汤文娟1，周 芸2，周育辉3，王少先2，戴天放2，秦文婧2，杨成春2
（1．湖北生物科技职业学院，武汉 430070；2．江西省农业科学院，南昌 330200；3．江西生物科技职业学院，南昌 330200）
摘要：淤泥是水体活性污泥和径流泥沙的絮聚体，结构良好，含丰富有机质、N、P、K、微量元素和生物活性物质等，是良好资源，可返回到陆地培肥改良土壤。逆地球化学过程让淤泥回到陆地，可减弱水体内源释放，又可利用淤泥资源，减少化肥用量，还可解决淤泥堆放处置难题，治理污染，改善环境。但淤泥同时含有重金属、有机污染物和致病菌（虫）等，限制着淤泥回地使用。因此，要谨慎、分别地将淤泥回地。
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关键词 ：淤泥；淤泥回地；环境污染；地球化学过程
中图分类号：S141．6 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）06－1286-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.002
Thoughts about Returning Silt Back to the Land
TANG Wen－juan1，ZHOU Yun2，ZHOU Yu－hui3，WANG Shao－xian2，DAI Tian－fang2，
QIN Wen－jing2，YANG Cheng－chun2
（1．Hubei Biotech Vocational College， Wuhan 430070，China；2． Jiangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanchang 330200，China；
3． Jiangxi Biotech Vocational College， Nanchang 330200，China）
Abstract： Silt is active sludge and flocculant polymers of water runoff and sediment． It is well structured， rich in organic matter， N， P， K， and the trace elements of biological active substances． It is a good resource and can return to the land as fertilizer to improve soil fertility． Inverse geochemical process for returning silt back to the land can reduce endogenous release in the waterbody， utilize silt resources， and reduce the dosage of chemical fertilizer． It can solve silt pile disposal problem， pollution control， and improve the environment． Sludge contains heavy metals， organic pollutants and pathogens， leading to its limited use． Therefore， silt must be prudently returned back to the land．
Key words： silt； silt back to the land； environmental pollution； geochemical process
收稿日期：2015－02－05
基金项目：江西省自然科学基金项目（20132BAB204014）；国家科技支撑计划项目（2015BAD23B03）；江西省农业科学院创新基金博士启动项目
（2012CBS009）
作者简介：汤文娟（1968－），女，湖北武汉人，农艺师，主要从事农业培训工作，（电话）027－59726935（电子信箱）460687220@qq．com；通信作者，
王少先，研究员，博士，主要从事土壤肥力与面源污染等方面的研究，（电子信箱）wshxjx@126．com；戴天放，研究员，博士，主要从事
农业环境与经济管理等方面的研究，（电子信箱）dtflover@163．com。
当今社会环境问题突出，大气、水、土壤等遭受污染。人类开采、合成、使用和释放的氮、磷、硫、持久性有机污染物（POPs）、重金属等大大超过地球沉积成岩的量，扰乱了原有地球化学过程平衡，生态系统受损，影响人类健康。人口集中的水土资源良好的平原、河口、三角洲等地带城镇的水体富营养化，而有的地区营养元素贫乏，土壤退化、沙漠化、草场退化。为治理污染，改善环境，缓解资源能源紧张，借鉴我国塘泥回田和桑基鱼塘的成功经验，参考外国对活性污泥和下水道淤泥回地的研究，基于循环经济理念，提出淤泥回地的几点思考。
1 淤泥可以回地
本文中的淤泥主要指水体底泥、下水道淤泥和活性污泥三种。淤泥是水体自净活性污泥或径流泥沙矿物的絮聚体，含丰富的有机质、氮、磷、钾、中微量元素和生物活性物质等，结构良好，是良好资源，可以返回到陆地培肥改良土壤。
1．1 塘泥回田
塘泥回田在传统中国农业中较普遍。鱼塘清淤是水产养殖业必须进行的保证水质的措施。冬季清整养鱼池塘而挖掘出来的塘泥是很好的有机肥料，里面有大量的鱼粪，鱼粪中含有较高的氮、磷和有效钾。生产实践证明，养鱼塘泥对柑橘、蔬菜、水稻均有很好的肥效［1］：能保持柑橘地的温度、湿度，有利于橘树的生长； 施用养鱼塘泥2～3年以后，对空心菜、卷心菜、芥菜、丝瓜等蔬菜的生长都能起到较理想的效果；能改善稻田土壤的结构；能提高水稻的产量和品质。
水产养殖业和种植业完美地结合，对巩固和发展水产养殖业和橘菜粮等种植业具有重要的现实意义。
1．2 桑基鱼塘
桑基鱼塘生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业［2－4］。桑基鱼塘的生产特点是具有良性循环的生态系统，通过水陆物质交换使桑、蚕、鱼等各业得到协调发展，资源得以充分利用和保护，整个系统没有废弃物，处于良性循环之中。
桑树是生产者，它固定太阳能。蚕是第一消费者，它吃进桑叶，生产出丝茧、蛹，排出蚕粪。塘里的鱼是第二消费者，鱼吃进蚕沙，排泄物和其他植物的残体又被微生物分解成为含氮、磷、钾的简单物质，混入塘泥。桑塘地区的农家蚕沙、人畜粪便先投入沼气池内发酵，制成沼气作燃料，然后再用沼渣喂鱼。这样就把传统的“桑－蚕－鱼”的农业结构变成了“桑－蚕－气－鱼”的新型农业结构。除了饲蚕种桑养鱼外，也有利用部分鱼塘水面放养浮莲，作猪饲料，结合养猪，既可利用猪粪肥桑地，又可以饲鱼，使基塘生产更臻完善。许多桑基鱼塘现在被改造成花基鱼塘、菜基鱼塘、果基鱼塘等，构筑起新的更大循环圈。
2 淤泥应该回地
当今农业大量施用化肥，嫌弃农家肥，毁林毁草垦荒，加剧了污染，使水体富营养化，为浮游动植物提供了更多营养，增加了鱼、虾等产量，人类食用它们，回收了部分营养，但大部分营养元素以淤泥形式沉积下来，慢慢成岩，离开生物小循环，进入漫长的地质大循环。如果将这些碎屑物淤泥返回到陆地，可减缓营养元素地球化学过程，减弱污染。如果淤泥不回到土地中，则堆积如山难以处置，消耗和占用资源能源。所以淤泥应该回地。
2．1 淤泥中的营养元素
疏浚底泥中有机质、全磷、全钾、钙含量均高出土壤数倍，有效养分含量也较高。若将底泥作为肥料使用时要注意补充氮肥以平衡营养。运河底泥肥力介于肥沃土壤和污泥之间，若制成堆肥其肥力相对较低，可以直接投放农田或有待复垦土地。这部分养分含量高的底泥也可以掺加一些含氮较高的有机肥进行堆肥，作为肥料使用。
2．2 磷矿资源有限
我国磷矿资源比较丰富，已探明的资源总量仅次于世界磷矿资源大国摩洛哥。但我国磷矿品位贫乏，以中、低品位为主，P2O5平均含量为17％～18％，P2O5含量大于30％的富矿仅占总量的8％左右。据国土资源部相关统计，现有磷富矿资源仅能维持我国使用100年左右。磷矿已被国土资源部列为我国2010年后不能满足国民经济发展需要的20种矿产之一。磷的地球化学循环与氮完全不同，是单向流动的，难以再生。因而是一种不可更新资源。
2．3 资源能源宝贵
资源能源宝贵，与世界局势动荡相互耦合。淤泥回地种植能源植物，能将资源转换成能源，缓解资源能源的紧张。
3 淤泥必须回地
目前，河道和湖泊等水体污染严重，疏浚后的淤泥回地农用比例不大，堆积占用空间影响环境。水库的使用寿命直接受淤积的淤泥影响，及时把前置库和缓冲沟淤泥挖掘回地，可延长水库寿命和保障水质。沙漠化主要是因为干旱缺水，植物难生长，如果施入淤泥，加入沙漠土所缺少的有机质、氮素、微生物和活性物质等，沙漠土上长出茂盛的植被是可能的，因为淤泥可涵养水分。另一方面，沙漠也是良好的土地处理系统。草场退化也可通过施用淤泥来缓解。水土流失严重的丘陵山地施用淤泥，可以改善土壤结构，增加土壤肥力，种植的植物易生长，减轻水土流失，减弱面源污染。矿区复垦急需土壤，淤泥符合其要求。所以淤泥必须回地。
3．1 治理沙漠化
沙漠化是土地退化的极端状态。据统计，全世界沙漠总面积为4 800多万km2，约占陆地的1/3；中国沙漠化面积已占国土面积的1/4，沙尘暴频度和强度加大，影响我国大部分地区。更严重的是，土壤沙漠化正在向许多国家蔓延。面对沙漠化给人类带来的巨大损失，人类必须保护地球环境，要大力植树造林，绿化沙漠，这已是全世界的共识。治理沙漠化措施有工程植物、化学固沙等。淤泥基本具备治理沙漠化的这些条件。
3．2 减弱草场退化
草场退化是土地退化的另一形式。人类活动包括人类不同的土地利用方式和管理措施，不仅会直接导致自然植被发生相应变化，同时深刻影响着地下土壤生态系统的元素分布。在青藏高原东缘的西北高寒草地，由于近几十年来人们不合理开发利用，草地退化、沙化状况十分严峻。据报道，2000年四川省草地退化面积达703万hm2，占可利用草原面积的49．7％，部分地区达到100％。沙化草原面积达18．8万hm2，占可利用草原的1．3％，并以每年1．3万hm2的速度扩张。草场的退化使单位面积产草量下降。研究表明，淤泥具有较高含量有机质、全氮、全磷以及速效氮和速效磷等，可以减弱草场退化。
3．3 利用淤泥积造肥源
山、坡地的坑沤肥，在地处山、坡地块的地头选择一处保水较好的空地，挖一个深坑，然后把该地块田间地头及周围的杂草、残杂植物体等割埋于坑中，用土分层隔埋，平、洼地的积、堆、沤，把平、洼地淤积的泥土在地头攒成土堆，中间为空心，然后也把田间地头及周围的蒿草残杂植物堆放其中，也是分层土埋。利用人、畜排泄物添加氮源。山、坡地的坑添加物为人、畜粪尿，以提高氮源，加速腐解。同时，也把一些速效、高氮的肥料贮存在此肥中，以便下一年就近施于山、坡地，用于山、坡地的土壤改良；平、洼地堆积肥的添加物，由于平地淤积土壤较黏重故应添加垫圈性肥料，最好用沙性土、沙子、炉渣及垫圈的厩肥作添加料，把这些肥料与积沤的堆肥相混合，使肥料的养分均匀。用此肥料下一年就近施于平、洼地可有效改良平、洼地土壤结构，增强通透性，改善土壤状况，形成新的团粒结构。
3．4 淤泥开发
湖泊、河道和城市下水道淤泥处理是许多国家共同面临的环境管理问题。通常的做法是将清理出的淤泥直接送至农村作为肥料使用。也可以淤泥为主要原料制成高效净化燃料、砖块、淤泥结晶玻璃、淤泥生态水泥等。
美国处理淤泥的方法是，在淤泥中掺入一种粗晶体物质，将其均匀地加热，送入旋转滚筒，经干燥处理后制成粒状，其成分中含有丰富氮、磷等，是理想的肥料，整个处理过程在封闭容器中进行，对环境无污染。
我国地域广阔，是世界上的淤泥资源大国，发展淤泥回收、综合利用大有可为。以太湖为例，其面积233 km2，河床淤积了大约100万t可作为氮肥的淤泥和75万t可作为磷肥的淤泥。据有关部门调查，仅国内湖泊、河道拥有的淤泥，每年的采集量至少可达7 000万t，加上城市下水道的淤泥，每年的总采集量可在1亿t以上。采集淤泥，疏浚河道有利于防止水体富营养化和净化城市环境，综合利用淤泥可以化害为利，在国内形成一个极有发展前景的产业。
4 淤泥应谨慎回地
淤泥与陆地土壤相似，但又不同。除了泥沙矿物直接来源于陆地，水体还接纳工业、农业、生活、医院等污水、大气干湿沉降等，水体由于物理、化学和生物等作用自净，形成活性污泥，密度大于水而沉积成淤泥，含有重金属、有机污染物和致病菌（虫）等，限制着淤泥回地使用［5］。因此，淤泥应谨慎回地。当然，被重金属、有机污染物和致病菌（虫）等污染的淤泥可以让其回到非食物链的土地处理系统处理净化，让其分散而不致污染。
5 淤泥分别回地
应根据淤泥的污染程度分别回用到不同的土壤上。无污染或污染轻不构成健康威胁的淤泥回到耕作土壤，进入人类食物链。被致病菌（虫）污染的淤泥先杀毒；含重金属、有机污染物的淤泥回到远离人类食物链的土壤上进行土地处理，使重金属、有机污染物被分解或分散。远离食物链的土地处理系统有沙漠、风沙防护林、水土流失严重的高原和丘陵荒山荒坡、高尔夫球场、足球场、住宅和道路等的园林绿化场地、复垦矿区、观赏花卉用土等。
6 结论
淤泥是良好资源，可返回到陆地。塘泥回田和桑基鱼塘是具中国特色的淤泥回地的典型例子。水体富营养化和土地退化都是严重的环境问题。化工合成氮肥、挖掘矿物生产磷钾肥等都加速了地球化学过程，加剧了环境问题。逆地球化学过程让淤泥回到陆地，加速生物小循环，减缓地质大循环，可减弱水体内源释放，又可利用淤泥资源培肥改良土壤，减少化肥用量，还可解决淤泥堆放难题，治理污染，改善环境。故淤泥必须回地。但淤泥同时含有重金属、有机污染物和致病菌（虫）等，回地也有可能导致二度污染，因此，淤泥要谨慎、区别回地。不同的淤泥分别种植非食物链植物或食物链植物。
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参考文献：
［1］ 宜都百万吨塘泥肥田“变废为宝”增效数千万元［EB/OL］．http：//www．chinanews．com/df/2012/01－12/3601138．shtml．
［2］ 陈玉银，费建明，蒋振东．桑基鱼塘生态系统的理论与实践［J］． 蚕桑通报，1995，26（2）：4-6.
［3］ 叶显恩，周兆晴．桑基鱼塘，生态农业的典范［J］． 珠江经济，2008（7）：91-96.
［4］ 张 健，窦永群，桂仲争，等．南方蚕区蚕桑产业循环经济的典型模式——桑基鱼塘［J］．蚕业科学，2010（3）：470-474.
［5］ 淤泥莫当肥 盲目施用会伤地［N］．京郊日报，2012－08－01（1）．