摘要
由于污泥中含有大量的碳和必需的植物营养物质，污泥的土地利用越来越多地被用作填埋和焚烧的替代方案。然而，污水污泥中存在的化学和生物污染物构成了潜在的危险；因此，污水污泥在施用到土壤中之前必须经过适当的处理。最常见的方法包括厌氧消化、好氧堆肥、石灰稳定、焚烧和热解。这些方法旨在稳定污水污泥，消除其潜在的环境污染，恢复其农业价值。为了在陆地上取得最佳效果，全面了解这些污泥处理过程中有机物、营养物质和污染物的转化至关重要；然而，这些信息仍然缺乏。本综述旨在通过介绍处理污泥的各种方法、处理过程中一些主要营养物质和污染物的转化过程以及对土壤的潜在影响来填补这一知识空白。尽管进行了这些处理，但随着时间的推移，处理后的污水污泥在土地上的应用仍存在一些潜在风险。潜在的有毒物质仍然是土地上处理过的污泥再利用的主要问题。因此，可以进行进一步的处理，并有必要进行长期的实地研究，以防止处理后的污泥对生态系统和人类健康可能产生的不利影响，并使其能够在土地上应用。
1.简介
1.1.污水污泥的来源和处理
世界各地的污水处理厂不可避免地会产生大量未经处理的污泥，预计在不久的将来还会进一步增加（Raheem等人，）。在中国，年产生了约万吨未经处理的污泥，预计到年这一数字将超过万吨（按含水量80%计算）（Guoetal.，）。术语“污水污泥”是指污水处理厂遗留下来的未经任何进一步处理的残余液体（Ukwatta等人，）。通常，原材料由97–98%的水组成，这使其处理和处置变得复杂（Kacprzak等人，）。此外，在废水处理过程中，影响物中存在的各种污染物会沉积在未经处理的污水污泥中（Gao等人，a）。因此，未经处理的污水污泥可能含有许多有毒物质，包括潜在有毒元素（PTEs）、持久性有机污染物和病原体（Fijalkowski等人，）。
除了这些污染物外，未经处理的污水污泥还含有大量的有机物和有价值的营养物质[如氮（N）、磷（P）和钾（K）]（Urra等人，）。通常，在干重的基础上，混合的未经处理的污水污泥（来自市政、商业和工业来源）包含20.5–40.3%（总干固体TS）的有机碳（C）、2.8–4.9%的总N、1.2–3%的总P和1%的总K（Collivignarellietal.，）。因此，污泥的土地利用是一种常见的做法，具有很大的激励作用，特别是从环境和经济角度来看，因为有价值的有机物和营养物质得到了回收（Marou?ek和Marou?ková，；辛格和阿格拉瓦尔，年）。当将未经处理的污水污泥施用在土地上时，土壤的养分和有机碳含量会增加，从而提高土壤肥力和植物生物量产量（Wangetal.，）。除了养分和碳回收的好处外，从循环经济的角度来看，处理过的污泥的农业再利用还有许多优点。将处理过的污泥再循环用于土地利用，可以减少焚烧和海洋处理等替代处理过程造成的环境负担。利用生命周期评估（LCA）和国际参考生命周期数据系统标准，Aleisa等人（）评估了将处理过的污水污泥（科威特每年生产）应用于农业（种植牧草）与焚烧和填埋污水污泥相比的环境效益（就再循环营养物而言）。他们发现，单独使用再循环氮可以显著降低氮生产的不利影响，包括一氧化二氮（N2O）排放（58%）和广泛使用金属催化剂，如Cu（38%）和Mn（42%）。此外，由于从处理过的污泥中回收NPK，CO2排放量大幅减少（由于N、P和K的节省，每年分别为4.63×、2.48×和1.06×kgCO2）（Aleisa等人，）。
然而，尽管污水污泥可以为植物生长提供氮和磷，但其过度使用会使水道受到氮和磷的污染，导致富营养化（Yoshida等人，）。此外，上述存在于污泥中的环境污染物也不容忽视。事实上，污泥的土地利用会导致环境污染，如重金属（Kiddetal.，）、有机污染物（Rivieretal.，）和抗生素抗性微生物（Urraetal.，），这些微生物随后会进入食物链，对生态系统和人类健康构成威胁。
因此，污水污泥需要经过适当的处理才能安全使用和处理。术语“生物固体”是指使用一种或多种工艺处理的污水污泥，其中可能包括以下工艺：厌氧消化、好氧堆肥、碱/石灰稳定、热解和焚烧（Oladejo等人，；Ukwatta等人，）。所谓的生物固体具有很高的土地应用潜力，因为它们含有大量稳定的有机物和可用的营养素，这些营养素在不同的处理中可能有所不同（Wijesekara等人，）。例如，通过石灰稳定污泥产生的生物固体中的总氮和总磷（以干重为基础）分别为1.03%和0.38%，而厌氧消化产生的总N和总P分别为5.7%和2.32%（Dad等人，）。生物固体在农业和废弃矿场的再利用在许多国家受到了极大的
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