河湖淤泥土地利用研究進展

崔衛方，周海云，許龍奕，鄒明璟，董光輝

(1.江蘇省環科院環境科技有限責任公司，江蘇 南京 210019；2.江蘇省環境工程技術有限公司，江蘇 南京 210019；3.西南交通大學，四川 成都 614202)

河湖環保疏浚是以減少底泥內源污染為目標，采用機械的方式，將富含污染物（如重金屬和有機污染物等）的河湖上層沉積物進行定量、精確、有效、安全的清除技術，并為水生生物的恢復創造條件[1]。我國有超過90%的城市河湖水體存在不同程度的污染，而環保清淤是去除污染底泥，治理河湖污染的主要手段，并且環保清淤工程逐年增加，已對太湖、滇池、巢湖等100多個湖庫的富營養化進行控制、黑臭治理與生態修復中發揮了一定的積極作用[2]。如太湖首輪清淤3 000多萬方，2018年至2020年第二輪太湖西岸清淤總量已達320萬方。淤泥主要利用臨時堆場堆放，耗時長、效果慢、占地大、環境風險高，給沿湖地區土地資源利用帶來了巨大壓力，如何使之進行減量化、無害化、資源化，已成為制約河湖生態清淤順利推進的關鍵因素。

1 清淤淤泥的基本性質

環保疏浚淤泥的主要特點如下：①含水率高。新清淤泥含水率普遍在50%以上，堆場原位堆積3年左右后，表面往下約30 cm深處仍處于沼澤狀。②粒徑細。徐楊等[4]取南京內秦淮河疏浚淤泥進行粒徑分析得出，粘粒(<0.005 mm)含量為16.7%，粉粒(0.005～0.074 mm)含量為74.7%，砂粒(>0.074 mm)含量為8.6%。③有機質與重金屬含量差異較大。本文選取三個不同太湖清淤地點（1#、2#、3#）的淤泥進行了重金屬和有機質的檢測，結果顯示有機物含量差異達65%，詳見表1。朱培瑜等[5]對太湖4個區域沉積物中主要重金屬含量2006～2010年統計分析得出，鎘的變異系數達114.12%。

表1 太湖清淤淤泥基本組成及重金屬含量檢測

2 淤泥土地利用研究現狀

如果清淤淤泥不進行處理，直接采取堆場堆存的方式，一是會長期占用大量土地資源；二是含水率高，會對人類生存與環境帶來威脅；三是易隨雨水帶入河湖，造成二次污染。早期常用的河湖淤泥處理方法有農用、焚燒或者填埋。其中，農用主要影響因素為淤泥中的重金屬，焚燒的關鍵問題是一次性設備投資和運營成本高，而填埋易導致水污染并引起滑坡等填埋場的工程災害，這些方法或多或少存在一定的局限性[6]。因此，淤泥資源化利用是從根本上解決淤泥出路的必然選擇，目前常用的河湖淤泥資源化利用研究主要集中在土地利用、填方材料、建筑材料三個方向。

淤泥土地利用主要因其中含有較高的植物生長所需的N、P、K及其他微量元素，利用方式分為直接利用和間接利用。直接利用是將淤泥直接施用于土地，間接利用是將淤泥進行消化、堆肥等穩定化后作為土壤調理劑使用。利用對象分為農用與園林綠化用。

2.1 淤泥農用

重金屬污染不僅會影響農作物的生長和地下水環境安全，由于植物對重金屬有富集作用，還會隨著食物鏈將危害傳遞給人類[7]。朱廣偉等[8]通過青菜盆栽實驗，研究了運河底泥農用對農作物的影響，結果表明紅壤和水稻土中底泥投放量低于600 t/hm2時，青菜長勢比對照好，隨著投放量進一步增加，長勢下降；同時當用量達到1 500 t/hm2時，青菜中Cu、Zn含量均超過了食品衛生標準。陳立華等[9]利用功能微生物發酵淤泥制備育苗基質，研究了不同菌株發酵基質的物理和培育西瓜苗的生物學性狀。結果表明微生物處理均能夠提升淤泥基質物理和生物學性能，同時能夠提升育苗質量。朱本岳等[10]采用西湖淤泥與化肥混合加工成復合肥，用于蔬菜種植，結果表明蔬菜產量與等養分量的進口復合肥持平或略有增加，肥料成本降低。柴偉國等[11]以西湖淤泥、礱糠灰、干雞糞、菜籽餅為原料制成無土栽培混合基質，質量可以滿足無土栽培基質的要求，有機質含量高，氮、磷、鉀及微量元素豐富，不需增加專用無土栽培營養肥。所以建議當淤泥資源化產品參照污泥滿足《農用污泥污染物控制標準》（GB 4284-2018）時，施用量在合理范圍內時，可改善土壤結構、促進農作物生長和增加產量。

2.2 淤泥用于園林綠化

隨著城市化進程的加快，各城市均需要大量的園林綠化，所以綠化用土的需求量也逐年增加。因為綠化的生態結構和營養循環規律，即使淤泥中含有少量重金屬等有毒物質，一般不會通過食物鏈危害到人類的身體健康，同時因其富含氮、磷、鉀等營養元素，可起到改善土壤環境的作用。柏營等[12]以上海國際旅游度假區內5條典型河道淤泥用作結構土，結果表明：除航城路個別樣點的鹽分含量和鈉吸附比超標外，其余河道淤泥的pH值、鹽分、陽離子交換量、質地、有機質、主要養分、可溶性硼、重金屬和多氯聯苯含量均滿足綠化種植土壤相關標準要求；而且大部分淤泥的基本理化指標，主要養分含量和重金屬清潔度優于上海園林綠化土壤。

例如無錫市貢湖灣公園將太湖淤泥固化后，一方面用作風光旖旎的觀光帶；另一方面與園林垃圾、木屑等進行協同好氧發酵，制成營養土，在資源化利用淤泥的同時，也為城市園林綠化垃圾提供了資源化利用出路，避免養分流失、重金屬進入地表水和地下水而引起的環境污染以及病原菌的危害。因此為保證淤泥資源化利用的環境風險，需嚴格控制各污染物含量，目前建議資源化產品參照污泥滿足《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（GB/T 23486-2009）時，可用于園林綠化。

3 結論

（1）淤泥的主要成分為SiO2和Al2O3等氧化物，同時可能含有病原微生物、有毒有害難降解有機物、重金屬等有害成分。在一定條件下，可進行土地利用，技術可行。

（2）淤泥資源化產品農用時，建議參照《農用污泥污染物控制標準》（GB 4284-2018）與《城鎮污水處理廠污泥處置 農用泥質》（CJ/T309-2009）標準。園林綠化用時建議參照《城鎮污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》（GB/T 23486-2009）。但河湖淤泥與城鎮污水處理廠污泥性質差別較大，如有機質含量較低，需經預處理或與化肥混合加工方可滿足要求，建議參照現有污泥資源化利用的標準，降低有機質含量的要求，制定相應的淤泥污染物控制標準，以達到快速、大量地去除污染程度較低的河湖淤泥的目的，并減少堆場占地，節約處理成本。

（3）目前，國內暫無河湖淤泥資源化利用相關規范性文件，建議國家盡快出臺相應的淤泥綜合利用技術規范等文件，對來料分析、過程控制、污染物控制、資源化產品等提出指導和約束，規范淤泥資源化利用途徑，促進淤泥資源化利用，降低大量淤泥堆存造成的土地資源浪費、二次污染和對人類生存與環境帶來的威脅，為河湖生態清淤順利推進提供保障。