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  • 2023-01-02 08:30:06 发布

【北京中科博联】对《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》地思考

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第25卷第9期中国给水排水Vo.l25No.92009年5月CHINAWATER&WASTEWATERMay2009对城镇污水处理厂污泥处置农用泥质的思考1231456陈同斌,杭世珺,徐云,郑国砥,魏源送,吴启堂,李国学,733189甘一萍,王彤,章亦兵,高定,杜伟,林毅(1.中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心,北京100101;2.北京市市政工程设计研究总院,北京100082;3.中关村国际环保产业促进中心,北京100080;4.中国科学院生态环境研究中心,北京100085;5.华南农业大学资源环境学院,广东广州510642;6.中国农业大学资源与环境学院,北京100193;7.北京城市排水集团,北京100022;8.北京中科博联环境工程有限公司,北京100080;9.广州市水质监测中心,广东广州510010)摘要:2008年制订了城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准,对污泥农用时重金属浓度指标实行分级控制。根据作物试验结果,并结合我国农田土壤的实际情况,对毒性强、危害大的重金属元素从严控制,对毒性和污染风险小的锌和铜,则适当放宽限制;对种植非食用农作物的农田,也适当放宽重金属浓度的限制。另外,增加了污泥中有机污染物、病原菌、腐熟度和污泥施用时间、施用量、禁用区域等方面的具体规定。关键词:污泥;处置;农用泥质;标准中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1000-4602(2009)09-0101-04ThinkingonDisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:theQualityofSludgeUsedinAgriculture12314CHENTongbin,HANGShijun,XUYun,ZHENGGuodi,WEIYuansong,56733WUQitang,LIGuoxue,GANYiping,WANGTong,ZHANGYibing,189GAODing,DUWei,LINYi(1.CenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;2.BeijingGeneralMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Beijing100082,China;3.ZhongguancunInternationalEnvironmentalIndustryPromotionCenter,Beijing100080,China;4.ResearchCenterforEcoEnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;5.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China;6.CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China;7.BeijingDrainageGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China;8.BeijingGreenTechEnvironmentalEngineeringCompany,Beijing100080,China;9.GuangzhouWaterQualityMonitoringCenter,Guangzhou510010,China)基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA06Z384);国家科技支撑计划项目(2006BAD25B03、2006BAJ10B04)101\n第25卷第9期中国给水排水www.watergasheat.comAbstract:DisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:theQualityofSludgeUsedinAgriculturewassetupin2008,whichestablishestherequirementsfortheheavymetalsinsewagesludgewhenappliedtotheland.TherequirementsoftheheavymetalsconcentrationsaredividedintoClassAandClassB,whichdependonthetypesofcropsplantedinagriculturalland.BasedontheexperimentsandtheelementbackgroundoffarmlandinChina,someheavymetalswhosetoxicityismoreharmfultothecropandhumanbodyshouldbestrictlycontrolled.However,someheavymetalssuchasZn,Cuareregulatedwithareasonableconcentrationfortheweaktoxicityandlowrisk.Therequirementsforheavymetalsinsewagesludgeappliedtothecropswhichdonotenterthefoodchaindirectlyarereasonablyrelaxed.Alsoaddedinthisstandardareorganicpollutants,pathogenicbacteria,maturity,applicationquantityandtimelimi,ttheprohibitedappliedareasandsoonforsewagesludgeappliedtotheagriculturalland.Keywords:sewagesludge;disposa;lsludgeforagriculturaluse;standard污泥的处理与处置已经成为我国城市污水处理容量以及污泥的最大投入量等,其标准要比美国的行业发展的限制因素。制定科学的污泥处理与处置稍严格一些。标准是监控污泥处理与处置、选取合理技术路线和相比欧美等国家在污泥的重金属污染控制方面采取有效技术政策的重要前提。我国于1984年颁的法规,我国原来的标准要求过于严格,基本上对各布了农用污泥中污染物控制标准(GB4284种重金属浓度的控制标准值都引用发达国家的最低84),但由于当时缺乏相关的工作基础和科学积累,值,因此该标准也是世界上同类标准中最严格的。目前已经暴露出许多问题。城镇污水处理厂污染但另一方面,原标准对污泥施用地中最多能容纳多物排放标准(GB189182002)对污泥脱水、污泥少重金属却没有明确的规定。考虑到污泥中不同重稳定提出了控制指标。但是,该标准只是污水处理金属的毒性大小以及中国土壤的环境容量等实际情厂污染物的排放标准,而不是污泥农用(土地利用)况,新标准改变了过去根据土壤pH确定重金属浓标准,因此对污泥的土地利用不能进行有效管理。度限量值的做法,而是根据污泥的重金属浓度分为受国家住房和城乡建设部的委托,中国科学院A级和B级。A级和B级污泥分别适用于食物链和地理科学与资源研究所和中关村国际环保产业促进非食物链作物的农田。同时,对单位面积的污泥施中心牵头制订了城镇污水处理厂污泥处置农用泥用量和施用期限进行了限制。质标准。该标准对城镇污水处理厂污泥农用泥质12重金属施用量和施用年限控制指标、取样与监测等作了规定,适用于城镇污水处理关于污泥农用的短期环境效应,国内已经做了厂污泥处置时污泥农用的泥质要求。一些有益的研究。近期的大部分研究表明:施用污1重金属指标泥不会对土壤和作物造成危害。笔者的研究表明,11重金属浓度控制污泥复合肥处理的小麦籽粒中重金属的含量均在国[2][3]控制城市污泥农用的重金属污染问题,最基本家食品卫生标准范围内。李国学等对青菜的的途径就是确定其环境容量。土壤对城市污泥的最研究表明,污泥施用量不高于5%时,青菜地上部的大环境容量通常是以控制城市污泥和土壤中重金属Cu、Zn浓度不会超过国家允许的标准限值(分别为[1][4]浓度或累积量来制定的。10、20mg/kg)。丁文等的大田试验结果表明,施2美国和欧洲都制定了比较完善的防止城市污泥用7500kg/hm的污泥有机肥,马铃薯中的重金属农用污染的法律法规。美国于1993年修订的城市含量未超过国家食品卫生标准的允许范围。丁文[5]污泥土地利用条例中,除规定了污泥中重金属浓度等通过大田试验还发现,施用污泥堆肥可显著提的限量值外,还规定了每年允许从污泥中带入的重高蜜柚产量、改善蜜柚品质,并且果肉中的重金属含金属量和累积总量。欧盟也于1986年制订了相关量均低于食品中污染物限量(GB27622005)的标准,限制污泥中重金属进入农田土壤的最大允许标准限值(水果);在保证污泥质量指标安全的前提102\nwww.watergasheat.com陈同斌,等:对城镇污水处理厂污泥处置农用泥质的思考第25卷第9期3下,长期施用城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土浓度<110MPN/gTS(干质量)或沙门氏菌浓度壤环境产生污染。<3MPN/4gTS(干质量)。B级污泥的病原体标准6国外的部分长期试验表明,长期施用重金属含是满足下述指标:粪大肠菌浓度<210MPN/gTS[6、7]6量较低的污泥并不会造成土壤的重金属污染。(干质量)或<210CFU/gTS(干质量)。但是,由于以前国外的污泥中重金属含量较高,并且在欧盟,污泥农用指令(86/278/EEC)没有规定长期、大量施用,因此在有的长期试验中也确实发现农用污泥中病原体的浓度。但是,为了减少病原体土壤遭重金属污染的问题,但是农产品超标问题并带来的健康风险,欧盟一些国家(法国、意大利、卢不严重。我国城市污泥中的重金属含量普遍低于森堡、波兰等)规定了农用污泥中的病原体浓度(如英、美等发达国家的,而且其中的重金属含量呈逐渐表2所示),规定中最常见的病原体指标是沙门氏降低的趋势。因此,以前国外的研究结论并不适用菌和肠道病毒。于中国。表2欧盟国家污泥中病原体浓度的标准从确保环境安全的角度考虑,在对未来的环境Tab.2EuropeanUnionsrequirementforpathogeninsewagesludge风险不明的情况下,需要审慎地规定污泥的施用量和施用年限,以确保农田土壤不被污染。待研究成项目沙门氏菌其他病原体8MPN/10g肠道病毒:3MPCN/10g(干质量)果有更多的积累之后,再确定(放宽)污泥农用泥质法国(干质量)蠕虫卵:3MPN/10g(干质量)标准中的施用量和施用年限。1000MPN/g意大利2有机污染物指标(干质量)国内城市污泥中均检测到多种PAHs化合物。肠细菌:100MPN/g(干质量);卢森堡在2000年前,有相当部分(>60%)城市污泥的没有传染性的蠕虫卵PAHs总含量>6.0mg/kg[8],但近几年北京和长江若污泥中含有沙门波兰寄生虫:10MPN/kg(干质量)氏菌,不能进行农用三角洲等区域的绝大部分(95%以上)城市污泥中[9]我国原来的农用污泥中污染物控制标准没PAHs总含量<6.0mg/kg。城镇污水处理厂污有规定病原体指标,但我国于1987年颁布的粪便泥处置农用泥质建议采用的标准如表1所示。表1农用泥质中有机污染物的控制指标无害化卫生标准(GB795987)明确要求病原体Tab.1Requirementfororganicpollutantsinsludgefor达到下述标准:蛔虫卵死亡率为95%~100%;粪大-1agriculturalusemgkg干污泥肠菌值为0.1~0.01。根据国内外有关污泥病原体最高允许含量的标准,结合国内污泥农用的现状,污泥农用泥质标项目A级B级准拟采用如下两项指标:粪大肠菌值>0.01;矿物油5003000蠕虫卵死亡率>95%。苯并(a)芘23多环芳烃(PAHs)564结语注:多环芳烃包括苊、菲、芴、荧蒽、芘、苯并[b]荧蒽、新制定的城镇污水处理厂污泥处置农用泥苯并[j]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[ghi]苝、茚并[1,2,3c,d]芘,参考欧盟建议标质标准对重金属、有机污染物、病原菌、腐熟度、施准。用作物、施用周期、最大施用量等指标进行了规定。3病原微生物指标针对食物链和非食物链的作物制订不同重金属浓度污泥中的病原体主要有五类:病毒、细菌、真菌、的控制指标;对毒性强、危害大的重金属从严控制,原生动物、蠕虫,有的病原体可通过直接或间接暴露对土壤污染风险小的重金属则适当放宽限制。途径进入人体。因此,在污泥进行农业利用时,必须重视污泥中的病原体。参考文献:[10]美国环保署的503法案根据污泥中的病[1]陈同斌,黄启飞,高定,等.中国城市污泥的重金属含原体浓度,将污泥分为两级:A级和B级。A级污泥量及其变化趋势[J].环境科学学报,2003,23(5):的病原体标准是满足下述两个指标之一:粪大肠菌561-569.(下转第108页)103\n第25卷第9期中国给水排水www.watergasheat.com我国在污泥土地利用方面的标准不完善,要加快制38(8):1925-1935.定新的污泥土地利用标准,摆脱不适应我国国情的[6]HackettGAR,EastonCA,DuffSJB.Compostingof污泥土地利用标准对污泥堆肥产业化的束缚;最重pulpandpapermillflyashwithwastewatertreatment要的是国家要承担起污泥处理与处置的主体责任,sludge[J].BioresourTechno,l1999,70(3):217-224.在污泥处理与处置费用、相关财政政策等方面,制定[7]蔡全英,莫测辉,吴启堂,等.城市污泥堆肥处理过程中有机污染物的变化[J].农业环境保护,2001,20有关污泥堆肥处理建设和运行的保障性鼓励措施。(3):186-189.[8]陈同斌,郑国砥,高定,等.关于农用污泥中污染物参考文献:[1]陈同斌,黄启飞,高定,等.中国城市污泥的重金属含控制标准中锌限量值的讨论[J].环境科学学报,量及其变化趋势[J].环境科学学报,2003,23(5):2007,27(7):1057-1065.561-569.[9]蔡全英,莫测辉,朱夕珍,等.城市污泥对通菜水稻[2]高定,郑国砥,陈同斌,等.堆肥处理对排水污泥中重土中有机污染物的累积效应[J].中国环境科学,金属的钝化作用[J].中国给水排水,2007,23(4):72003,23(3):321-326.-10.[10]蔡全英,王伯光.城市污泥和土壤中苯并(a)芘的初[3]赵永富,郑正,袁守军,等.污泥辐照处理后农用的卫步研究[J].应用生态学报,2001,12(5):769-772.生化研究[J].核农学报,2005,19(2):129-133.[11]杭世珺,陈吉宁,郑兴灿,等.污泥处理处置的认识误[4]罗宇煊,张甲耀,马瑛.有害废物堆肥技术及堆肥生区与控制对策[J].中国环保产业,2005,(3):11-态系统研究进展[J].上海环境科学,1999,18(10):14.478-480.[5]LazzariL,SperniL,SalizzatoM,etal.Gaschromatographicdeterminationoforganicmicropollutantsinsam电话:(010)64889080plesofsewagesludgeandcompost:BehaviourofPCBE-mail:chentb@igsnrr.ac.cnandPAHduringcomposting[J].Chemosphere,1999,收稿日期:2009-01-22(上接第103页)[2]陈同斌,李艳霞,金燕,等.城市污泥复合肥的肥效及sludgeamendments[J].BiologyandFertilityofSoils,其对小麦重金属吸收的影响[J].生态学报,2002,221999,30(1-2):160-167.(5):643-648.[8]CaiQY,MoCH,WuQT,etal.Occurrenceoforganic[3]李国学,黄焕忠,黄铭洪.施用污泥堆肥对土壤和青contaminantsinsewagesludgesfromelevenwastewater菜(Brassicachinensis)重金属积累特性的影响[J].中treatmentplants,China[J].Chemosphere,2007,68国农业大学学报,1998,3(1):113-118.(9):1751-1762.[4]丁文,王海勤.城市污泥有机肥对马铃薯产量和品质[9]DaiJ,XuM,ChenJ,etal.PCDD/F,PAHandheavy及重金属吸收的影响[J].中国农学通报,2005,21metalsinthesewagesludgefromsixwastewatertreat(12):254-256.mentplantsinBeijing,China[J].Chemosphere,2007,[5]丁文.琯溪蜜柚施用漳州城市污泥堆肥的研究[J].66(2):353-361.安全与环境学报,2006,6(5):56-59.[10]EPA/831B93002b.LandApplicationofSewage[6]PinamontiF,StringariG,GasperiF,etal.TheuseofSludge[S].compost:itseffectsonheavymetallevelsinsoilandplants[J].Resources,ConservationandRecycling,电话:(010)648890801997,21(2):129-143.[7]JohanssonM,StenbergB,TorstenssonL.MicrobiologicalE-mail:chentb@igsnrr.ac.cnandchemicalchangesintwoarablesoilsafterlongterm收稿日期:2008-12-13108