基于建筑泥漿脫水泥餅的基質(zhì)配方對綠植生長發(fā)育的影響

王福喜 劉勁馳 吳定桂 左小凡

摘要：以建筑泥漿脫水泥餅為試驗(yàn)材料，經(jīng)過理化性質(zhì)的初步調(diào)整后，使用4種輔材以及不同配比的微生物有機(jī)肥料對脫水泥餅進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改良，研究不同基質(zhì)配方對高羊茅、小松菜、豌豆生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過改良后脫水泥餅的理化指標(biāo)達(dá)到綠植標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)綠植的發(fā)芽率均超過80%，植物干質(zhì)量有極大的提高。其中，稻殼炭基質(zhì)的添加對高羊茅的生長促進(jìn)效果最明顯;在肥料施加量適當(dāng)?shù)那闆r下，稻殼炭基質(zhì)也能促進(jìn)小松菜的生長;紙屑基質(zhì)更適合于豌豆的生長。脫水泥餅改良基質(zhì)（人工綠化種植土壤）能有效提供植物生長發(fā)育的條件，本研究結(jié)果實(shí)現(xiàn)了將城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅資源化利用于城市綠化種植。

關(guān)鍵詞：建筑泥漿脫水泥餅;調(diào)質(zhì)改良;基質(zhì)栽培;植物生長;發(fā)芽率

中圖分類號：X799.1 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）23-0250-05

目前，城市建設(shè)發(fā)展越來越快，建筑施工過程中產(chǎn)生的建筑泥漿也日漸增多[1]。泥漿主要是由水、黏性土顆粒、膨潤土顆粒及各種藥品添加劑組成的一種濃稠液態(tài)物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，建筑工地產(chǎn)生的泥漿含水率通常大于85%，而且底泥顆粒細(xì)小，導(dǎo)致顆粒難以濃縮沉降，因此泥漿需要占用大量的貯存空間，這給建筑泥漿的后續(xù)處理帶來很大困難[2]。若不及時處理建筑泥漿，會影響正常施工，而違法投棄建筑泥漿會造成極大的環(huán)境風(fēng)險，使土或水環(huán)境受到污染[3]。因此，如何將建筑泥漿妥善處理和對其資源化利用，已經(jīng)成為目前城市發(fā)展的一大難題[4-5]。

建筑泥漿脫水泥餅產(chǎn)量大、運(yùn)輸處理困難、無害化成本高，研究出建筑泥漿脫水泥餅減量化、資源化的合理方法，能使城市固體廢棄物消納于城市，響應(yīng)城市綠色發(fā)展的要求，帶來較好的經(jīng)濟(jì)和廣泛的社會效益。

本試驗(yàn)分析了改良前后建筑泥漿脫水泥餅的理化性質(zhì)，篩選基質(zhì)材料，得出最合理的基質(zhì)配比方案，進(jìn)行盆栽試驗(yàn)[6]，觀察記錄高羊茅、小松菜和豌豆的發(fā)芽情況與生長情況，將城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅資源化利用于城市綠化。研究建筑泥漿脫水泥餅基質(zhì)對綠植生長的影響，確定城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅在城市綠化種植方面資源化利用的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年1—6月在江蘇省南京市玄武區(qū)南京林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試植物 采用高羊茅、豌豆和小松菜為試驗(yàn)植物，高羊茅為我國城市綠化的常用植物，豌豆和小松菜是我國常見農(nóng)作物。

1.2.2 供試基質(zhì) 空白土壤采自南京林業(yè)大學(xué)地下（2.5 m 以下）深層土壤，為黃黏土，屬于黏壤土類，將采集到的土壤置于干燥通風(fēng)處自然風(fēng)干備用，其理化性質(zhì)見表1;建筑泥漿脫水泥餅采自江蘇省南京市建筑泥漿處置中心，其理化性質(zhì)見表1，其重金屬含量見表2。

1.2.3 供試改良材料 檸檬酸、纖維材料（紙屑、細(xì)秸稈、木屑）、稻殼炭、保水劑[聚丙烯酰胺（PAM）]和有機(jī)肥料。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 脫水泥餅理化性質(zhì)結(jié)構(gòu)改良：采用濃度為60%的檸檬酸（CA），調(diào)節(jié)脫水泥餅pH值至中性;使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%～0.15%的PAM提高其保水性及陽離子交換量;采用毛細(xì)吸水時間（CST）試驗(yàn)考察改良基質(zhì)的孔隙度和保水性，得出改良基質(zhì)的輔材最佳質(zhì)量配比為木屑3.5%、紙屑2.5%、細(xì)秸稈5%、稻殼炭4%;將上述材料和4種輔材類型按質(zhì)量比例與脫水泥餅均勻混合，使脫水泥餅各理化指標(biāo)符合CJ/T 340—2011《園林綠化種植土壤》標(biāo)準(zhǔn)。

脫水泥餅肥力改良：通過添加有機(jī)肥料改善脫水泥餅肥力，添加有機(jī)肥料的質(zhì)量比為0、1.5%、3.0%、8.0%，制成20種種植基質(zhì)，具體混配方案見表3。

綠植發(fā)芽種植試驗(yàn)：將調(diào)配好的基質(zhì)裝在穴盤內(nèi)，分別種下3種種子（高羊茅、小松菜、豌豆）。每槽5粒、插好地牌，做好標(biāo)記，每個處理4個重復(fù)。整個試驗(yàn)過程在恒溫、恒濕的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，保持濕度70%、溫度 25 ℃、光照8 h/d。植物發(fā)芽前期每天澆1次水，澆透為止，直到成長發(fā)芽，之后每2～3天澆1次水，拍照并做好記錄。出苗后，計(jì)算發(fā)芽率，成苗后測定植物干質(zhì)量。

1.3.2 測定項(xiàng)目和方法 土樣打碎、混勻，去除雜質(zhì)、石礫，風(fēng)干過篩（2 mm）后，用于土壤理化性質(zhì)測定。pH值用浸提法[7]（土水體積比1 g ∶ 5 mL）測定;有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法[8]測定;堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法[9]測定;有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[10]測定;速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法[11]測定;陽離子交換量（CEC）采用CH3COONH4交換法[12]測定;土壤機(jī)械組成用密度計(jì)測定。土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌3類微生物量采用稀釋平板法[13]測定。土壤酶活性參照張建軍等報道的方法[14]測定。植物成熟后需測量生長高度，用剪刀緊貼基質(zhì)面剪掉地上部，分離莖與葉烘干置于烘箱，烘干至恒質(zhì)量后，用電子天平稱量。

2 結(jié)果與分析

2.1 改良前后建筑泥漿脫水泥餅性質(zhì)對比

建筑泥漿脫水泥餅結(jié)構(gòu)致密，透氣性差[15]，不能直接用于城市綠化，須根據(jù)綠化土種植標(biāo)準(zhǔn)，對建筑泥漿脫水泥餅進(jìn)行改良，即調(diào)節(jié)脫水泥餅的pH值、孔隙度、保水性、所含營養(yǎng)元素氮磷鉀的含量。調(diào)節(jié)改良后脫水泥餅的理化性質(zhì)（表4）符合綠化種植土標(biāo)準(zhǔn)，故可進(jìn)行綠化種植試驗(yàn)。

建筑施工過程中投加的膨潤劑具有強(qiáng)堿性，且脫水泥餅屬于危險廢棄物，脫水泥餅pH值為12.35?明顯高于自然土壤，因此采用60% CA調(diào)節(jié)脫水泥餅的pH值到中性。CA作為一種具有螯合功能的有機(jī)酸，無毒無害、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易溶于水，CA電離出部分H+，適用于堿性土壤改良，且成本低、可降解。

3 結(jié)果與討論

本試驗(yàn)研究了脫水泥餅改良的材料和方法，將改良后的脫水泥餅與輔材、肥料按不同比例混合，進(jìn)行了高羊茅、小松菜和豌豆等植物的盆栽試驗(yàn)，研究改良基質(zhì)對植物的生長影響，并得出以下結(jié)論：（1）采用有機(jī)檸檬酸、微生物有機(jī)肥料、PAM保水劑、4種輔材對脫水泥餅理化性質(zhì)進(jìn)行改良后，城市固廢脫水泥餅可以達(dá)到綠化種植指標(biāo)要求。（2）通過盆栽試驗(yàn)，脫水泥餅基質(zhì)能有效提高高羊茅、小松菜、豌豆的發(fā)芽率，最大發(fā)芽率分別能達(dá)到92%、89%、92%。（3）從植物生長狀況來看，肥料配比為1.5%的稻殼炭基質(zhì)可以有效促進(jìn)高羊茅生長，肥料配比為3.0%的稻殼炭基質(zhì)中小松菜的生長狀況最佳，肥料配比為0的紙屑基質(zhì)對豌豆生長的促進(jìn)效果最好，最佳干質(zhì)量均值能達(dá)到0.149 g/棵。

本試驗(yàn)在簡便、有效、低成本的前提條件下，實(shí)現(xiàn)了對固體廢棄物脫水泥餅的資源化城市循環(huán)利用，變廢為寶。從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保要求、技術(shù)條件等多方面來看，可以將脫水泥餅基質(zhì)大量應(yīng)用于城市的綠化種植。

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