1、概述據有關方面統計，我國土地總面積居世界第三位，人均占地僅為世界人均的1/3；森林覆蓋率約為12.5%（世界平均22%），人均林地1.8畝，在世界排名121位；已利用土地中耕地占有耕地面積7%，居第三位，人均只及世界人均的30%，養活著全球22%的人口。目前我國的耕地不但占有量少，而且還在逐年下降。 “六五”期間我國平均每年凈減耕地700畝，1986年《土地管理法》頒布施行后，情況有所好轉，但1991年后又在大幅度減少，土地資源匱乏是顯而易見的。同時，我國也是產煤大國，其他金屬和非金屬礦藏的開采也具相當規模，有大量的礦區土地未加改良；修筑鐵路、公路和修浚港灣航道以及其他基本建設，有大量的取土坑及挖出物需要恢復植被；平整土地、修筑梯田，有許多生土熟化問題；森林火災、采伐的林地，需要恢復林木，還有相當數量的鹽堿地、灘涂地、沙化地等極待土壤改良復墾。另一方面，城鎮污水處理廠處理過程中，必然會產生大量污泥，既會造成污染，又可進行綜合利用。污泥中所含的有機物是有效的生物能源；污泥中的有機物分解產生的腐殖質可以改良土壤，避免板結，干燥污泥還可以作為工程回填土；而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農作物生長不可缺少的營養物。因此，污水污泥的處理處置與污泥資源化的相結合，必將成為城鎮污水污泥的最終出路。在大多數國家中，特別是發展中國家，污泥土地利用和衛生填埋經常是污泥處置的主要途徑。我國是一個發展中的國家，又是一個農業大國，城市污水污泥的土地利用目前應是一項重要的技術政策，符合可持續發展戰略。

2、污泥土地改良機理改良土地的近期目的是恢復植被及防止沖刷，長遠目標是建立與穩定土壤生態系統。美國EPA認為土地改良作為污泥土地處置的一種，目的是為了獲得最大程度的污泥施用率（可高達220～900Dt/ha.a）。污泥連續的施用到土壤中，在土壤中微生物的作用以及不斷進行的降解作用、吸附作用、揮發擴散作用、氧化還原、過濾、滲透等物理化學作用中，污泥中的有機物，包括部分有機污染物質被降解，重金屬被固定去除，土地起到了處理系統作用。由于大量地、重復地施用污泥，專用處置場通常用來種植不進入人類食物鏈的植物，如玉米（用作生產工業酒精、工業原料等），或用來種植草皮及樹木已達到防蝕保土和改善環境（生態林）的作用。盡管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中養分等優點，但是，污泥中也含大量病原菌、寄生蟲（卵），以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來說，污泥要作土地利用處置必須經無毒無害化處理后（污水處理過程的凈化和污泥高溫堆肥），否則，污泥中的有毒有害物會導致土壤或水體污染。污泥用于土地改良與污泥的農用、污泥的園林綠地施用在污泥泥質的要求上應有所不同，由于土地改良可以為污泥的進一步穩定化、礦化提供較長的時間和空間，所以污泥中對土壤不利的指標可以適當放寬一些，有利的指標可以適當降低一些，但污泥土地利用的物理、化學及生物反應過程是一致的：即污泥中含有對土壤植物有益的多種化學元素、有機成分和營養物質；鹽堿地、沙化地、廢棄礦場地、建筑廢渣場地為污泥中殘留的污染物提供一定的穩定化、礦化作用和條件；它們與污泥的礦物組成有較大的相似性；污泥經處理后，具有接近土壤的土力學特性。

3、污泥土地改良的安全性

3.1重金屬及其化合物施用污泥的安全主要指重金屬及其化合物。目前，世界上已經發現的化學元素有109種，其中83中是金屬。比重大于5的稱重金屬，金屬元素與其它元素生成化合物，一般多為硫化物、氯化物或與一氧化碳結合生成的鹽類。全球大氣、水、土壤環境受到自然發生源和人類活動的中金屬污染。由于重金屬本身的系統毒性，造成的污染是危害極大的，有機金屬化合物可通過血腦屏障侵犯神經組織，如鉛、汞、砷等金屬和類金屬中毒；氧化鎘、氧化鉻、三氧化二砷、氧化硒等引起呼吸系統中毒；砷中毒性胃腸炎近似霍亂，氯化鋇、硫酸鎘、硫酸鎂、氯化鋅、銻鹽類等均可引起急性腸胃炎，嚴重著可發生休克；中毒性肝炎由砷、硒、汞、鈹、鋁、鉈等毒物引起；其他如循環系統、泌尿系統、生殖系統、血液和造血系統均可能遭受重金屬入侵而發病；更有甚者，某些重金屬的過量吸入，造成致畸、畸胎、致癌、致突變。重金屬超量會致病，如鉬過量引起的痛風；缺乏也導致疾病，如鋅缺乏導致侏儒、皮膚色素沉著，錳缺乏造成骨骼畸形等。但微量元素和某些重金屬是人體每日必需的，鎘、鉻、鋅、汞、鎳、錳、鉛、銅等是人體組織內常見的重金屬元素。城鎮污水處理廠在污水處理過程中，除了生物合成所需的微量元素外，含在水里大量的重金屬及有毒有害物質，會隨污泥沉積下來，即使污泥經過穩定化處理（包括污泥厭氧消化、好氧消化），重金屬及有毒有害物質也不會得到有效地降解。在污泥用于土地改良時要避免對土壤植物系統、地表水、地下水系統、產生危害，以致對環境和通過土壤—食物鏈對人類健康造成風險。重金屬的毒性對土壤的影響，因其危害程度不同控制其濃度而有所不同，各個國家也因其國情各異。主要重金屬包括Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、As、Zn、Cu、B九項(美國40CFR 503不設B)。我國44個城鎮污水處理廠污泥中重金屬含量統計值，從重金屬九大指標含量統計分析可以看出，一方面除鋅元素普遍超標外，其他重金屬指標均低于國家污泥農用標準（GB4284）；另一方面也說明了我國城鎮污水處理廠污泥中重金屬含量的多寡，因污水廠服務排水范圍內的地域環境、上游污染源、城鎮工業布局、工礦企業生產產品類別等的不同而有較大的差異，重金屬含量時空分布的極不均勻性也是顯而易見的，不但不同地區的差異，即便同一座污水處理廠隨時間變化，重金屬含量最大值與最小值差之千倍萬倍是可能的。美國環境保護局40CFR 503節有關《制備供農田利用或地表處置的污泥》規定“污泥用于農田、牧場、林地、公共場地和填筑地時，污泥污染物限制執行A級或B級標準；在未加襯墊的污泥地表處置場地，污泥泥質也按A級或B級標準” 。我國污泥中鉛、鎳、砷等重金屬含量的最大值均超出控制限制較寬的美國B級標準。

 3.2有機污染物除重金屬外，污水污泥中最大的安全隱患是有機污染指標。有機物、人工化合物、農藥成分等污染元素，80年代的水污染主要是微生物和重金屬污染，國內外在水中可撿出的有機物有2000余種，其中114中具有或被疑具有“三致物質”，我國水源中已經能撿出100種有機污染物。當然污水污泥中同樣也存在隱患。礦物油、苯并（a）芘 、多氯代二笨并二惡英/多氯代二笨并呋喃、可吸附有機鹵化物（AOX）（以Cl計）、多氯聯苯、揮發酚及總氰化物等有機物高聚物污染。礦物油：隨著石油工業的發展，NGW礦物油類的污染越來越嚴重，礦物油使有機體包蓋或窒息，有機體由于攝入油類、烴類（碳氫化合物總稱）化合物和提內類脂肪或其他組織結合，破壞新陳代謝和正常功能，直至死亡。污染物的主要來源是原油的開采、加工、運輸和各種煉制油的使用。土壤中含油達到10000mg/kg時，水稻就會出現類似缺氧的生長和發育的障礙。土壤的嚴重污染會導致石油類的某些成分在糧食中積累，影響糧食品質，并通過食物鏈危害人類健康。揮發酚：酚類屬于可降解有機物。揮發酚是指能隨水蒸汽揮發的酚類，其沸點小于230，通常指一元酚。酚類為原生質毒，屬高度物質。人體攝入一定量的酚時，可出現急性中毒癥狀，長期飲用被酚污染的水，可引起頭暈、出疹瘙癢貧血及各種神經系統疾病。灌溉水中的酚，高濃度時（50～1000mg/l）可影響作物的正常生長和產量，甚至造成作物的死亡。低濃度時（30mg/l）可促使作物增產含酚的污水進入土壤，主要分布在土壤表層，50厘米以下的土層中酚的含量極少。土壤對酚有極強的凈化能力，酚在土壤中的年凈化率在90％以上�？偳杌�物：氰化物是一種劇毒物，對人體的毒性主要是與高鐵細胞氧化酶結合，生成高鐵細胞色素氧化酶而失去傳遞氧的功能，引起組織缺氧窒息。水中含氰達0.30.5mg/l，魚類無法存活。自然界氰化物有較強的自凈作用，氰化物能與溶于水的CO2作用產生HCN排向空氣，水中氰化物在游離氧化下可生成NH4和CO3。自然界中氰化物的來源主要是工業廢水排放的含氰廢水，如電鍍廢水、焦爐和高爐的煤氣洗滌冷卻水、化工廠的含氰廢水以及選礦廢水。土壤中也普遍含有氰化物，并隨土壤的深度增加而遞減，其含量為0.003～0.130mg/kg。天然土壤中的氰化物來自土壤腐殖質。腐殖質是一種復雜的有機化合物，其核心由多元酚聚合而成，并含有一定數量的氮化合物。在土壤微生物的作用下，可生成酚和氰。由于目前國內外對污泥中有機物高聚物污染研究不多，發達國家對污泥中有機污染有一定控制。德國1992年修訂的凈化污泥規程，著重指出對雙羥基喹啉/呋喃、聚合氯化雙苯基、總有機氯化合鹵族（AOX）有害有機物的限制，德國和法國還制定了相關的控制標準。迄今為止的試驗研究證明，通過植物根部有效地吸收和在植物中轉移的二惡英/呋喃及六種重要的PDB衍生物的量很少。對我國城鎮混合污水污泥需從嚴要求，本標準列入苯并（a）芘 、多氯代二笨并二惡英/多氯代二笨并呋喃、可吸附有機鹵化物（AOX）（以Cl計）、多氯聯苯有機污染物的限值。

3.3衛生防疫安全性污泥用于土地利用時，其衛生防疫安全指標極為重要，尤其近些年，全球性的疾病如禽流感、瘋牛病、SARS等的傳播，提高了人們對衛生防疫安全的認識和警惕，2003年我國SARS疾患，在防止傳染和預防的同時，城鎮污水處理廠出水進行了消毒再消毒，甚至污泥采取熱噴滅菌，所以污泥的衛生防疫安全指標的制定有現實和長遠意義。未經滅菌處理的污泥中含有較多的病源微生物和寄生蟲卵，即便消化后的污泥蛔蟲卵也是可觀的。發達國家在污泥土地利用是對病原體和帶菌體有嚴格的要求，例如美國EPA40CFR Part503規定9種病原體的污泥允許水平（污泥的農田利用和土地處置），諸如糞性大腸菌、沙門氏菌書的細菌、腸道病毒和有活力的蛔蟲卵；帶菌體是指動物和昆蟲（鼠類、鳥類和蒼蠅等）它們能潛在的將病源生物從污泥傳染給人類，帶菌體能被污泥的氣味和易腐性所吸引，標準規定了污泥中揮發性固體的降解率，來表征帶菌體吸引的減少指標。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。

40CFR Part503還用大量篇幅提出上述指標的檢測頻率、、取樣和分析的工序，同時提出嚴密的質量保證和質量控制要求，甚至包括記錄保存的規定。美國有些地區在污泥土地衛生學指標控制方面，還增加了保健風險的評價，有沙門氏傷寒菌、骨髓灰質炎病毒等的滅活指標，最低探測極限值為：病毒100傳染單位（IU）/（kg干泥）、蛔蟲卵500可繁殖卵/（kg干泥）、沙門氏菌1000MPN/（kg干泥）、總大腸菌10000 MPN/（kg干泥）（超過106的不大于20％、超過127 MPN/（kg干泥）不得撿出）。表1 我國GB18918污泥穩定處理及美國、法國污泥土地施用過程中病原菌限值衛生防疫指標。表2 美國EPA40CFR Part 503的土地利用泥質的質量限制，美國聯邦政府EPA40CFR Part503對城市污泥的土地利用有嚴格的規定，在《有機固體廢棄物（污泥部分）處置規定》中，經脫水、高溫堆肥無菌化處理后，各項有毒有害物指標達到環境允許標準的為A類，可作肥料、園林植土、生活垃圾填埋坑覆蓋土等所有土地類型；經脫水或部分脫水簡單處理的為B類污泥，只能林業用土，不能直接用于改良糧食作物耕地。表1 我國標準及美國、法國污泥土地施用過程中病原菌限值衛生防疫指標

有資料介紹，對不同污泥處置技術的技經分析得出大致結論如下表：

表3不同污泥處置方式和成本

①泥并含水率80%
5、結束語

近悉，我國有關部門正在編制和陸續出臺有關城鎮污水處理廠污水污泥泥質的系列標準，其中包括污泥用于土地改良的泥質控制指標，這將有利于城鎮污水污泥處理和處置目標的規范化、標準化，不但使污水污泥有效地防止污泥二次污染，而且促進其穩定化、減量化、無害化進而資源化，是節能減排的重要舉措。

作者簡介；張大群