脫硫石膏在鹽堿地的應(yīng)用改良效果

郎丹麗 魯子偉

（上海園林綠化建設(shè)有限公司，上海 200333）

隨著工業(yè)發(fā)展時代的進(jìn)步，人們對與環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識也有了顯著的提高。電氣化進(jìn)入了發(fā)展的新階段，主流的煤電產(chǎn)業(yè)受限于成本，使用不脫硫燃煤發(fā)電，嚴(yán)重污染了環(huán)境。燃煤脫硫產(chǎn)生的二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O），具有產(chǎn)量大、利用率低等特點，因此對其再利用成為研究的熱點。

同時，社會發(fā)展土地資源稀缺、填海工程數(shù)量增加，鹽堿地改良成為世界性的難題。因脫硫石膏中含有的Ca2+可以代換鹽堿土中的Na+實現(xiàn)鹽堿土的改良，且石膏對植物無毒副作用，適度的溶解性和易于搬運(yùn)的特點，使得石膏成為最常見的鹽堿地改良劑[1]。在改良鹽堿地中使用脫硫石膏，既解決脫硫石膏利用的問題，也解決了鹽堿地改良的問題，為自然生態(tài)多樣化及可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1 項目簡介

甌江口新區(qū)一期市政項目位于靈昆與洞頭的霓嶼中間緊靠77省道，總面積為14.72km2，主要由海泥、沙吹填預(yù)壓形成。按照土壤學(xué)分類方法，海泥吹填土應(yīng)屬于濱海潮灘鹽土的范疇，鹽土（圍海吹填和新圍涂地）向潮土的演進(jìn)序列是：濱海潮灘鹽土——濱海鹽土——鹽化濕潮土——鹽化潮土（重度鹽化——中度鹽化——輕度鹽化潮土）[2]，在自然條件下需要數(shù)10年甚至數(shù)百年。吹填鹽堿土含鹽量高、易鹽堿化、養(yǎng)分含量低、土壤結(jié)構(gòu)性差等特點嚴(yán)重制約了綠化工程的實施。

通過調(diào)查試驗發(fā)現(xiàn)：該區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)總體含量偏低，土壤全鹽量極高，平均值6.49g/kg，遠(yuǎn)高于《綠化種植土壤》（CJ/T340-2016）規(guī)定耐鹽植物的1.5g/kg，土壤堿度強(qiáng)（pH值8～9.4），土壤質(zhì)量參差不齊。

2 脫硫石膏的特性

脫硫石膏與普通石膏性質(zhì)相似，由于雜質(zhì)成分上的差異，導(dǎo)致兩者在脫水特性、易磨性及煅燒后的熟石膏粉在力學(xué)性能、流變性能等特征上的不同[3]。脫硫石膏為淺灰色，性質(zhì)穩(wěn)定。脫硫石膏的主要成分是高品位的二水硫酸鈣（Ca-SO4·2H2O），含量在90%以上，含水量在10%左右，并且還含有飛灰、碳酸鈣、亞硫酸鈣等。

3 脫硫石膏對土壤的作用

脫硫石膏溶解產(chǎn)生Ca2+離子置換土壤膠體上交換性Na+離子，在水的作用下將被置換的鈉鹽從土壤中淋洗，從而降低了pH值、土壤堿化度，并改善土壤理化性質(zhì)，同時脫硫石膏可增強(qiáng)土壤的離子吸附能力，提高土壤持水性[4]。脫硫石膏內(nèi)有部分在燃煤脫硫過程中的飛灰，其中含有部分雜質(zhì)及一些微量元素，對缺乏微量元素的土壤具有一定的改良作用。

脫硫石膏對有的金屬雜質(zhì)也會產(chǎn)生副作用。在遇水溶解后，由于重金屬在土壤中的移動性較小，微生物不能降解。最好的辦法是通過生物方法治理，用特種植物進(jìn)行吸附，收割后進(jìn)行集中處理。施用不同量的脫硫石膏重金屬在鹽堿土中分布不同，生物吸收效果也不同。

使用脫硫石膏改良土壤可以增加土壤空隙，從而起到增加土壤持水量的作用。土壤中的Na+、Cl-含量對電導(dǎo)率的影響明顯。通常測試土壤內(nèi)全鹽量以及Na+、Cl-含量要到專業(yè)檢測單位進(jìn)行檢測，由于土壤電導(dǎo)率相對更好測量，在建立模型及電導(dǎo)率數(shù)據(jù)就可以推測出全鹽量以及Na+、Cl-含量。由于測量簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高，所以這也將是以后檢測土壤全鹽量以及Cl-、Na+的主要方式。

4 脫硫石膏對植物體的作用

脫硫石膏在鹽堿地改良中，有改變土壤理化性質(zhì)的作用，直接或間接地影響土壤中的微生物活動及植物的生長。研究表明，脫硫石膏中大量元素含量較低，而其中微量元素含量較為豐富，其中鈣平均含量達(dá)到了281560mg/kg、鐵平均含量達(dá)到了8063mg/kg、鋅平均含量達(dá)到了15388mg/kg、錳平均含量也達(dá)到了1026mg/kg等元素，可參與植物體的各項生理活動[5]。施用適量的脫硫石膏能夠提高土壤含水量，以及土壤中微量元素的含量，從而提高了苗木的水分利用效率和根系活力，也提高了葉綠素含量，更利于光合作用。

5 脫硫石膏對鹽堿地改良效果

脫硫石膏改良鹽堿地的研究報道有很多，研究了脫硫廢棄物對土壤微生物多樣性的影響，結(jié)果表明，改良后的土壤中的真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量均高于改良前，分析可能是改良后的土壤有機(jī)質(zhì)增加，透水透氣性良好，更利于三類微生物生長[3]。

在甌江口新區(qū)一期市政工程中，原土改良主要通過原土加脫硫石膏加風(fēng)化母質(zhì)的方式進(jìn)行淋溶降鹽試驗。筆者在試驗場地做了4組試驗選取不同地方的土壤分別進(jìn)行土壤改良試驗，數(shù)據(jù)如表1：

表1 土壤改良試驗數(shù)據(jù)表

通過試驗對比發(fā)現(xiàn)，土壤的改良效率與鹽堿度的對應(yīng)關(guān)系得出下面的對應(yīng)折線。鹽堿度越高，脫硫石膏的改良效率也越高。鹽堿度越低，脫硫石膏的改良效率也越低（見圖1）。

圖1 土壤的改良效率與鹽堿度的對應(yīng)關(guān)系

在土壤改良過程中，為了排除外來因素對土壤改良的影響，經(jīng)過長期跟蹤監(jiān)測得出結(jié)論，即降雨量增加，土壤改良效果越好；反之降雨量減少，土壤改良效果越差（見圖2）。

為得出最優(yōu)的改良方法，在相同環(huán)境下使用不同的改良方法，對土壤進(jìn)行改良試驗，在現(xiàn)場選定同一區(qū)域取土，共取7份，將其使用旋耕機(jī)打碎并分別裝箱，木箱尺寸：100cm×100cm×100cm。

①原土：使用打碎的原土直接回填，定期澆水淋溶；②原土+10%砂：使用打碎的原土+10%的砂攪拌均勻回填，定期澆水淋溶；③原土+20%砂：使用打碎的原土+20%的砂攪拌均勻回填，定期澆水淋溶；④原土+10%砂+300g脫硫石膏：使用打碎的原土+10%砂攪和300g脫硫石膏拌均勻回填，定期澆水淋溶；⑤原土+10%砂+450g脫硫石膏：使用打碎的原土+10%砂攪和450g脫硫石膏拌均勻回填，定期澆水淋溶；⑥原土+20%砂+300g脫硫石膏：使用打碎的原土+20%砂攪和300g脫硫石膏拌均勻回填，定期澆水淋溶；⑦原土+20%砂+450g脫硫石膏：使用打碎的原土+20%砂攪和450g脫硫石膏拌均勻回填，定期澆水淋溶。

圖2 外來因素對土壤改良的影響

通過試驗得知，在相同環(huán)境下使用不同的改良方法。經(jīng)過一段時間的改良，通過檢測，使用20%砂+300g脫硫石膏效果最好，相對于原土去鹽量由5.82降至2.15，下降數(shù)值比較理想（見圖3）。

圖3 不同改良方式全鹽量變化

6 展望

使用脫硫石膏改良鹽堿地，降低土壤含鹽量，增加土壤含水量，增加微生物活性等效果。但在改良的技術(shù)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)性上應(yīng)注意以下問題。

（1）加強(qiáng)脫硫石膏改良鹽堿地的技術(shù)研究，使用不同方法、不同比例的脫硫石膏等方法。優(yōu)化降堿排鹽方案，提高改良效果和經(jīng)濟(jì)效益。（2）使用脫硫石膏改良鹽堿地，降堿排鹽中水成為了關(guān)鍵，尤其在缺乏淡水的地區(qū)，如何提升改淡水利用率成為關(guān)鍵。（3）跟蹤重金屬對環(huán)境破壞的影響，以及后期監(jiān)測影響范圍的情況。