摘 要：以天津市某港為研究對(duì)象，利用吹填土、粉煤灰、電石渣3種廢棄物優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特性，通過(guò)一定比例摻伴篩選出最佳比例作為園林綠化新基質(zhì)，通過(guò)研究吹填土、粉煤灰、電石渣三種物質(zhì)按不同比例混合后的理化性質(zhì)、濾液全鹽量、pH的變化、濾液中離子變化、鹽漬指標(biāo)、濾液體積變化的問(wèn)題，從而得出初步結(jié)果：所有處理的全鹽量和離子含量都有明顯下降，其中以吹填土、粉煤灰和電石渣比例為3︰6︰1和3︰1︰6的脫鹽速率最快，但用水量相對(duì)較大;所有處理的pH值都沒(méi)有降到植物生長(zhǎng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。所以如何降低pH是今后試驗(yàn)中的重要問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：吹填土,粉煤灰,電石渣,新機(jī)制,綠化

　　1　引言

　　天津開發(fā)區(qū)園林綠化部門經(jīng)過(guò)十幾年來(lái)不斷探索實(shí)踐，通過(guò)客土、降水位、大水洗鹽、抑制次生鹽漬化進(jìn)行鹽堿地綠化，但現(xiàn)有的濱海鹽堿地客土綠化模式存在明顯的局限性，大規(guī)模客土是對(duì)土源地區(qū)土地資源的嚴(yán)重破壞，客土綠化成本巨大，約占綠地成本的2/3，可見建立在巨大資金投入基礎(chǔ)上的開發(fā)區(qū)客土綠化方式對(duì)于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是十分不利的。與此同時(shí)在開發(fā)區(qū)周邊地區(qū)的吹填土、粉煤灰、電石渣等固體廢棄物資源豐富，它們占用大量土地、嚴(yán)重污染環(huán)境，多年來(lái)一直未得到有效利用，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、城市規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及居民生活，急需消納，使之資源化。本試驗(yàn)從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)探索利用本地儲(chǔ)量很大的吹填土、粉煤灰及電石渣替代種植客土。在深入揭示吹填土、粉煤灰、電石渣理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，將不同比例的廢棄物混合均勻后，利用室內(nèi)小土柱，考察在飽和入滲條件下不同組合內(nèi)新土壤達(dá)到脫鹽要求時(shí)的脫鹽速率、脫鹽所耗水量、pH及鈉吸附比和殘余碳酸鈉等幾個(gè)指標(biāo)，確定出最符合要求的比例范圍[1]。

　　2　試驗(yàn)材料與方法

　　2.1　試驗(yàn)材料

　　吹填土采自天津市某港，采回土樣需風(fēng)干后過(guò)2mm篩備用。粉煤灰和電石渣采自天津市某化工廠。各試驗(yàn)材料鹽分及離子組成見表1。

　　如表1所示，吹填土含鹽量很高，為3.406%，且表現(xiàn)為Na-Cl型，pH顯堿性;粉煤灰和電石渣的pH值分別為12.60和12.53。兩種廢棄物中CO32-和HCO3-的含量高于吹填土。

　　2.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

　　2.2.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　本試驗(yàn)采用室內(nèi)小土柱脫鹽。小土柱為直徑7cm，高37cm的UPVC塑料管。實(shí)際裝土高度為25cm，故體積V=961.625cm3。根據(jù)表2中3種廢棄物的混合比例，計(jì)算出各物質(zhì)的體積。小土柱下面用尼龍網(wǎng)封住，再墊上3-5cm的石英砂，然后填上按上述體積比例混合后的基質(zhì)25cm。裝土?xí)r，每裝5cm搗實(shí)一次。

　　用蒸餾水淋洗土柱基質(zhì)，從基質(zhì)水飽和后開始，小土柱上面保持5cm的水頭，下方放置接滲濾液液容器(錐形瓶)。每隔24小時(shí)收集濾液，記錄體積，測(cè)定電導(dǎo)率、pH;每隔3天分析濾液里的八大離子組成，到濾液里的電導(dǎo)率小于3g/kg時(shí)停止淋洗，記錄整個(gè)淋洗過(guò)程的全部耗水量。

　　2.2.2　試驗(yàn)處理

　　本試驗(yàn)共設(shè)計(jì)7個(gè)處理，1個(gè)對(duì)照處理。并根據(jù)單形格子[2]，計(jì)算出3種廢棄物的不同混合比列，見表2。每個(gè)處理重復(fù)3次，采用室內(nèi)小土柱模擬淋洗脫鹽方法。

　　2.2.3 分析方法

　　全鹽量-電導(dǎo)法。pH值-酸度計(jì)法。CO32-和HCO32--雙指示劑中和滴定法。Cl--莫爾滴定法。SO42--EDTA間接滴定法。Ca2+和Mg2+-EDTA絡(luò)合滴定法。K+和Na+-火焰光度計(jì)法。

　　3　分析與討論

　　3.1　3種廢棄物按不同比例混合后的理化性質(zhì)

　　將3種廢棄物按不同比例混合后發(fā)生反應(yīng)，混合基質(zhì)的理化性質(zhì)見表3。

　　所有處理的全鹽量比任何單一物質(zhì)的全鹽量高;吹填土比例最高的處理1的pH低于其他處理，而Na+和Cl-的含量最高。同樣，吹填土比例較高的處理4和處理5中，Na+、Cl-含量也較高。

　　3.2　濾液全鹽量變化分析

　　大部分植物在0.3%的土壤含鹽量時(shí)會(huì)受到鹽分的危害，大于0.5%即不能生存，因此取0.3%為達(dá)到脫鹽要求的臨界濃度[3]。如圖1所示濾液中處理3、處理6和處理7起始全鹽量較低，分別為11.77、11.54和11.57。其中處理6和處理7全鹽量一直不穩(wěn)定，是因?yàn)檫@兩個(gè)處理在脫鹽過(guò)程中積鹽與脫鹽交替進(jìn)行而導(dǎo)致的結(jié)果。處理2最先達(dá)到脫鹽要求，第7天就降到0.29%。而處理3在第11天達(dá)到脫鹽要求，說(shuō)明處理3的脫鹽速率也很快。

　　3.3　pH的變化分析

　　如圖2所示，每個(gè)處理pH均有上升趨勢(shì)，尤其處理1、處理3、處理4和處理5在最初三天內(nèi)明顯上升，處理2、處理6和處理7則是緩慢上升，然后所有處理都趨于穩(wěn)定;而且每個(gè)處理脫鹽前后的pH值一直都高于植物生長(zhǎng)的基本要求(pH6.5-8.5)，脫鹽后處理1的pH值最低，值為10.56。

　　3.4　濾液中離子變化分析

　　如表4所示，7種處理的脫鹽前后含鹽量表現(xiàn)出顯著差異，脫鹽后含鹽量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。脫鹽速率順序?yàn)椋禾幚?>處理4>處理2>處理5>處理7>處理3>處理6。并且由于各種離子遷移速率不同，所以各個(gè)處理中八大離子的濃度脫鹽前后差值也存在差異。其中處理1吹填土比例最大，鹽分最高，故淋洗后可溶性Na+和Cl–隨滲濾液流出量大，變化率也比其他處理大，處理2和處理5次之。

　　3.5　鹽漬指標(biāo)分析

　　當(dāng)今淡水資源缺乏，脫鹽用水量也成為評(píng)價(jià)脫鹽效果的指標(biāo)之一。如表5所示各處理按用水量大小順序?yàn)椋禾幚?>處理6>處理2>處理3>處理1>處理5>處理4。

　　3.6　濾液體積變化分析

　　所有處理在最初兩天體積呈明顯上升趨勢(shì)如圖3，因?yàn)樾⊥林�在最開始時(shí)為不飽和狀態(tài)，滲透率快。滲濾液小土柱飽和后所有處理均呈下降趨勢(shì)，滲濾液體積逐漸減小。并且處理6和處理7的濾液體積一直高于其他處理。

　　4　討論

　　本試驗(yàn)充分利用3種廢棄物優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特性，通過(guò)一定比例摻伴篩選出最佳比例作為園林綠化新基質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明所有處理的全鹽量和離子含量都有明顯下降，其中以吹填土、粉煤灰和電石渣比例為3︰6︰1和3︰1︰6的脫鹽速率最快，但用水量相對(duì)較大，分別為2049和1979ml;所有處理的pH值都沒(méi)有降到植物生長(zhǎng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)綜合考慮脫鹽速率，脫鹽用水量，pH及鈉吸附比和殘余碳酸鈉等指標(biāo)，試驗(yàn)所有處理都不符合要求。隨著脫鹽的進(jìn)行pH升高是不可避免的過(guò)程，如何抑制“脫鹽堿化”是需克服的主要問(wèn)題。

　　5　結(jié)論

　　(1)隨著脫鹽的進(jìn)行7種處理滲濾液中所有全鹽量都有所下降，在脫鹽進(jìn)行的第21天所有處理全鹽量均在0.3%以下，滿足要求。混合基質(zhì)中，處理1、處理2和處理4降到0.3%以下。

　　(2)隨著脫鹽的進(jìn)行，7種處理滲濾液最初pH均有升高趨勢(shì)，之后趨于穩(wěn)定。所有處理混合基質(zhì)pH顯為堿性，不滿足要求。

　　(3)混合基質(zhì)中，Mg2+含量略微上升，八大離子的其他離子含量均有下降。

　　(4)脫鹽結(jié)束后鈉吸附比(SAR)及殘余碳酸鈉(RSC)均降到要求范圍以下。

　　(5)隨著脫鹽的進(jìn)行，7種處理的濾液體積在最初2天明顯上升，之后緩慢下降。

　　綜合以上指標(biāo)，本試驗(yàn)7種處理pH沒(méi)有降到要求范圍內(nèi)，因此所有處理均不滿足要求。而如何降低pH是今后試驗(yàn)中的重要問(wèn)題。

　　【參考文獻(xiàn)】

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