第25卷 第9期中国给水排水Vol.25No.9
2009年5月CHINAWATER&WASTEWATERMay2009
对《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》的思考
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
1
2
3
1
4
5
6
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,度指标实行分级控制。根据作物试验结果,,、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,田,也适当放宽重金属浓度的限制。另外,、间、施用量、。 关键词: ::B 文章编号:1000-4602(2009)09-0101-04
ThinkingonDisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:
theQualityofSludgeUsedinAgriculture
12314
CHENTong2bin, HANGShi2jun, XUYun, ZHENGGuo2di, WEIYuan2song,
56733
WUQi2tang, LIGuo2xue, GANYi2ping, WANGTong, ZHANGYi2bing,
189
GAODing, DUWei, LINYi
(1.CenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;2.BeijingGeneralMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Beijing100082,China;3.ZhongguancunInternationalEnvironmentalIndustryPromotionCenter,Beijing100080,China;4.ResearchCenterforEco2EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;5.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China;6.CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing
100193,China;7.BeijingDrainageGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China;8.BeijingGreenTech
EnvironmentalEngineeringCompany,Beijing100080,China;9.GuangzhouWaterQuality
MonitoringCenter,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)
第25卷 第9期 中国给水排水 www.watergasheat.com
Abstract: DisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:theQualityofSludge
UsedinAgriculturewassetupin2008,whichestablishestherequirementsfortheheavymetalsinsewagesludgewhenappliedtotheland.TherequirementsoftheheavymetalsconcentrationsaredividedintoClassAandClassB,whichdependonthetypesofcropsplantedinagriculturalland.Basedontheex2perimentsandtheelementbackgroundoffarmlandinChina,someheavymetalswhosetoxicityismoreharmfultothecropandhumanbodyshouldbestrictlycontrolled.However,someheavymetalssuchasZn,Cuareregulatedwithareasonableconcentrationfortheweaktoxicityandlowrisk.Therequirementsforheavymetalsinsewagesludgeappliedtothecropswhichdonotenterthefoodchaindirectlyarerea2sonablyrelaxed.Alsoaddedinthisstandardareorganicpollutants,pathogenicbacteria,maturity,appli2cationquantityandtimelimit,theprohibitedappliedareasandsoonforsewagesludgeappliedtotheag2riculturalland.
Keywords: sewagesludge; disposal; sludgeforagriculturaluse; standard 污泥的处理与处置已经成为我国城市污水处理行业发展的限制因素。制定科学的污泥处理与处置标准是监控污泥处理与处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。我国于1984年颁布了《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84),目前已经暴露出许多问题。《(GB)物排放标准》,(土地利用)标准,因此对污泥的土地利用不能进行有效管理。
受国家住房和城乡建设部的委托,中国科学院地理科学与资源研究所和中关村国际环保产业促进中心牵头制订了《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准。该标准对城镇污水处理厂污泥农用泥质指标、取样与监测等作了规定,适用于城镇污水处理厂污泥处置时污泥农用的泥质要求。
容量以及污泥的最大投入量等,其标准要比美国的稍严格一些。
的法规,,基本上对各。。考虑到污泥中不同重金属的毒性大小以及中国土壤的环境容量等实际情况,新标准改变了过去根据土壤pH确定重金属浓度限量值的做法,而是根据污泥的重金属浓度分为A级和B级。A级和B级污泥分别适用于食物链和
非食物链作物的农田。同时,对单位面积的污泥施用量和施用期限进行了限制。112 重金属施用量和施用年限控制
关于污泥农用的短期环境效应,国内已经做了一些有益的研究。近期的大部分研究表明:施用污泥不会对土壤和作物造成危害。笔者的研究表明,污泥复合肥处理的小麦籽粒中重金属的含量均在国
[2][3]
家食品卫生标准范围内。李国学等对青菜的研究表明,污泥施用量不高于5%时,青菜地上部的Cu、Zn浓度不会超过国家允许的标准限值(分别为
[4]
10、20mg/kg)。丁文等的大田试验结果表明,施用7500kg/hm的污泥有机肥,马铃薯中的重金属含量未超过国家食品卫生标准的允许范围。丁文[5]
等通过大田试验还发现,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质,并且果肉中的重金属含
(GB2762—2005)的量均低于《食品中污染物限量》
标准限值(水果);在保证污泥质量指标安全的前提
2
重金属指标1
111 重金属浓度控制
控制城市污泥农用的重金属污染问题,最基本的途径就是确定其环境容量。土壤对城市污泥的最大环境容量通常是以控制城市污泥和土壤中重金属
[1]
浓度或累积量来制定的。
美国和欧洲都制定了比较完善的防止城市污泥农用污染的法律法规。美国于1993年修订的城市污泥土地利用条例中,除规定了污泥中重金属浓度的限量值外,还规定了每年允许从污泥中带入的重金属量和累积总量。欧盟也于1986年制订了相关标准,限制污泥中重金属进入农田土壤的最大允许
www.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
下,长期施用城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土壤环境产生污染。
国外的部分长期试验表明,长期施用重金属含
[6、7]
量较低的污泥并不会造成土壤的重金属污染。但是,由于以前国外的污泥中重金属含量较高,并且长期、大量施用,因此在有的长期试验中也确实发现土壤遭重金属污染的问题,但是农产品超标问题并不严重。我国城市污泥中的重金属含量普遍低于英、美等发达国家的,而且其中的重金属含量呈逐渐降低的趋势。因此,以前国外的研究结论并不适用于中国。
从确保环境安全的角度考虑,在对未来的环境风险不明的情况下,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。待研究成果有更多的积累之后,再确定(放宽)污泥农用泥质标准中的施用量和施用年限。
3
浓度
6
是满足下述指标:粪大肠菌浓度
6
(干质量)或
在欧盟,污泥农用指令(86/278/EEC)没有规定
农用污泥中病原体的浓度。但是,为了减少病原体带来的健康风险,欧盟一些国家(法国、意大利、卢森堡、波兰等)规定了农用污泥中的病原体浓度(如表2所示),规定中最常见的病原体指标是沙门氏菌和肠道病毒。
表2 欧盟国家污泥中病原体浓度的标准
Tab.2 EuropeanUnion’srequirementforpathogeninsewage
sludge
项目法国沙门氏菌
8MPN/10g
(干质量)1000MPN/g()
其他病原体
:3MPCN/10g(干质量蠕虫卵:3MPN/10g(干质量)
有机污染物指标2
国内城市污泥中均检测到多种PAHs化合物。在2000年前,有相当部分(>60%)城市污泥[8]
PAHs总含量>6.0mg/kg,(PAHs总含量:N/g(干质量);
寄生虫:10MPN/kg(干质量)
,不能进行农用
泥处置农用泥质1所示。
表1 农用泥质中有机污染物的控制指标
Tab.1 Requirementfororganicpollutantsinsludgefor
agriculturaluse
mg・kg干污泥
-1
我国原来的《农用污泥中污染物控制标准》没
有规定病原体指标,但我国于1987年颁布的《粪便
(GB7959—87)明确要求病原体无害化卫生标准》
达到下述标准:蛔虫卵死亡率为95%～100%;粪大
肠菌值为0.1～0.01。根据国内外有关污泥病原体的标准,结合国内污泥农用的现状,污泥农用泥质标准拟采用如下两项指标:①粪大肠菌值>0.01;②蠕虫卵死亡率>95%。
4 结语
项 目矿物油
苯并(a)芘多环芳烃(PAHs)
最高允许含量A级B级[1**********]
注: 多环芳烃包括苊、菲、芴、荧蒽、芘、苯并[b]荧蒽苯并[j]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[ghi]苝、茚并[1,2,32c,d]芘,参考欧盟建议标准。
新制定的《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准对重金属、有机污染物、病原菌、腐熟度、施用作物、施用周期、最大施用量等指标进行了规定。针对食物链和非食物链的作物制订不同重金属浓度的控制指标;对毒性强、危害大的重金属从严控制,对土壤污染风险小的重金属则适当放宽限制。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
病原微生物指标3
污泥中的病原体主要有五类:病毒、细菌、真菌、
原生动物、蠕虫,有的病原体可通过直接或间接暴露途径进入人体。因此,在污泥进行农业利用时,必须重视污泥中的病原体。
美国环保署的“503法案”根据污泥中的病原体浓度,将污泥分为两级:A级和B级。A级污泥的病原体标准是满足下述两个指标之一:粪大肠菌
[10]
量及其变化趋势[J].环境科学学报,2003,23(5):
561-569.
(下转第108页)
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,要加快制定新的污泥土地利用标准,摆脱不适应我国国情的污泥土地利用标准对污泥堆肥产业化的束缚;最重要的是国家要承担起污泥处理与处置的主体责任,在污泥处理与处置费用、相关财政政策等方面,制定有关污泥堆肥处理建设和运行的保障性鼓励措施。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
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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
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LandApplicationofSewage
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Resources,ConservationandRecycling,
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[7] JohanssonM,StenbergB,TorstenssonL.Microbiological
andchemicalchangesintwoarablesoilsafterlong2term
电话:(010)64889080
E-mail:[email protected]
收稿日期:2008-12-13
第25卷 第9期中国给水排水Vol.25No.9
2009年5月CHINAWATER&WASTEWATERMay2009
对《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》的思考
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
1
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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,度指标实行分级控制。根据作物试验结果,,、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,田,也适当放宽重金属浓度的限制。另外,、间、施用量、。 关键词: ::B 文章编号:1000-4602(2009)09-0101-04
ThinkingonDisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:
theQualityofSludgeUsedinAgriculture
12314
CHENTong2bin, HANGShi2jun, XUYun, ZHENGGuo2di, WEIYuan2song,
56733
WUQi2tang, LIGuo2xue, GANYi2ping, WANGTong, ZHANGYi2bing,
189
GAODing, DUWei, LINYi
(1.CenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;2.BeijingGeneralMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Beijing100082,China;3.ZhongguancunInternationalEnvironmentalIndustryPromotionCenter,Beijing100080,China;4.ResearchCenterforEco2EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;5.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China;6.CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing
100193,China;7.BeijingDrainageGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China;8.BeijingGreenTech
EnvironmentalEngineeringCompany,Beijing100080,China;9.GuangzhouWaterQuality
MonitoringCenter,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)
第25卷 第9期 中国给水排水 www.watergasheat.com
Abstract: DisposalofSludgefromMunicipalWastewaterTreatmentPlant:theQualityofSludge
UsedinAgriculturewassetupin2008,whichestablishestherequirementsfortheheavymetalsinsewagesludgewhenappliedtotheland.TherequirementsoftheheavymetalsconcentrationsaredividedintoClassAandClassB,whichdependonthetypesofcropsplantedinagriculturalland.Basedontheex2perimentsandtheelementbackgroundoffarmlandinChina,someheavymetalswhosetoxicityismoreharmfultothecropandhumanbodyshouldbestrictlycontrolled.However,someheavymetalssuchasZn,Cuareregulatedwithareasonableconcentrationfortheweaktoxicityandlowrisk.Therequirementsforheavymetalsinsewagesludgeappliedtothecropswhichdonotenterthefoodchaindirectlyarerea2sonablyrelaxed.Alsoaddedinthisstandardareorganicpollutants,pathogenicbacteria,maturity,appli2cationquantityandtimelimit,theprohibitedappliedareasandsoonforsewagesludgeappliedtotheag2riculturalland.
Keywords: sewagesludge; disposal; sludgeforagriculturaluse; standard 污泥的处理与处置已经成为我国城市污水处理行业发展的限制因素。制定科学的污泥处理与处置标准是监控污泥处理与处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。我国于1984年颁布了《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84),目前已经暴露出许多问题。《(GB)物排放标准》,(土地利用)标准,因此对污泥的土地利用不能进行有效管理。
受国家住房和城乡建设部的委托,中国科学院地理科学与资源研究所和中关村国际环保产业促进中心牵头制订了《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准。该标准对城镇污水处理厂污泥农用泥质指标、取样与监测等作了规定,适用于城镇污水处理厂污泥处置时污泥农用的泥质要求。
容量以及污泥的最大投入量等,其标准要比美国的稍严格一些。
的法规,,基本上对各。。考虑到污泥中不同重金属的毒性大小以及中国土壤的环境容量等实际情况,新标准改变了过去根据土壤pH确定重金属浓度限量值的做法,而是根据污泥的重金属浓度分为A级和B级。A级和B级污泥分别适用于食物链和
非食物链作物的农田。同时,对单位面积的污泥施用量和施用期限进行了限制。112 重金属施用量和施用年限控制
关于污泥农用的短期环境效应,国内已经做了一些有益的研究。近期的大部分研究表明:施用污泥不会对土壤和作物造成危害。笔者的研究表明,污泥复合肥处理的小麦籽粒中重金属的含量均在国
[2][3]
家食品卫生标准范围内。李国学等对青菜的研究表明,污泥施用量不高于5%时,青菜地上部的Cu、Zn浓度不会超过国家允许的标准限值(分别为
[4]
10、20mg/kg)。丁文等的大田试验结果表明,施用7500kg/hm的污泥有机肥,马铃薯中的重金属含量未超过国家食品卫生标准的允许范围。丁文[5]
等通过大田试验还发现,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质,并且果肉中的重金属含
(GB2762—2005)的量均低于《食品中污染物限量》
标准限值(水果);在保证污泥质量指标安全的前提
2
重金属指标1
111 重金属浓度控制
控制城市污泥农用的重金属污染问题,最基本的途径就是确定其环境容量。土壤对城市污泥的最大环境容量通常是以控制城市污泥和土壤中重金属
[1]
浓度或累积量来制定的。
美国和欧洲都制定了比较完善的防止城市污泥农用污染的法律法规。美国于1993年修订的城市污泥土地利用条例中,除规定了污泥中重金属浓度的限量值外,还规定了每年允许从污泥中带入的重金属量和累积总量。欧盟也于1986年制订了相关标准,限制污泥中重金属进入农田土壤的最大允许
www.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
下,长期施用城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土壤环境产生污染。
国外的部分长期试验表明,长期施用重金属含
[6、7]
量较低的污泥并不会造成土壤的重金属污染。但是,由于以前国外的污泥中重金属含量较高,并且长期、大量施用,因此在有的长期试验中也确实发现土壤遭重金属污染的问题,但是农产品超标问题并不严重。我国城市污泥中的重金属含量普遍低于英、美等发达国家的,而且其中的重金属含量呈逐渐降低的趋势。因此,以前国外的研究结论并不适用于中国。
从确保环境安全的角度考虑,在对未来的环境风险不明的情况下,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。待研究成果有更多的积累之后,再确定(放宽)污泥农用泥质标准中的施用量和施用年限。
3
浓度
6
是满足下述指标:粪大肠菌浓度
6
(干质量)或
在欧盟,污泥农用指令(86/278/EEC)没有规定
农用污泥中病原体的浓度。但是,为了减少病原体带来的健康风险,欧盟一些国家(法国、意大利、卢森堡、波兰等)规定了农用污泥中的病原体浓度(如表2所示),规定中最常见的病原体指标是沙门氏菌和肠道病毒。
表2 欧盟国家污泥中病原体浓度的标准
Tab.2 EuropeanUnion’srequirementforpathogeninsewage
sludge
项目法国沙门氏菌
8MPN/10g
(干质量)1000MPN/g()
其他病原体
:3MPCN/10g(干质量蠕虫卵:3MPN/10g(干质量)
有机污染物指标2
国内城市污泥中均检测到多种PAHs化合物。在2000年前,有相当部分(>60%)城市污泥[8]
PAHs总含量>6.0mg/kg,(PAHs总含量:N/g(干质量);
寄生虫:10MPN/kg(干质量)
,不能进行农用
泥处置农用泥质1所示。
表1 农用泥质中有机污染物的控制指标
Tab.1 Requirementfororganicpollutantsinsludgefor
agriculturaluse
mg・kg干污泥
-1
我国原来的《农用污泥中污染物控制标准》没
有规定病原体指标,但我国于1987年颁布的《粪便
(GB7959—87)明确要求病原体无害化卫生标准》
达到下述标准:蛔虫卵死亡率为95%～100%;粪大
肠菌值为0.1～0.01。根据国内外有关污泥病原体的标准,结合国内污泥农用的现状,污泥农用泥质标准拟采用如下两项指标:①粪大肠菌值>0.01;②蠕虫卵死亡率>95%。
4 结语
项 目矿物油
苯并(a)芘多环芳烃(PAHs)
最高允许含量A级B级[1**********]
注: 多环芳烃包括苊、菲、芴、荧蒽、芘、苯并[b]荧蒽苯并[j]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、苯并[ghi]苝、茚并[1,2,32c,d]芘,参考欧盟建议标准。
新制定的《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准对重金属、有机污染物、病原菌、腐熟度、施用作物、施用周期、最大施用量等指标进行了规定。针对食物链和非食物链的作物制订不同重金属浓度的控制指标;对毒性强、危害大的重金属从严控制,对土壤污染风险小的重金属则适当放宽限制。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
病原微生物指标3
污泥中的病原体主要有五类:病毒、细菌、真菌、
原生动物、蠕虫,有的病原体可通过直接或间接暴露途径进入人体。因此,在污泥进行农业利用时,必须重视污泥中的病原体。
美国环保署的“503法案”根据污泥中的病原体浓度,将污泥分为两级:A级和B级。A级污泥的病原体标准是满足下述两个指标之一:粪大肠菌
[10]
量及其变化趋势[J].环境科学学报,2003,23(5):
561-569.
(下转第108页)
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,要加快制定新的污泥土地利用标准,摆脱不适应我国国情的污泥土地利用标准对污泥堆肥产业化的束缚;最重要的是国家要承担起污泥处理与处置的主体责任,在污泥处理与处置费用、相关财政政策等方面,制定有关污泥堆肥处理建设和运行的保障性鼓励措施。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
38(8):1925-1935.
[6] HackettGAR,EastonCA,DuffSJB.Compostingof
pulpandpapermillflyashwithwastewatertreatmentsludge[J].BioresourTechnol,1999,70(3):217-224.
[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
(3):186-189.
[8] 陈同斌,郑国砥,高定,等.关于《农用污泥中污染物
控制标准》中锌限量值的讨论[J].环境科学学报,
2007,27(7):1057-1065.
[9] 蔡全英,莫测辉,朱夕珍,等.城市污泥对通菜—水稻
量及其变化趋势[J].环境科学学报,2003,23(5):
561-569.
[2] 高定,郑国砥,陈同斌,等.堆肥处理对排水污泥中重
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收稿日期:2008-12-13