中国城市污泥的有机质和养分含量及其变化趋势

中国城市污泥的有机质和养分含量及其变化趋势

郭广慧1

, 杨 军1

, 陈同斌1

, 郑国砥1

, 高 定1

, 宋 波1

, 杜 伟

2

(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.北京中科博联环境

工程有限公司,北京100080)

摘 要: 于2006年从全国范围内选取98个城市污泥样品,测定了其有机质及养分含量。结果表明,城市污泥中有机质、总氮、总磷及总钾的平均含量分别为280、29.6、22.2和5.83g /kg ,其中总氮和总磷含量显著高于猪粪、牛粪和鸡粪的。与2001年的统计结果相比,城市污泥的总氮、总磷含量显著增加,总钾和有机质含量显著降低。

关键词: 城市污泥; 有机质; 总氮; 总磷; 总钾

中图分类号:X703 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2009)13-0120-02

Concentrations and V ari ation of Organic M atter and Nutrients i n

M unicipal Sl udge of Chi na

GUO Guang -hu i 1

, YANG Jun 1

, C HEN Tong -b in 1

, Z HENG Guo -di 1

, GAO D ing 1

,

SONG Bo 1, DU W ei

2

(1.C enter for Environm en t a l R e m ed iation,Instit u te of G eographic S ciences and N at u ral R esources R esearch,Chinese Acade m y of Sciences ,B eijing 100101,China;2.B eijing

G reenTech Environm entalE ng ineering C o m pany ,Beijing 100080,China)

Abstract : To i d entif y the concentrations of organ ic m atter and nutrients i n municipa l sludge o f China ,sa mp les of mun icipa l sl u dge w ere co llected fro m 98se w age trea t m ent plants i n Ch i n a i n 2006.The resu lts sho w t h at t h e average concentrations of organ ic m atter ,TN,TP and TK are 280g /kg ,29.6g /kg ,22.2g /kg and 5.83g /kg respecti v e l y ,and the concentrati o ns o fTN and TP i n the sludge are si g -n ificantly h i g her than those i n pig m anure ,dair y m anure and ch icken m anure .C o mpared w it h the results of statistica l ana l y sis in 2001,the average concentrati o ns o fTP and TN in the sl u dge are sign ificantly in -creased ,wh ile the average concentrations of TK and o r gan ic m atter in the sl u dge are sign ificantly de -creased .

K ey w ords : mun icipa l sl u dge ; organ ic m atter ; total nitrogen; total phosphorus ; to tal po -tassi u m

基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA 06Z384); 农业科技成果转化资金资助项目(2007GB24910454)

在城市污泥的土地利用中,有机质及养分含量

是重要的影响因素,李艳霞等[1]

对前人的调查结果进行了总结,这为了解中国城市污泥的有机质及养分含量提供了重要信息。随着我国经济的发展,部分城市污水处理厂采用脱氮除磷二级深度处理工

艺,使污泥中的有机质及养分含量发生了明显的变化。因此,有必要对全国城市污泥的有机质及养分含量进行系统、全面的研究。笔者于2006年考察了我国城市污泥的有机质及养分含量,并分析了其变化趋势,以便为城市污泥土地利用提供参考。

第25卷 第13期2009年7月 中国给水排水CH I NA W ATER &WA STE WAT ER

V o.l 25No.13

Ju.l 2009

1 材料与方法

城市污泥样品采自污水厂二沉池的脱水污泥,共采集来自全国不同城市的98个污泥样品。

污泥取回后立即冷冻干燥,磨碎后过100目尼龙筛。污泥中的总氮含量采用硫酸-水杨酸-催化剂消化法测定;污泥经硫酸-硝酸消化后,采用磷钒钼黄比色法测定总磷、原子吸收法测定总钾;有机质含量用重铬酸钾容量法测定。

所有试验数据采用SPSS11.0处理,正态检验采用K-S法,差异显著性采用独立样本T检验。

2 结果与讨论

2 1 城市污泥中的有机质及养分含量

通过K-S法检验发现,城市污泥中的总氮、总磷、总钾以及有机质含量均服从正态分布(p= 0.05)。表1列出了城市污泥中总氮、总磷、总钾及有机质的含量。

表1 城市污泥的养分及有机质含量(n=98)

T ab.1 Nu trien ts and organ ic m atter concentrations i n

m un icipa l sl udges(n=98)

项 目

含量/(g kg-1)

最小值中值最大值算术均值标准差

变异系

数/%

总氮8.4028.550.329.610.134.1

总磷6.0021.537.422.26.6429.9

总钾1.405.4212.25.832.3740.7

有机质11228745028077.427.6

由表1可知,城市污泥中总氮、总磷、总钾及有机质含量的算术均值分别为29.6、22.2、5.83和280g/kg;其中总钾含量的变化范围最大,其变异系数为40.7%,有机质含量的变化范围最小,变异系数仅为27.6%,总氮和总磷含量的变异系数分别为34.1%和29.9%。

2 2 城市污泥中有机质及养分含量的变化趋势

与2001年以前的调查结果相比[1],2006年中国城市污泥中的总氮、总磷含量显著增加(见表2)。

表2 不同时期城市污泥有机质及养分含量的比较

T ab.2 Contents o f org an i c m atte r and nutrients i n m un ici pa l

sl udge i n2006and before2001g kg-1项 目总氮总磷总钾有机质2001年以前27.1 13.5a14.3 11.6a6.9 2.7a384 127a 2006年29.6 10.1b22.2 6.64b5.83 2.37b280 77.4b 注: 数据后标注不同字母表示同一列的数据之间存在显著差异(p<0.05)。

本研究的有效样本为98个,是前人调查样本总数的2.3倍。另外,2001年的统计结果是总结不同研究者的分析数据,不同研究的采样过程、分析方法差别很大,而本研究中所取样点的有机质及养分含量变化幅度较小,不同样点的含量比较均匀。

2 3 不同固体废弃物的有机质及养分含量的比较

表3为不同固体废弃物的有机质及养分含量的比较。可知除有机质外,城市污泥中的总氮、总磷、总钾含量均显著高于造纸污泥的(p<0.05),尤其是总磷含量,是造纸污泥的3.6倍。另外,城市污泥的总氮和总磷含量显著高于猪粪、牛粪和鸡粪的[2]。这表明,我国城市污泥的养分含量较高,如果经过适当的堆肥工艺处理,并且污染物不超标,完全可以作为有机肥进行土地施用。

表3 不同固体废弃物的有机质及养分含量T ab.3 O rgan ic m atter and nu trien ts concentrati ons i n

different so li d wastes g kg-1项 目总氮总磷总钾有机质

城市污泥29.622.25.83280

造纸污泥*19.76.32.72335猪粪20.98.9611.2713

牛粪16.74.309.50634

鸡粪23.49.2916.1520

注: *数据来源于中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心。

3 结论

对全国98个城市污泥样本的调查结果表明:中国城市污泥中有机质、总氮、总磷及总钾的平均含量分别为280、29.6、22.2、5.83g/kg。与2001年的统计结果相比,城市污泥的总氮和总磷含量显著增加。

致谢:华南农业大学吴启堂教授、台湾大学李笃中教授、同济大学何品晶教授等为部分污泥样品的采集提供帮助,在此表示感谢。

参考文献:

[1] 李艳霞,陈同斌,罗维,等.中国城市污泥有机质及养

分含量与土地利用[J].生态学报,2003,23(11):2464

-2474.

[2] 全国农业技术推广服务中心.中国有机肥料养分志

[M].北京:中国农业出版社,1999.

电话:(010)64889080

E-ma il:chentb@i

收稿日期:2009-02-11

郭广慧,等:中国城市污泥的有机质和养分含量及其变化趋势第25卷 第13期