城市土壤微生物原位修復(fù)

文·圖 ◎ 黃亦明 楊永浩

城市土壤微生物原位修復(fù)

文·圖 ◎ 黃亦明 楊永浩

近二三十年，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市建設(shè)的興起，城市綠化種植土的原有格局已經(jīng)被打破，優(yōu)質(zhì)綠化土嚴(yán)重缺乏，阻礙了城市綠化的發(fā)展。綠化種植土的質(zhì)量和活力出現(xiàn)了明顯的下降。建設(shè)開(kāi)挖的深基坑土隨意應(yīng)用，甚至許多重金屬等污染物超標(biāo)的土壤都應(yīng)用于綠化工程中。在人們的意識(shí)中，綠化栽植僅僅美化環(huán)境，不同于農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)作物直接進(jìn)入和接觸人體、對(duì)人體健康造成危害而引起重視，因而人們更關(guān)注后者的生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)于前者植物栽于什么樣的土壤環(huán)境并不在意。這一現(xiàn)象已引起國(guó)家的高度重視，近幾年來(lái)連續(xù)頒發(fā)了一系列關(guān)于土壤修復(fù)的文件和通知，相關(guān)的政策法規(guī)正在抓緊制定中。

本文從以下幾方面來(lái)探討解決城市綠化原土修復(fù)和利用的新途徑。

種植土的使用現(xiàn)狀

公園和道路的綠化種植土壤隨著年長(zhǎng)時(shí)久，會(huì)出現(xiàn)土質(zhì)退化與活力下降的現(xiàn)象。與此同時(shí)，城市發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了大量新建綠地和道路交通綠化帶，由于缺乏土壤表土保護(hù)意識(shí)，城市綠化種植土由異地大量運(yùn)入。這些運(yùn)入城市的綠化土質(zhì)量參差不一，其中不少土壤質(zhì)量低下并含有建筑垃圾，有機(jī)質(zhì)含量低、粘性大、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)差，未經(jīng)修復(fù)直接用于綠化種植后患無(wú)窮。由于城市綠化土壤質(zhì)量問(wèn)題存在的隱患，多年后，植物長(zhǎng)勢(shì)不佳，景觀(guān)效果變差。綠化種植土因土質(zhì)差而產(chǎn)生的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。這時(shí)候就需要進(jìn)行土壤修復(fù)或直接換土。

圖片說(shuō)明

1. 采用機(jī)械設(shè)備微生物修復(fù)前后的對(duì)比

微生物原土修復(fù)的優(yōu)勢(shì)

土壤修復(fù)分為異位修復(fù)和原位修復(fù)兩類(lèi)。

異位修復(fù)就是將受污染的土壤運(yùn)輸至異地進(jìn)行無(wú)害化處理。人工和機(jī)械開(kāi)挖原土，將原土裝入重型工程車(chē)輛，工程車(chē)輛再將原土運(yùn)往異地處理。往返運(yùn)輸過(guò)程中，運(yùn)輸成本增加的同時(shí)，重型工程車(chē)輛對(duì)道路損壞，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲和揚(yáng)塵污染，同時(shí)增加了交通事故的發(fā)生概率，處理時(shí)需要添加其他材料，并產(chǎn)生場(chǎng)地費(fèi)和處置費(fèi)等費(fèi)用。因此，異位修復(fù)在費(fèi)用和時(shí)間上成本增加，對(duì)環(huán)境造成二次污染，還有安全隱患。

2.上海國(guó)際旅游度假區(qū)內(nèi)微生物修復(fù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

原位修復(fù)是通過(guò)物理的、化學(xué)的和生物等方法，對(duì)被污染的土壤在原地完成無(wú)害化處理，其中物理和化學(xué)的方法主要針對(duì)各種化學(xué)和重金屬造成的工業(yè)場(chǎng)地污染。本文重點(diǎn)介紹的是一種微生物原土原位修復(fù)方式。利用原生態(tài)微生物和功能微生物之間的相互作用來(lái)完成土壤修復(fù)，適合園林綠化和城市綠化的土壤修復(fù)。針對(duì)土壤的構(gòu)造和特性，通過(guò)外源微生物激活和喚醒原生態(tài)中的土壤微生物，以微生物的代謝和放大作用，使原土的活力得以恢復(fù)。原位修復(fù)大大提高了原土的利用率，節(jié)約和降低了城市建設(shè)中原土的運(yùn)輸成本，以及車(chē)輛對(duì)道路的損壞，噪音和尾氣排放對(duì)城市環(huán)境的污染、場(chǎng)地的占有等系列問(wèn)題。

原位修復(fù)中的微生物修復(fù)借助功能性活菌來(lái)完成。菌種包括復(fù)合菌種如放線(xiàn)菌、芽孢桿菌以及植物乳酸菌等。其中放線(xiàn)菌可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，有利于提高土壤的透氣性和酥松性。芽孢桿菌可以通過(guò)營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，以占據(jù)生存空間的方式來(lái)阻止植物病原菌的生長(zhǎng)，能在植物表面迅速形成一層高密保護(hù)膜，使病原菌得不到生存空間，從而保護(hù)作物免受病原菌危害。

3. 上海國(guó)際旅游度假區(qū)內(nèi)微生物修復(fù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

復(fù)合菌群進(jìn)入土壤后，可以在土壤中形成優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)大團(tuán)體，經(jīng)由代謝和放大，分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，提高肥效；抑制有害菌，營(yíng)造良好的土壤微生物環(huán)境，降低土壤中的蟲(chóng)害；促進(jìn)植物根系的吸收和機(jī)體的養(yǎng)分轉(zhuǎn)換，提高植物體的抵抗力；改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

微生物土壤修復(fù)劑通常需量身定制，根據(jù)原土的具體情況，在進(jìn)行土壤檢測(cè)后依結(jié)果制訂相應(yīng)的配方。配方菌種經(jīng)過(guò)反復(fù)的提純復(fù)壯后，接種到經(jīng)由35天以上高溫連續(xù)發(fā)酵的綠化廢棄物和有機(jī)廢棄物載體中，再經(jīng)過(guò)自然垛堆干燥，濕度控制在35%左右，即為成品，可以使用。使用時(shí)，對(duì)修復(fù)區(qū)域原土進(jìn)行翻土、粉碎，與微生物土壤修復(fù)劑均勻混拌即可完成初步修復(fù)。

修復(fù)周期需視原土具體情況和方案而定，由原土的原始土質(zhì)、容重和酸堿度等要素決定。通常在進(jìn)行微生物原土原位修復(fù)后，經(jīng)過(guò)1～2年的綠化種植，并在種植過(guò)程中嚴(yán)格控制殺蟲(chóng)劑和其他化學(xué)藥劑的使用。這將有利于縮短修復(fù)的周期，使修復(fù)效果早日顯現(xiàn)。

目前，中國(guó)的土壤修復(fù)主要集中在對(duì)舊工業(yè)基地的化學(xué)和物理修復(fù)，針對(duì)原土修復(fù)的微生物土壤修復(fù)很少有見(jiàn)。然而相對(duì)舊工業(yè)基地，非舊工業(yè)基地的原土修復(fù)無(wú)論在區(qū)域面積上還是體量上都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)前者的，因此有著廣闊的市場(chǎng)。

案列一：上海迪士尼項(xiàng)目原土修復(fù)

上海國(guó)際旅游度假區(qū)（即上海迪士尼園區(qū)及周?chē)由靺^(qū)域）建設(shè)項(xiàng)目是國(guó)家和上海市的重大建設(shè)項(xiàng)目，綠化工程種植土在質(zhì)量和技術(shù)上有著全新的質(zhì)量要求和解決方案，同時(shí)也在土壤保護(hù)與修復(fù)方面進(jìn)行了一系列的科學(xué)試驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械化配方土生產(chǎn)，為探索和提高中國(guó)城市園林綠化種植土的質(zhì)量進(jìn)行了有益的嘗試。

4. 微生物修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)采集圖樣

上海國(guó)際旅游度假區(qū)建設(shè)項(xiàng)目是中、美合作項(xiàng)目，項(xiàng)目工程的一切建設(shè)均參考美國(guó)迪士尼建設(shè)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。為確保綠化種植土達(dá)到和符合有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，相關(guān)部門(mén)首先對(duì)上海國(guó)際旅游度假區(qū)范圍內(nèi)的大量表土進(jìn)行采集和處理，收集與儲(chǔ)存，同時(shí)建造了大型的機(jī)械化種植土生產(chǎn)加工廠(chǎng)房。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，形成中美雙方認(rèn)可的種植土配方，對(duì)種植土原料嚴(yán)格篩選和把關(guān)，按照統(tǒng)一的配比要求，進(jìn)行工廠(chǎng)化加工，最終生產(chǎn)出雜質(zhì)含量極低、顆粒度均勻的砂質(zhì)壤土。然而這種著眼于未來(lái)、追求長(zhǎng)期效應(yīng)而造價(jià)高昂的土壤改良形式，目前很難在中國(guó)的其他園林景觀(guān)的建設(shè)中強(qiáng)力推廣。

針對(duì)國(guó)內(nèi)多數(shù)的項(xiàng)目，我們必須探索一種適合中國(guó)國(guó)情、可推廣、可復(fù)制的園林綠化土改良與修復(fù)技術(shù)。同時(shí)，和上海國(guó)際旅游度假區(qū)的工廠(chǎng)化種植土相比，目標(biāo)土壤的大部分理化指標(biāo)要相當(dāng)、成本應(yīng)大大下降。要達(dá)到這些要求，采用微生物原位修復(fù)技術(shù)，再添加些輔料，筆者認(rèn)為是對(duì)園林綠化原土改良與修復(fù)的有益嘗試與目標(biāo)。

5. 上海國(guó)際旅游度假區(qū)內(nèi)綠化種植土生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

為此，筆者在除迪尼斯園區(qū)項(xiàng)目之外，開(kāi)展了不少微生物土壤修復(fù)試驗(yàn)。修復(fù)后的土壤多項(xiàng)指標(biāo)基本接近和達(dá)到了上海國(guó)際旅游度假區(qū)配方土的要求。這也就說(shuō)明微生物原土原位修復(fù)技術(shù)在提高原土的活力、有機(jī)質(zhì)含量以及恢復(fù)土壤疏松性，降低土壤酸堿度和生物多樣化方面有明顯的作用。

6. 2013年8月7日，在上海國(guó)際旅游度假區(qū)現(xiàn)場(chǎng)借助機(jī)械設(shè)備進(jìn)行微生物原位修復(fù)

案例二：上海市松江區(qū)古樹(shù)原位復(fù)壯

依據(jù)微生物原土原位修復(fù)技術(shù)的原理和方法，筆者在上海市松江區(qū)對(duì)部分不同科屬的瀕危古樹(shù)進(jìn)行微生物復(fù)壯搶救，取得了明顯的效果。復(fù)壯區(qū)域古樹(shù)的土壤環(huán)境得到明顯改善，原先古樹(shù)周邊泥土中的地老虎、蜈蚣、螞蟻等害蟲(chóng)基本消失，蚯蚓數(shù)量明顯增加，古樹(shù)萌發(fā)有力，生長(zhǎng)狀況日益改善。

7. 上海市松江區(qū)中心醫(yī)院黑松古樹(shù)微生物修復(fù)前后對(duì)比圖

傳統(tǒng)原土微生物修復(fù)的受限及機(jī)械化修復(fù)的應(yīng)用前景

微生物原土原位修復(fù)技術(shù)對(duì)于解決和提高原土利用率不失為一項(xiàng)好技術(shù)，但傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式在一定程度上制約了這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。人工作業(yè)成本逐年上升，且人工作業(yè)方式無(wú)法解決微生物菌劑與原土的均勻混合，這在一定程度上制約著微生物原土原位修復(fù)的見(jiàn)效速度。

8. 上海市松江區(qū)佘山敬老院內(nèi)一級(jí)古樹(shù)山茶微生物復(fù)壯前

移動(dòng)式土壤混拌機(jī)的問(wèn)世，為園林綠化土壤改良工程的發(fā)展，提供了良好的契機(jī)。該設(shè)備在引進(jìn)、消化和結(jié)合國(guó)情的基礎(chǔ)上，已初見(jiàn)成果，不久將在土壤修復(fù)和土壤治理領(lǐng)域發(fā)揮積極的作用。

9. 上海市松江區(qū)佘山敬老院內(nèi)一級(jí)古樹(shù)山茶微生物復(fù)壯后

黃亦明 上海申迪園林投資建設(shè)有限公司技術(shù)部高級(jí)工程師。

楊永浩 上海大頌生物技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)。