有較多的重金屬和污染物質(zhì),使用不當(dāng)將會對環(huán)境造成危害。污泥中的寄生蟲(卵)、致病菌可能會導(dǎo)致流行性傳染病。污泥中有機(jī)物易腐敗,腐敗后產(chǎn)生的氣體會污染大氣環(huán)境,滲濾液會污染水環(huán)境。在國外,污泥田間施用之前常用石灰等來鈍化污泥中的重金屬并殺死污泥中的病原菌;鹆Πl(fā)電廠的固體廢棄物粉煤灰,PH高達(dá)12左右,可以像石灰一樣起到鈍化污泥中的重金屬、并殺死污泥中的病原菌的作用。
污泥農(nóng)田利用時(shí),農(nóng)民通常將污泥像化肥一樣做定期施用,經(jīng)過長期的積累導(dǎo)致土壤中重金屬和有毒物質(zhì)含量超標(biāo),農(nóng)作物吸收利用土壤中過量的污染物,導(dǎo)致植株體內(nèi)重金屬含量過高,并隨食物鏈富集,造成耕地不可逆退化或?qū)е率澄镦湼呒壪M(fèi)者中毒及死亡。因此,對于污泥的農(nóng)用應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度,對其研究也要進(jìn)一步深入,明確污泥農(nóng)用較適宜的方法和用量,降低其對人體造成危害的可能性。
而將污泥應(yīng)用于礦山廢棄地、邊坡植被恢復(fù)時(shí),多在工程初期做一次性施用,并且添加時(shí)的量有所控制,以10%~25%為宜,在后期基本不會再添加污泥,不易導(dǎo)致污染物超標(biāo)。對于與食物鏈無關(guān)的這些領(lǐng)域,污泥的應(yīng)用將具有更廣闊的前景,在以后的研究中要加強(qiáng)這方面的研究力度。目前,植被恢復(fù)中存在的主要問題是噴播技術(shù)等成本較高,基質(zhì)與巖面的吸附不牢固,易脫落,噴播基質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)含量較低,易隨雨水流失,恢復(fù)效果不好。利用污泥易獲取、黏結(jié)性高、有機(jī)物質(zhì)含量豐富等特點(diǎn),可較好地解決這些問題。但是由于采礦廢棄地的礦藏類型不同,當(dāng)?shù)氐耐寥、氣候等環(huán)境條件各異,污泥中各項(xiàng)物質(zhì)的含量也有所區(qū)別,如何使污泥在礦業(yè)廢棄地和邊坡的植被恢復(fù)中得到更廣泛的應(yīng)用,是值得各地的研究者進(jìn)一步試驗(yàn)的。
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