隨著我國城市經濟的發(fā)展和人口的增長、人們生活水平的不斷提高，城市廢水量日漸增加，城市污水集中處理是國內外的發(fā)展趨勢。在廢水處理技術不斷發(fā)展的今天，廢水可以得到相應的處理，但隨之產生的污水污泥又給人類帶來了二次污染的危險。污水污泥產生量除了與污水處理量有關外，還與污水的處理工藝和深度有關，一般而言，隨著污水處理深度的增大污泥的產生量也隨之漸增。隨著污水處理設施的普及、處理量的提高和處理程度的深化，污泥的產生量必將有較大增長。本文就我國城市污水處理和污泥產生現(xiàn)狀及國內外近年有關污泥的研究作一綜述，為污泥安全處理處置的管理和研究提供科學信息。

1 污水處理現(xiàn)狀

污水處理與循環(huán)利用的狀況和水平，不僅是充分利用可再生資源，實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必然要求，同時也是一個國家或城市文明和現(xiàn)代化程度的重要標志。西方發(fā)達國家由于工業(yè)化進程快，經濟技術力量雄厚，污水處理產業(yè)發(fā)展也較早。

我國環(huán)境產業(yè)出現(xiàn)較晚，絕大部分污水處理廠都是在八十年代以后建成的。在80年代以前，我國污水處理產業(yè)一直發(fā)展緩慢。改革開放后，我國污水處理廠迅速增加，工業(yè)與城市污水處理有了很大的發(fā)展。2003年，全國共設有511座城市污水處理廠，全年處理工業(yè)廢水和生活污水共77.5億噸，主要城市污水排放量為460億噸，其中生活污水248億噸，城鎮(zhèn)污水處理率為25.8％，比上年提高3.5個百分點。從我國整體污水處理率來看都遠遠低于發(fā)達國家水平。隨著工業(yè)化進程的增加及人們生活水平的提高，近年來我國廢水排放總量逐年增加（圖1）。根據國家環(huán)境保護“十五”計劃要求，到2005年，我國城市生活污水集中處理率要達到45％，50萬人口以上的城市要達到60％，重點城市達到70％[1～2]。實際上，2005年城市污水處理率為52％，城市生活污水處理率為37%[3]，沒有達到國家環(huán)境保護“十五”計劃要求。隨著城市生活污水的排放量的逐年增加（圖1），以及為了完成國家環(huán)境保護的目標，我國城市污水處理產業(yè)在近期將有飛速的發(fā)展。

2 污水污泥的產生及其性狀

2.1 污泥的定義

美國環(huán)保署對污泥的早期定義是指污水處理過程中產生的固體、半固體或液體殘留物[4]。1995年，世界水環(huán)境組織（Water Environment Federation, WEF）為了準確反映絕大多數污水污泥具有重新利用價值，將污水污泥（Sewage Sludge）更名為“生物固體”（Biosolids）[5]。其突出的特點是強調“生物固體”的資源化利用，使其更容易被公眾接受，以便更好地參與生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)，走上人類社會與生態(tài)系統(tǒng)的和諧共處與可持續(xù)發(fā)展軌道，這在一定程度上標志著人們對污水污泥處理與處置觀念的轉變和成熟。但這種定義在其準確性和安全性上還有一些的爭議。為了進一步提高污泥利用的科學性和安全性，美國國家研究委員會（USNRC，United State National Research Council）將“生物固體”的定義重新修訂為：經過處理過的、符合503號文件中土地利用標準或其他類似標準的污泥[6]。從以上分析可以看出，發(fā)達國家對污泥的認識已逐漸走向成熟。隨著污水處理量的增加和處理水平的提高，污泥處置問題會日漸突出，如何對污泥做出科學、準確又符合資源化循環(huán)利用與安全的定義也是一個需要解決的重要問題。到目前為止，我國對污泥還沒有官方的統(tǒng)一命名，應用最多的是從其來源和組成上命名，即污泥又名污水污泥，是指污水處理廠在凈化污水時的副產物，是由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體[7]。

2.2 污泥產生現(xiàn)狀

污泥是污水處理的必然產物，其產生量受到污水處理量、污水來源、處理工藝、處理水平、污泥脫水程度等因素影響。我國1998年產污泥30多萬噸（干物質計），并且還以每年大約10%的速度增長[8]。據估計，污泥在污水處理過程中的產生量一般相當于污水體積的0.3％～0.5％（指含水97％的液體污泥），其質量比為（1～3噸干污泥/萬噸污水），如果是深度處理，污泥量會增加0.5～1倍。目前，因為世界各國的污水處理率和處理水平相差很大，對于污泥產生量很難給出一個準確的數值。一般都是根據污水處理量來大體估算其產生量。

按這種方法估計，全球一年產生的干污泥量可高達幾千萬噸，主要分布在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家。根據城市生活污水處理量（104億噸）和污泥產生量（2噸干污泥/萬噸污水）估算，我國2005年污泥產生量約為208萬噸干污泥，此產生量遠遠高于李貴寶等的預測量。根據我國污水處理產業(yè)的迅速發(fā)展和污水廠的建設和運行情況，可以預計在近十年內，污泥產生量必將大幅度增長，污泥處置將成為我國一個更加突出的環(huán)境問題。

2.3 污泥性狀

一般污水處理廠產生的污泥為含水量在70％～97％不等的固體或流體狀物質。其中的固體成分主要由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成，是一種以有機成分為主的組成復雜的混合物，其中包含對農業(yè)有潛在利用價值的有機質、氮（N）、磷（P）、鉀（K）和各種微量元素養(yǎng)分。由于污泥來源于各種污水，所以污泥中不可避免地含有各種有毒有害物質，如重金屬、有機污染物、病原物等，并且污泥因為含較多的易分解或腐化的成分，通常會散發(fā)出難聞的氣味。污泥中各種污染物和過剩的氮磷元素在土地利用及其他處置過程中必然存在一系列的風險。有報道認為，在中國，污泥中的重金屬、病原物和有機污染物是限制污泥循環(huán)利用的主要障礙[9]。

3 近年國內外污泥研究狀況

3.1 國外

國外有關污泥的研究工作起步較早，美國早在二十世紀七、八十年代就對污泥的性質與組成進行了大量研究，明確了污泥的潛在利用價值及土地利用可能帶來的環(huán)境風險[4]。圖2A是利用Elsevier數據庫對近年來國外有關城市污水污泥基本性質、風險評估、處理處置等方面研究文獻的統(tǒng)計，結果表明，有關污泥研究的文獻數量有逐年增加的趨勢，說明國際上有關污泥的研究一直得到科研工作者們的重視。這是因為：首先，隨著污水處理產業(yè)的發(fā)展，污泥的產生量越來越大。其次，污泥的海洋處置已經終止，隨著垃圾填埋場地的減少，可用于污泥衛(wèi)生填埋的場所越來越少，人們不得不為污泥尋找新的出路。第三，隨著對資源循環(huán)利用要求的增加，土地利用成為污泥的重要處置方式之一，污泥的農藝價值倍受關注。第四，由于人們環(huán)境意識的增強，污泥處置帶來的環(huán)境風險受到社會的普遍關注。

污泥既含有大量氮、磷等養(yǎng)分資源，又含有重金屬、病原物和有機污染物等有害物質。由圖3A可以看出，近年來國外有關污泥中重金屬方面的研究最多，其次為有機污染物，而有關污泥中病原物的研究較少。污泥中的重金屬是最早引起人們重視的污染物，到目前為止，國外對它的研究也最多。污泥中的病原物雖然在七、八十年代，美國對它就有了許多研究[4]，但人們普遍認為，病原物對外界環(huán)境比較敏感，污泥經過穩(wěn)定處理，能達到降菌消毒的效果，一般不會污染外界環(huán)境，威脅人類健康。近幾年，在污泥施用地周圍出現(xiàn)了由于污泥施用引起居民患有皮疹、紅眼病、嗓子痛和肺病等一系列癥狀的報道[10]。因此，人們認為對污泥中的病原物應該重新審視，進行詳細研究。   

3.2 國內

由于我國污水處理產業(yè)發(fā)展較晚，與國外相比，我國對污泥的研究起步也較晚，始于二十世紀八十年代末。利用中國期刊網數據庫對我國有關城市污水污泥研究的文獻進行統(tǒng)計，結果表明：1994年之前有關污泥的研究只有零星報道，近些年，隨著我國污水處理率的提高及污泥產量的迅速增加，越來越多的科研工作者和環(huán)境工作者開始致力于這方面的研究，為污泥處置尋找合適的途徑（圖2B）。與國外相比，總體上我國對污泥的研究深度不夠，目前多停留于總結國外研究狀況、探討污泥穩(wěn)定方法和污泥的農藝價值等方面，而有關污泥中的污染物及其環(huán)境風險的研究較少。圖3B結果表明，就污泥中的重金屬、有機污染物和病原物三類污染物而言，我國對重金屬進行了較多研究，有關病原物和有機污染物的研究還很少。

4 結語

綜上所述，隨著我國城市生活污水排放量的增加和污水處理率的提高，污泥的產生量也將逐年增加。污泥的組成復雜，既含有各種潛在有利用價值的物質，有害有各種有毒有害物質，如果處置不當，必將對生態(tài)環(huán)境、人類和其他生物健康產生風險。對污泥進行安全處置，首先要對污泥的組分及各組分的環(huán)境風險進行詳細研究，然后尋求合適的處理處置工藝。降低污泥處理處置過程中的環(huán)境風險除了依靠科學技術的提高外，很大程度上取決于國家環(huán)境法律法規(guī)的完善和人們保護環(huán)境自覺程度，這一方面需要環(huán)境科學和市政工程等相關學科及其專家們的通力合作，同時也需要政府、管理部門和企業(yè)及其與科技界的共同努力，以推動和促進污泥及其源化利用的研究與管理工作。

參考文獻

[1] 中國環(huán)境年鑒編輯委員會. 中國環(huán)境年鑒. 北京：中國環(huán)境年鑒社. 2001

[2]中國環(huán)境年鑒編輯委員會. 中國環(huán)境年鑒. 北京：中國環(huán)境年鑒社. 2002

[3]中國環(huán)境年鑒編輯委員會. 中國環(huán)境年鑒. 北京：中國環(huán)境年鑒社. 2006

[4] United States Environmental Protection Agency. Land Application of Sewage Sludge－A Guide for Land Appliers on the Requirements of the Federal Standards for the Use or Disposal of Sewage Sludge (40 CFR Part 503. EPA/831-B-93-002b). Washington, DC: Office of Enforcement and Compliance Assurance, 1994

[5] Water Environment Federation. Biosolids Composting: A Special Publication. Water Environment Federation. Alexandria. 1995

[6] United States National Research Council. Biosolids applied to land: advancing standards and practice. Committee on Toxicants and Pathogens in Biosolids Applied to Land, Board on Environmental Studies and Toxicology, Division on Earth and Life Studies. National Academy Press, Washington, DC. 2002

[7]喬顯亮. 污泥的化學組成、土壤利用風險和復合污染土壤修復研究. 中國科學院南京土壤研究所博士論文. 南京. 2003

[8]李貴寶，尹澄清，單保慶. 我國森林與園林綠地污泥的利用及其展望. 北京林業(yè)大學學報，2001，23（4）：71～74

[9] Wang, M.J. Land application of sewage sludge in China. The Science of the Total Environment, 1997, 197,(1-3): 149～60

[10] Lewis, D.L., and Gattie, D.K. Pathogen risks from applying sewage sludge to land. Environmental Science and Technology, 2002, 287A～293A

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