江苏太湖淤泥的农用方式及风险防控措施

白延飞，王海芹，沈建宁，王子臣，2，管永祥*，梁永红

(1.江苏省农业环境监测与保护站，江苏南京 210036；2.江苏省农业科学院循环农业研究中心，江苏南京 210014)

江苏太湖淤泥的农用方式及风险防控措施

白延飞1，王海芹1，沈建宁1，王子臣1，2，管永祥1*，梁永红1

(1.江苏省农业环境监测与保护站，江苏南京 210036；2.江苏省农业科学院循环农业研究中心，江苏南京 210014)

摘要基于太湖淤泥测算量及打捞量，针对江苏太湖底泥生态疏浚工程中面临越来越突出的淤泥处置和利用问题，重点探讨了湖泊淤泥处理的5种利用方式：有机肥料、绿化基土、湿地回填土、生态营养土、环保营养钵；提出了农用前应考虑施用地土壤质地、pH和有机质参数，对淤泥的理化性质加以分析以及严格控制有毒、有害物质及病原微生物等污染物符合国家标准，控制单位面积施用量和施用年限，建立严密的监测体系等污染风险防控措施。

关键词太湖；清淤；淤泥；农业；资源化利用

2007 年5月太湖蓝藻污染危机暴发后，江苏投入大量人力、物力、财力进行水污染防治，取得了阶段性成效，监测结果表明，水质恶化趋势得到遏制。其中，淤泥生态疏浚工程是国务院批复的《太湖流域水环境综合治理方案》中确定的一项重要内容，在主要水源地、重点旅游区及特殊水域保护区进行疏浚，将污染最重、释放量最大的表层重污染底泥，移出湖体，达到控制释放二次污染的目的。但由于含水量高、脱水难、黏土颗粒多、强度低、体积大，淤泥运输、储存和使用存在极大困难。以往太湖生态疏浚工程中产生的淤泥通常采用堆放或抛弃的方法处理，造成大量土地资源的浪费，破坏生态环境。近年来，无害化处理与资源化利用技术的进步使得无病原菌、稳定化的淤泥产品应用于农业成为可能，农业生产利用的比例亦日益增加。在严格控制淤泥中污染物含量的前提下，进行资源化农用对于农业的可持续发展具有重要意义和紧迫性，也是今后湖泊淤泥处置的根本出路。鉴于此，笔者基于太湖淤泥测算量及打捞量，针对江苏太湖底泥生态疏浚工程中面临越来越突出的淤泥处置和利用问题，重点探讨了湖泊淤泥处理的5种利用方式，并提出了淤泥农用的风险防控措施，旨在为江苏进行湖泊淤泥农业利用提供借鉴。

1太湖淤泥量及打捞量

太湖流域河网如织，湖泊星罗棋布，水面总面积约5 550 km2。20世纪80 年代起太湖由于不再人工罱泥及污染等原因，湖底积聚了大量淤泥。太湖淤泥沉积面积约占全湖的69.84%，据2002年测量，大于0.1 m厚度的淤泥分布面积为1 632.9 km2，总蓄积总量约19.15亿m3，平均厚度为0.82 m[1-2]。沉积量大、污染严重的区域主要分布在北部的五里湖、梅梁湖、竺山湖、贡湖等湖湾的河流入湖口。

淤泥不仅反映水体污染状况，并且释放氮、磷等污染物质加重水体富营养化，成为蓝藻暴发的种源库，污染严重可造成沉水植物死亡[3]。开展生态清淤是控制湖泊内源污染效果较为明显的工程技术措施之一，可有效减轻严重“湖泛”，增加水深、容积和环境容量。至2014年，共清淤3 000万m3左右，基本还清2007 年前没有继续罱湖泥的欠账，这些处理的大量疏浚淤泥给生态环境带来巨大压力。

2有效的淤泥农用方式

目前，江苏现代农业发展面临资源短缺和生态环境恶化的双层约束，局部地区耕地质量退化问题突出，一方面化肥的投入量逐年增加，另一方面大量含有有机质的淤泥被抛弃流失。污泥农用是未来淤泥处理的主要发展方向，只要控制污染物含量，科学合理施用，污泥农用有利于维持和提高土壤肥力，有利于土壤资源的可持续利用和农业可持续发展[4-5]。目前，江苏探索的具有一定推广价值的农业资源化利用方式主要有以下5种。

2.1有机肥料重金属和有毒有害物质指标符合《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)和《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-84)，可直接用于农田、菜地和果园肥田。主要利用从太湖流域中的一些中小湖泊中疏浚出来的淤泥，富含营养物质，总氮为0.022%～0.450%，总磷为0.039%～0.237%，根据作物种类、生育期和需肥特性，肥力高又不含有毒有害物质的淤泥可直接使用，或生化处理后制作复合肥、颗粒肥，是一种很好的有机肥料或者土壤调节剂。田间试验表明，在合理的施用量下，淤泥用于农田，具有显著改土、培肥、促进作物生长和增加产量的效用。

2.2绿化基土对于重金属含量较高的污泥，可用于林业、园林、市政绿化，促进树木、花卉、草坪的生长，只要施用适量，可避免负面效应，且不易构成食物链污染。研究表明，由于绿化的立地特点、生态结构和营养循环规律，即使淤泥中含有毒物质，一般不至于污染食物链而危害人们身体健康，且土壤中可提取态氮量有较大的提高，施用淤泥石后植物生物量显著增加。随着太湖流域经济的快速发展，城市化进程的加速推进，正在进行大量的绿化，绿化用土的需求量巨大。例如，在无锡贡湖湾公园内，淤泥经过固化后，做成风光旖旎的观光带，或与木屑混合堆沤，为修剪下来的大量树枝找到了更好的资源化利用出路，避免养分流失、重金属进入地表水和地下水而引起的环境污染以及病原菌的危害。

2.3湿地回填土利用淤泥直接用作湖泊生态修复区的回填土，抬高基底至春季基本无水，然后种植芦苇和使其良好生长。淤泥用作湿地回填土并种植芦苇等水生植物后，可吸收大量污染物、固定底泥，如东太湖良好的芦苇湿地系统有效净化水体及削减蓝藻密度即是一个良好明证。据测算，太湖清淤及淤泥固化处理的综合单价为110 元/m3，而直接用作修复芦苇湿地的回填土约为40 元/m3，节省64%。目前，修复芦苇湿地主要在太湖西部沿岸、北部湖湾沿岸和南部部分沿岸的水域，这是当前充分利用淤泥消除蓝藻暴发的有效措施。

2.4生态营养土经过粉碎后湖泊淤泥颗粒细度小于5 mm，添加高粘凹凸棒石粘土粉、膨润土粉、发酵后的畜禽粪便、食用菌菌渣等，制成营养成分齐全、无毒、无害和无臭味的优质的生态营养土。经过灭菌、杀虫、烘干后，营养土含有大量的氮、磷、钾、有机质及多种微量元素，不用化学氮肥和农药，是一种肥效高、保水性能持久、无臭味的理想基质。应用试验表明，该种营养土用于特种瓜果蔬菜、中草药植物、功能保健植物的种苗繁育，具有很强的保水保肥功能，14～21 d只需浇水1次，土质疏松，不板结，能提供植物生长所必需的营养元素，还减少病原菌及害虫对植物的危害[6]。

2.5环保营养钵将含水量大于75%的湖泊淤泥(45%～80%)和吸水固化剂(20%～55%)加入双卧轴强制式搅拌机中搅拌，压制成不同形状的半成品，28 d后为生态环保营养钵的成品。该方法获得国家发明专利授权，工艺简单、生产效率高和成本低，可在港口、航道、湖泊及河流的疏浚现场，采用已经堆放或抛弃的湖泊淤泥。在江苏花海种苗科技公司的应用实践表明，该类营养钵与苗木一起栽植入土，能被水、植物根系或微生物所分解，最终分解成为土壤调理剂，无需回收，所种植的植物2个月不用浇水，1年内不用施肥，能够适应新型园艺的技术要求。

3淤泥农用的风险防控措施

淤泥资源应用于农业生产将是今后利用的主要途径，既可实现淤泥安全处置，防止因处理不当造成二次污染，又有利于提高土壤肥力，促进农作物增产增效，并且能够降低农业生产成本。据测算，已清出的3 000万m3淤泥共含总氮2.31万 t、总磷1.47万 t、有机质43.80万 t。但由于来源不同和处理技术不同，淤泥成分、含量、特性差别大，如病原体、寄生虫、重金属和有毒有害污染物含量超标，或使用不当，可能会使作物生长不良，产量下降，甚至会造成土壤-水体-植物的污染，势必造成二次污染，也可能会使作物生长不良，产量下降。

为了减小其负面影响，确保安全高效，必须采取严格控制措施：一是要考虑施用地的3个土壤参数，即质地、pH和有机质，比较理想的土壤是中等质地-细质地的土壤，pH>6.5，有机质在3%～7%；二是施用前必须对淤泥的理化性质加以分析，严格控制有毒、有害物质及病原微生物等污染物符合国家标准；三是按照标准进行施用，应根据各地区的气候条件、地理环境、作物种类等来确定施用淤泥的额定负荷量，控制单位面积施用量和施用年限；四是建立严密的监测体系，研究农用淤泥中污染物在农业环境中的迁移转化规律、影响因素和控制措施，尤其加强对水体影响的研究并及时调整。

4结语

江苏进行湖泊淤泥农业利用已成功进行了多年实践。把生态疏浚和资源利用结合起来，科学合理地利用淤泥，无论从经济上还是从肥效利用上出发，农用资源化都是一种符合农业实情、具有广阔前景的处置方式。今后应加强淤泥管理，研究推广经济上合理、技术上切实可行的农用方法，走可持续发展之路。

参考文献

[1] 陈荷生.太湖底泥的生态疏浚工程[J].水利水电科技进展，2004，24(6)：34-37.

[2] 朱金华，张耀华，朱喜.太湖清淤与资源化利用[J].水利发展研究，2015(4)：26-31.

[3] 叶上扬，喻国良，庞红犁.太湖蓝藻成因分析与清淤方法探讨[J].水资源保护，2012，28(2)：30-33.

[4] 杨林章，毛景东.污泥在农业上的合理利用[J].土壤学进展，1995，23(6)：43-47.

[5] 胡玖坤，许景钢，张丹，等.污泥的处理方法和农用资源化展望[J].东北农业大学学报，2005，36(6)：820-824.

[6] 管永祥，梁永红，吴昊，等.生态环保营养土生产技术及应用[J].江苏农业科学，2014，42(8)：339-340.

中图分类号S181.3；X705

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)30-214-02

基金项目国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101004)；江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(14)2106]；江苏省农业三新工程项目[SXGC(2015)291]。

作者简介白延飞(1970- )，男，江苏沛县人，高级农艺师，硕士，从事农业生态环境保护研究。*通讯作者，研究员，从事农业生态领域研究。

收稿日期2015-09-11

Agricultural Application Methods and Risk Control Measures of Taihu Lake Mud in Jiangsu Province

BAI Yan-fei, WANG Hai-qin, SHEN Jian-ning, GUAN Yong-xiang*et al(Jiangsu Station of Agro-Ecological Monitoring and Protection, Nanjing, Jiangsu 210036)

AbstractAs dredging engineering of Jiangsu Taihu Lake sediment faced more and more prominent problem in the sludge treatment and use, in this paper, based on the Taihu Lake silt calculation quantity and quantity of dredging, probed into five kinds of scientific and reasonable methods of the lake mud treatment, such as organic fertilizer, green based soil, wetlands backfill, nutrition soil and environmental protection pot. And put forward pollution risk prevention and control measures such as considering applying to soil texture, pH and organic matter parameters before agricultural application; strictly controlling the poisonous and harmful substances and pathogenic microorganisms meet the national standards based on the analysis of the physical and chemical properties of silt; controlling unit area application and use fixed number of a year; establishing rigorous monitoring system et al.

Key wordsTaihu Lake; Dredging; Mud; Agriculture; Resource utilization