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污泥堆肥化及其在园林植物中的利用
（广州市园林科学研究所510405） |
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关键词：污泥堆肥 园林植物 园林土壤 基 质 我国近期内城市污泥的排放数量巨大，然而与污水处理事业极不相适应的是，浓缩了污水中 85％以上有害物质的污泥却一直未能得到妥善处置。污泥的不规范处置已成为我国土壤和水环境中一个新的污染源，部分抵消了污水处理厂净化环境的功效，严重制约了污水处理事业的健康发展。目前，世界各国处置城市污泥的方法主要有焚烧、填埋和土地利用三种方式，但基于处置费用和废物再生利用的考虑污泥的土地利用是当前国际上污泥处置的最重要途径（薛澄泽等，1997）。 广州市园林绿化种植用土一般取自于山地和农田，每年用量巨大，这不仅破坏农田生态系统，而且违背国家保护农田的政策，目前已经有部分城市为保护农业生态环境，禁止向农田取土用于园林绿化建设。但城市绿化又必须采用客土，所以就必须有新的来源。目前由于对绿化用土重视不够，往往采用建筑淤泥作为种植土，致使土壤质量普遍低下，同时种植上标准不容易把握，甚至直接在建筑垃圾上稍加平整之后就种植园林植物，导致植物长势不良、出现早衰、养护管理困难等问题，制约了园林绿化质量的提高。因而，研究污泥堆肥对园林植物生长以及对土壤环境的影响，科学合理地指导污泥堆肥的施用，有非常大的意义。 一、污泥的墓本性质和堆肥化 1、污泥的基本性质 大多数研究者的研究结果表明，（l）城市污泥含有机质、氮、磷较高，供月肥能力相对较强，是一个很好的有积肥源（周立祥等，1997）。（2）城市污泥含钾普遍很低，通常在0.3－0.7％左右。（3）污泥中浓缩有各种重金属，其含量通常高于土壤背景值的10－40倍，对照我国农用污泥污染物的控制标准，污泥中超标最严重的是2n，其它元素含量大部分低于控制标准。（4）城市污泥中含有多种病原菌、病毒和寄生虫等（周立祥等，l995）。（5）据报道，污泥还可能含有各种各样的有机污染物，如 PCB、PAH等，但大多数含量极低，在 PPb－ppm级（Wang等，1999）。 2、污泥的堆肥化技术 污泥堆肥化发酵工艺的研究已有30多年的历史（芦杰等，1992），其基本流程见下图。 高温好氧堆肥化是广为采用的污泥堆式。一般在脱水污泥中加蓬松剂掺混，以降低堆肥原料的含水率、改善通气条件和提高C／N比，以利于微生物的繁殖。通过翻堆或强制通风，污泥堆肥能很快从中温阶段（20－40℃）向高温阶段（55－65℃）转变，利用此过程中产生的高温，杀死绝大多数病原物，随后温度逐渐降低，污泥也趋于腐熟，30天左右便可以完成堆肥周期。成品含水率可降低至40％以下，外观呈黑色腐殖质状，结构疏松，容重减小，恶臭去除，大肠杆菌和寄生虫卵等几乎全部杀灭。在堆肥化过程中，有机质含量、水分、蓬松剂配比。温度、C／N比、PH值、通风供氧条件、C／P比等在一定程度上都会影响其堆肥效果。 3、污泥堆肥在园林植物中利用的潜力 城市园林绿化建设飞速发展，绿化工程的质量要求越来越高，需要大量的优质价廉的种植土。污泥含有有机质、氮、磷较高，氮、磷含量大大高于普通农家肥猪牛粪，而和优质的农家肥鸡粪相当；同时含有多种植物生长所必需的微量元素，如 Ca、St、Mn、B、S等。合理施用污泥可培肥地力，提供植物生长所需养分，因此开辟污泥的土地利用途径具有重要意义。因此，在保证环境安全的前提下，污泥堆肥在园林植物的利用方面具有很大的市场。 二、污泥堆肥在园林植物中的利用 1、污泥堆肥开发成园林花卉、草坪基质 基质栽培是无土栽培中投资最少的栽培方式（李天林，1999），栽培面积越来越大。目前我国温室栽培的基质多用泥炭再混配一些蛙石。珍珠岩等而成。泥炭资源有限，泥炭土可以固定空气中的C02，大量开采使空气中的C02浓度升高，使地球变暖（张增强等2000），同时运输困难，价格较高。蛙石、珍珠岩多用于建材行业，价格昂贵。同时，研究发现，纯泥炭基质可以诱发植物多种病害。因而亟需一种优质廉价的新型基质。在目前市场上的一些常规基质中，以有机废弃物堆肥的价格最低（李天林，1999）。污泥作为有机废弃物的一部分，其堆肥结构疏松，性质稳定，无病原物污染，含有丰富 的氮、磷等大量元素和微量元素铁、锰、铜、锌 等，用作有机栽培基质，不仅能保证作物生长期 的营养需求，而且其中的微量元素对作物生长具有一定的促进作用。 国内的一些研究表明：基质中含有适量的污泥堆肥，能明显提高黑麦草的地上和地下生物量和叶绿素含量，促进叶片对氮的吸收，提高草坪的质量（李艳霞等，2002）；3种花卉（旱荷花、美人蕉及龟背竹）和5种草坪草（黑麦草、紫羊茅、匍枝剪股颖、马尼拉草及白三叶）施用污泥堆肥后，花卉的开花时间提前，花期延长，开花量增加，草坪草的生物量增大，绿色期延长，土壤理化性质有明显改善（张增强等，1996）；也有利于促进月季等花卉的生长（张天红等，1994）。 国外的研究表明：在含有污泥堆肥的生长基质中，一品红、菊花以及百合花的长势较对照好，它们的花径大、开花量多、花色艳丽、花期也长（Shanks等，1984），因而利用污泥堆肥开发园林花卉、草坪基质具有市场潜力。 污泥堆肥作为植物的生长基质是一个重要发展方向，但要明确研究的问题是：（l）污泥堆肥能否完全满足植物生长期的营养需要，是否对所有园林花卉、草坪草都适用。（2）污泥堆肥用作栽培基质是否需要外加泥炭、珍珠岩等物质。（3）污泥堆肥在不同类型基质中的最适含量。 2、污泥堆肥对园林树木生长的影响 园林绿化种植用土一般质量较差，甚至不适合植物的生长，导致植物长势不良、早衰及养护管理困难等问题。污泥堆肥基质的物理、化学、生物学性状等同或优于泥炭土，可以降低培育成本，促进苗木生长。大量的研究表明：污泥堆肥用作园林植物基质，可提高苗木质量，有利于促进国槐、白蜡、本模、大叶黄杨等灌木、乔木和花卉的生长，表现在地径和生物量明显增加或花期延长、开花量和挂果量增大等，土壤的理化性质也有明显的改善（张增强等1995，23（6）。此外，我们的研究结果表明，利用污泥堆肥作为树木容器苗的基质可以促进苗木的高度和胸径的增长，提高成活率，并且植物的树型恢复较快，污泥堆肥应用在东深供水绿化工程、广州南沙等绿地均表现明显的效果。 国外早在70，8O年代就开展了树木对污泥 堆肥的生长影响的试验。研究结果表明，在施用污泥堆肥的土地中，黑杨树经过一个生长季节，地径、地上部分生物量比不施用污泥的对照明显的增大，而除红杉在第一年的生物量比对照低外，其它五种针叶树种都有明显的生长影响，并且树叶的N、P、K的含量均比对照的高(Bledsoe C S等，1981）。其它学者也研究发现，污泥堆肥对一些树种具有非常显著的生长效应，对另一些树种却不明显，这可能与树种的生物习性和污泥堆肥的施用量、施用方法等因素有关。 三、污泥堆肥对土壤环境的影响 国内外的多数研究表明，污泥堆肥可以增加土壤有效态氮、有效磷，有机质含量增大，可交换态K、Ca、Mg的浓度明显增大，土壤CEC也随之显著增大，土壤有益菌的数量增加，对土壤传播的植物病原菌有明显的抑制作用，并且施用污泥堆肥后，土壤酶（磷酸酶、硫酸酶、腮酶及脱氨基酶等）的活性显著增强。 园林绿地施用污泥堆肥的试验表明：径流和渗滤水中硝酸盐的增加是最主要的污染问题，但污泥堆肥施用量控制在 50 吨/hm2以内不会对地表水和地下水产生不良的影响，污泥堆肥中的重金属和有机污染物也不会对径流和渗滤产生明显的不良影响（曹仁林等，1997）。 研究表明，污泥堆肥应用于城市园林建设，只要控制污泥堆肥的用量，保证污泥堆肥的质量并科学合理的施用，不会引起植物的毒性反应，不会引起土壤、地表水和地下水的污染，对N03－N淋溶与地面径流没有明显的影响，不会对环境造成污染危害；而且应用于园林绿地建设，避开了食物链，不会影响人体的健康。 四、结语 我国是一个农业大国，经济技术还不发达，技术简单、成本低廉、人工机械操作方便的污泥堆肥在我国有相当广泛的应用前景。随着经济和城市建设的飞速发展，人们生活质量的提高,林花卉草坪、绿化行业发展迅速，基质市场十分看好，就目前情况来看，用污泥堆肥产品替代价格昂贵的泥炭作为园林花卉基质的主要原料，或开发成商业性草坪营养基质市场潜力较大，比较符合当前中国的经济条件，而且可以避免进人食物链，环境安全。
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