太湖疏浚底泥養(yǎng)分特征及園林應(yīng)用研究

熊紅霞，黃偉，劉長兵，林宇

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

太湖疏浚底泥養(yǎng)分特征及園林應(yīng)用研究

熊紅霞，黃偉，劉長兵，林宇

（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所水路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456）

疏浚后的底泥處置是港口、航道及湖泊治理中面臨的問題之一。疏浚底泥具有陸地土壤的基本理化性質(zhì)，富含植物生長所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，可應(yīng)用于園林綠化。為分析其可行性，選擇太湖月亮灣疏浚底泥，分析了底泥pH、有機(jī)質(zhì)含量、總氮、有效磷、速效鉀、含水率、重金屬Cu、Zn、Pb、Cd含量。結(jié)果表明：底泥含有豐富的氮、磷、鉀元素等營養(yǎng)物質(zhì)，且其他指標(biāo)含量適中，因此月亮灣疏浚底泥作為景觀園林用土是可行的；同時，太湖月亮灣的疏浚底泥未被重金屬污染，可直接利用。

疏浚底泥；養(yǎng)分分析；園林應(yīng)用

在港口、航道的建設(shè)與運(yùn)營維護(hù)過程中都會產(chǎn)生大量的疏浚物［1］。疏浚物一般為陸地地表流失的黏土，與土壤性質(zhì)接近，并含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，因此，疏浚底泥在某種程度上被看作是一種資源。對含有污染物的疏浚底泥進(jìn)行無害化處理后，再進(jìn)行資源化利用，不但可以保護(hù)環(huán)境還可以解決資源浪費(fèi)問題，因此，無論是從環(huán)境保護(hù)角度，還是從社會經(jīng)濟(jì)的角度，都有重要的意義和價值。目前，國內(nèi)關(guān)于疏浚底泥用作園林綠化用土的研究較少。

底泥中的養(yǎng)分情況和重金屬污染程度是疏浚底泥進(jìn)行景觀園林用土資源化利用的重要基礎(chǔ)。本文以太湖馬山月亮灣清淤工程為例，研究疏浚底泥的營養(yǎng)特性及資源化利用的可行性。太湖底泥疏浚是生態(tài)治理重點(diǎn)工程項(xiàng)目，其中馬山月亮灣清淤工程被列為無錫市太湖水生態(tài)保護(hù)工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，整個工程分3 a完成，總清淤面積10 km2，清淤總量230萬m3。疏浚出的底泥被放置在馬山一個總面積達(dá)34萬m2的淤泥堆場，給無錫的土地資源的合理化利用帶來了巨大的壓力。另外，由于無錫太湖月亮灣附近主要為景區(qū)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活污水的排放，造成湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重，對太湖水環(huán)境和人類健康造成影響。同時在疏浚底泥堆放干燥的過程中，產(chǎn)生的難聞氣味及揚(yáng)塵對周圍空氣造成影響；而由于雨水沖刷又會對地表水、地下水及周圍土壤造成二次污染。因此，對太湖月亮灣疏浚底泥進(jìn)行資源化利用，既可以節(jié)約土地資源，還可以改善周邊的生態(tài)環(huán)境。

目前疏浚底泥的處置方式主要有海洋處置、衛(wèi)生填埋、熱化學(xué)處理、土地利用、林地利用等［2］。筆者以太湖馬山月亮灣的疏浚底泥作為研究對象，分析疏浚底泥營養(yǎng)物質(zhì)的特征，并與土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照分析，旨在為太湖疏浚底泥的未來出路提供一個新的解決途徑，對其他地區(qū)的疏浚底泥的處理有一定的借鑒意義和參考價值。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

采集太湖馬山月亮灣的疏浚底泥堆場的干化疏浚底泥，共選取15個取樣點(diǎn)。取表層（取樣0～20 cm）土壤。所有樣品進(jìn)行編號后放置于聚乙烯的保鮮袋中，并貼上標(biāo)簽密封后放置于便攜式冷藏箱內(nèi)及時運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。將采集到的底泥樣品一部分放置于陰涼處自然風(fēng)干，風(fēng)干后的底泥樣品去除大小礫石及動、植物殘?bào)w等雜物，然后碾碎、研磨，并全部通過100目的篩進(jìn)行篩分。取樣品0.5g并加入HNO3+HClO4的酸液進(jìn)行消化、定容、保存。一部分底泥樣品研磨到1 mm粒徑大小后測量速效磷和速效鉀的含量。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

測定項(xiàng)目包括pH、有機(jī)質(zhì)含量、總氮、有效磷、速效鉀、含水率、重金屬Cd、Pb、Cu、Zn，具體測定方法見表1。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)文獻(xiàn)［3-5］及土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)對pH、有機(jī)質(zhì)、總N、有效磷、速效鉀、溶解鹽、含水率等指標(biāo)進(jìn)行評價，根據(jù)文獻(xiàn)［5-8］及《中國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）提出的評價方法對太湖月亮灣疏浚底泥中的重金屬污染程度進(jìn)行分級及評價。

表1太湖疏浚底泥特性參數(shù)和分析方法Tab.1Parameters and methods for analyzing sediment characteristics in the Taihu Lake

2 結(jié)果與分析

2.1 疏浚底泥的理化性質(zhì)

太湖沉積物中的營養(yǎng)物質(zhì)來自于農(nóng)田退水和水生生物的殘?bào)w堆積，含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮、磷等養(yǎng)分，主要表現(xiàn)為有機(jī)污染型。太湖馬山月亮灣的疏浚底泥中有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀的含量見表2。

土壤的pH值是衡量土壤利用方向及生長植物種類的重要因素，它可以調(diào)節(jié)、控制和影響土壤中物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化。從表2中可以看出，太湖馬山月亮灣的疏浚底泥堆場的干化疏浚底泥的pH為7.44～8.19，呈弱堿性，適合于中性或耐堿性植物的生長。有機(jī)質(zhì)含量較高，為28.57%～46.62%，適宜植物生長。疏浚底泥中全氮含量介于2.33～4.52 g/kg，達(dá)到了土壤養(yǎng)分的一級標(biāo)準(zhǔn)，該數(shù)據(jù)說明太湖月亮灣底泥中的氮含量充足，可以作為景觀園林用土。另外，太湖疏浚底泥中有效磷、速效鉀也達(dá)到了土壤養(yǎng)分的三級標(biāo)準(zhǔn)，稍加改良，也可以滿足景觀園林用土的要求。另外，太湖月亮灣疏浚底泥中的溶解鹽的含量并沒有達(dá)到鹽土范圍，因此，不會影響景觀園林植物的生長。

表2疏浚底泥樣品理化性質(zhì)與評價Tab.2Physicochemical property and evaluation of sediment samples

2.2 疏浚底泥中重金屬含量

除了養(yǎng)分要滿足要求外，對疏浚底泥進(jìn)行資源化利用時考慮最多的是重金屬是否會對土壤和植物造成危害和污染。由表3可以看出，總體上太湖馬山月亮灣的疏浚底泥堆場的干化疏浚底泥未受到重金屬污染。

由表3可知，太湖疏浚底泥重金屬含量較低，屬清潔底泥，可直接作為景觀園林用土。

2.3 疏浚底泥用于園林用土的可行性分析

太湖馬山月亮灣疏浚污泥的排泥場占地類型主要為疏浚湖區(qū)周邊的魚塘和環(huán)湖大堤陸域一側(cè)的低洼地等。疏浚底泥在堆場主要通過自然固結(jié)方式進(jìn)行干化，過程十分緩慢，除了表面數(shù)十厘米的淤泥固結(jié)為較硬的硬殼層外，下面仍是流態(tài)的稀泥，因此，形成的土地基礎(chǔ)非常軟弱，不僅不能進(jìn)行商業(yè)開發(fā)，短期內(nèi)也無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作或恢復(fù)至原來狀態(tài)。排泥場導(dǎo)致近千畝土地多年處于閑置狀態(tài)，極大的浪費(fèi)了土地資源。

表3底泥樣品中的重金屬含量Tab.3Heavy metals contents in sediment samples

無錫太湖地處我國東部經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的長江三角洲地區(qū)，地少人多，土地資源較為稀缺，因此對土地資源的開發(fā)利用程度比較高。而太湖3 000萬m3疏浚底泥基本上全部采用傳統(tǒng)排泥場進(jìn)行堆放處置，占用了大量而寶貴的土地資源，對于土地資源比較緊缺的太湖周邊市縣將是一個無法承受的負(fù)擔(dān)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市建設(shè)需要開展大量的景觀園林綠化工作，因而景觀園林用土的需求量也在逐年加大。《無錫市“十二五”生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃》中指出，到2015年，城市建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到43.35%，全市林木覆蓋率達(dá)到24.5%。而目前無錫市建成區(qū)綠地率為39%，無錫市的綠化面積潛力巨大，因而需要大量的景觀園林用土。太湖疏浚底泥氮、磷、有機(jī)質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)含量高，并且沒被有重金屬污染，研究發(fā)現(xiàn)太湖疏浚底泥干化后具有土壤的基本屬性和特征，經(jīng)過適當(dāng)?shù)那捌谔幚砗螅軌驖M足植物生長需要，因而處理后的土質(zhì)是很好的景觀園林用土資源。把疏浚底泥用作景觀園林用土，不僅解決了目前太湖疏浚底泥占地問題，還可以使景觀園林建設(shè)獲得適宜的表土，提高景觀園林建設(shè)的生態(tài)效益。

另外，疏浚底泥用于景觀園林綠化不但可以促進(jìn)樹木、花卉、草坪的生長，還可以提高其觀賞品質(zhì)，并且由于景觀園林綠化植物一般不會進(jìn)入食物鏈，不會引起食物鏈污染的危害［9］，因此，是疏浚底泥利用的有效可行途徑之一［10-11］。

3 小結(jié)

干化后的疏浚底泥具有土壤的基本特征和屬性，能夠滿足植物生長所需要的各種物質(zhì)，因此可以作為景觀園林建設(shè)用土。太湖馬山月亮灣疏浚底泥中含有豐富的氮、磷、鉀元素及有機(jī)質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，且其他指標(biāo)含量適中，適合作為城市景觀園林用土。另外，底泥中重金屬的含量低于標(biāo)準(zhǔn)值，可直接利用。將疏浚底泥直接用作景觀園林用土，不但解決了底泥如何處置的問題，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，是一種比較環(huán)保的資源化利用方式。另外，適量的無污染或輕度污染的疏浚底泥可作為土壤的改良劑，既可以有效提高土壤的各種營養(yǎng)成分，改善土壤的質(zhì)量，還可以提高土壤微生物的活性，以利于植物的生長。因此可以通過人工控制疏浚底泥的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)將疏浚底泥用作人造土壤，進(jìn)而在景觀園林用土方面得到廣泛應(yīng)用。

但也要注意到，在疏浚底泥作為景觀園林用土資源化利用的過程中，不同的利用途徑和不同的利用條件對底泥中的污染物有不同的環(huán)境容量要求，不同的植物種類對含有污染物的底泥的施用量要求不同，疏浚底泥的利用不當(dāng)可能會破壞土壤結(jié)構(gòu)、造成植物中污染物含量超標(biāo)或者污染地下水等，因此在對疏浚底泥進(jìn)行土壤資源化利用之前要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，包括土地的承受能力、植物的敏感性等，最終科學(xué)的確定疏浚底泥適用的土地類型、數(shù)量等［12-13］。

［1］付桂，趙德招，程海峰.國內(nèi)外疏浚土綜合利用現(xiàn)在對比分析［J］.水運(yùn)工程，2011，3（451）：90-96. FU G，ZHAO D Z，CHENG H F.Comparison and analysis of comprehensive utilization of dredged materials at home and abroad［J］.Port&Waterway Engineering，2011，3（451）：90-96.

［2］曹宏梅，李廣樓.疏浚土綜合利用現(xiàn)狀及存在問題［J］.中國水運(yùn)，2014，14（8）：88-89. CAO H M，LI G L.Comprehensive utilization of dredged material in China—situation and problems［J］.China Water Transport，2014，14（8）：88-89.

［3］李艷霞，陳同斌，羅維，等.中國城市污泥有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量與土地利用［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23（11）：246-247. LI Y X，CHEN T B，LUO W，et al.Contents of organic matter and major nutrients and the ecological effect related to land applica?tion of sewage sludge in China［J］.Acta Ecologica Sinica，2003，23（11）：246-247.

［4］范志明，張虎元，王寶，等.疏浚底泥的園林綠化應(yīng)用［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（3）：1 089-1 091. FAN Z M，ZHANG H Y，WANG B，et al.Horticultural application of dredged sediment［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2009，37（3）：1 089-1 091.

［5］雷曉玲，肖璇.三峽庫區(qū)底泥養(yǎng)分特性及資源化處置［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué).2014，42（2）：187-189. LEI X L，XIAO X.Characteristic and resourceful disposal of the sediment in the Three Gorges Reservoir［J］.Guizhou Agricultural Sciences，2014，42（2）：187-189.

［6］中國環(huán)境監(jiān)測總站.中國土壤元素背景值［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

［7］張明禮，楊浩，林振山，等.太湖竺山灣底泥中有害物質(zhì)含量與環(huán)境污染評價［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2011，31（5）：852-857. ZHANG M L，YANG H，LIN Z S，et al.Harmful substances residue and environmental pollution evaluation of Zhushan Bay，in Tai?hu Lake［J］.China Environmental Science，2011，31（5）：852-857.

［8］向勇，繆啟龍，豐江帆.太湖底泥中重金底污染及潛在生態(tài)危害評價［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，29（5）:700-705. XIANG Y，LIAO Q L，F(xiàn)ENG J F.Pollution of heavy metals in the bottom mud of Lake Taihu and its assessment of potential ecologi?cal risk［J］.Journal of Nanjing Institute of Meteorology，2006，29（5）：700-705.

［9］林莉，李青云，吳敏.河湖疏浚底泥無害化處理和資源化利用研究進(jìn)展［J］.長江科學(xué)院院報(bào)，2014，31（10）：80-88. LIN L，LI Q Y，WU M.Advance in research on harmless treatment and resource utilization of dredged sediment of rivers and lakes［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2014，31（10）：80-88.

［10］朱廣偉，陳英旭，王鳳平，等.城市河道底泥直接園林應(yīng)用的初步研究［J］.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2001，27（1）：47-48. ZHU G W，CHEN Y X，WANG F P，et al.Horticultural application of dredged sludge from urban river without composting［J］. Journal of Zhejiang University：Agriculture&Life Sciences，2001，27（1）：47-48

［11］李學(xué)榮.淺談環(huán)保疏浚在水環(huán)境綜合整治中的應(yīng)用［J］.江蘇水利，2002（11）：19-20. LI X R.Application of environmental dredging in water environment comprehensive improvement［J］.Jiangsu Water resources，2002（11）：19-20.

［12］張旭，祁繼英.疏浚底泥的資源化利用［J］.北方環(huán)境，2005，30（2）：48-50. ZHANG X，QI J Y.Utilize of dredged sediments as resource［J］.North Environment，2005，30（2）：48-50.

［13］朱偉，張春雷，劉漢龍，等.疏浚泥處理再生資源技術(shù)的現(xiàn)狀［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2002，25（4）：38-41. ZHU W，ZHANG C L，LIU H L，et al.The Status Quo of Dredged Spoils Utilization［J］.Environmental Science&Technology，2002，25（4）：38-41.

Nutrient characteristics and horticultural application of the sediment in Taihu Lake

XIONG Hong?xia,HUANG Wei,LIU Chang?bing,LIN Yu
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,Key Laboratory of Environmental Protection Technology on Water Transport Engineering,Ministry of Transport,Tianjin 300456,China）

Sediment disposal after sediment dredging was one of daunting problems facing in channel regula?tion.Dredged sediment which is composed of upland soil enriched with nutritive organic matters could be used as horticultural application.Sediment in Moon Bay of Taihu Lake was researched to analyze the feasibility of the tech?nology.Indices including moisture content,pH,organic matter,soluble salt,TN,TP,TK and heavy metal were mea?sured.Results show that general characteristics of the sediment are basically in accordance with the general charac?teristics of the soil.Sediment in the Moon Bay of Taihu Lake can be directly used for resourceful disposal since it was not polluted.

sediment dredging;nutrient analysis;horticultural application

TV 851；X 17

A

1005-8443（2015）06-0583-04

2015-08-10；

2015-10-28

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（TKS130103）

熊紅霞（1979-），女，河南省人，高級工程師，博士，主要從事交通工程環(huán)保研究。Biography：XIONG Hong?xia（1979-），female，senior engineer.