城市土壤微生物原位修复

文·图 ◎ 黄亦明 杨永浩

城市土壤微生物原位修复

文·图 ◎ 黄亦明 杨永浩

近二三十年，随着经济的迅速发展和城市建设的兴起，城市绿化种植土的原有格局已经被打破，优质绿化土严重缺乏，阻碍了城市绿化的发展。绿化种植土的质量和活力出现了明显的下降。建设开挖的深基坑土随意应用，甚至许多重金属等污染物超标的土壤都应用于绿化工程中。在人们的意识中，绿化栽植仅仅美化环境，不同于农产品和农作物直接进入和接触人体、对人体健康造成危害而引起重视，因而人们更关注后者的生长环境，对于前者植物栽于什么样的土壤环境并不在意。这一现象已引起国家的高度重视，近几年来连续颁发了一系列关于土壤修复的文件和通知，相关的政策法规正在抓紧制定中。

本文从以下几方面来探讨解决城市绿化原土修复和利用的新途径。

种植土的使用现状

公园和道路的绿化种植土壤随着年长时久，会出现土质退化与活力下降的现象。与此同时，城市发展过程中出现了大量新建绿地和道路交通绿化带，由于缺乏土壤表土保护意识，城市绿化种植土由异地大量运入。这些运入城市的绿化土质量参差不一，其中不少土壤质量低下并含有建筑垃圾，有机质含量低、粘性大、团粒结构差，未经修复直接用于绿化种植后患无穷。由于城市绿化土壤质量问题存在的隐患，多年后，植物长势不佳，景观效果变差。绿化种植土因土质差而产生的问题逐渐显现。这时候就需要进行土壤修复或直接换土。

图片说明

1. 采用机械设备微生物修复前后的对比

微生物原土修复的优势

土壤修复分为异位修复和原位修复两类。

异位修复就是将受污染的土壤运输至异地进行无害化处理。人工和机械开挖原土，将原土装入重型工程车辆，工程车辆再将原土运往异地处理。往返运输过程中，运输成本增加的同时，重型工程车辆对道路损坏，对周边环境产生严重的噪声和扬尘污染，同时增加了交通事故的发生概率，处理时需要添加其他材料，并产生场地费和处置费等费用。因此，异位修复在费用和时间上成本增加，对环境造成二次污染，还有安全隐患。

2.上海国际旅游度假区内微生物修复试验现场

原位修复是通过物理的、化学的和生物等方法，对被污染的土壤在原地完成无害化处理，其中物理和化学的方法主要针对各种化学和重金属造成的工业场地污染。本文重点介绍的是一种微生物原土原位修复方式。利用原生态微生物和功能微生物之间的相互作用来完成土壤修复，适合园林绿化和城市绿化的土壤修复。针对土壤的构造和特性，通过外源微生物激活和唤醒原生态中的土壤微生物，以微生物的代谢和放大作用，使原土的活力得以恢复。原位修复大大提高了原土的利用率，节约和降低了城市建设中原土的运输成本，以及车辆对道路的损坏，噪音和尾气排放对城市环境的污染、场地的占有等系列问题。

原位修复中的微生物修复借助功能性活菌来完成。菌种包括复合菌种如放线菌、芽孢杆菌以及植物乳酸菌等。其中放线菌可以促进土壤团粒结构的形成，有利于提高土壤的透气性和酥松性。芽孢杆菌可以通过营养竞争，进行生长繁殖，以占据生存空间的方式来阻止植物病原菌的生长，能在植物表面迅速形成一层高密保护膜，使病原菌得不到生存空间，从而保护作物免受病原菌危害。

3. 上海国际旅游度假区内微生物修复试验现场

复合菌群进入土壤后，可以在土壤中形成优势的强大团体，经由代谢和放大，分解土壤中的有机物质，提高肥效；抑制有害菌，营造良好的土壤微生物环境，降低土壤中的虫害；促进植物根系的吸收和机体的养分转换，提高植物体的抵抗力；改善土壤的团粒结构。

微生物土壤修复剂通常需量身定制，根据原土的具体情况，在进行土壤检测后依结果制订相应的配方。配方菌种经过反复的提纯复壮后，接种到经由35天以上高温连续发酵的绿化废弃物和有机废弃物载体中，再经过自然垛堆干燥，湿度控制在35%左右，即为成品，可以使用。使用时，对修复区域原土进行翻土、粉碎，与微生物土壤修复剂均匀混拌即可完成初步修复。

修复周期需视原土具体情况和方案而定，由原土的原始土质、容重和酸碱度等要素决定。通常在进行微生物原土原位修复后，经过1～2年的绿化种植，并在种植过程中严格控制杀虫剂和其他化学药剂的使用。这将有利于缩短修复的周期，使修复效果早日显现。

目前，中国的土壤修复主要集中在对旧工业基地的化学和物理修复，针对原土修复的微生物土壤修复很少有见。然而相对旧工业基地，非旧工业基地的原土修复无论在区域面积上还是体量上都是远远超过前者的，因此有着广阔的市场。

案列一：上海迪士尼项目原土修复

上海国际旅游度假区（即上海迪士尼园区及周围延伸区域）建设项目是国家和上海市的重大建设项目，绿化工程种植土在质量和技术上有着全新的质量要求和解决方案，同时也在土壤保护与修复方面进行了一系列的科学试验，在国内率先开创了机械化配方土生产，为探索和提高中国城市园林绿化种植土的质量进行了有益的尝试。

4. 微生物修复现场，现场采集图样

上海国际旅游度假区建设项目是中、美合作项目，项目工程的一切建设均参考美国迪士尼建设的各项标准。为确保绿化种植土达到和符合有关的技术指标，相关部门首先对上海国际旅游度假区范围内的大量表土进行采集和处理，收集与储存，同时建造了大型的机械化种植土生产加工厂房。通过实验，形成中美双方认可的种植土配方，对种植土原料严格筛选和把关，按照统一的配比要求，进行工厂化加工，最终生产出杂质含量极低、颗粒度均匀的砂质壤土。然而这种着眼于未来、追求长期效应而造价高昂的土壤改良形式，目前很难在中国的其他园林景观的建设中强力推广。

针对国内多数的项目，我们必须探索一种适合中国国情、可推广、可复制的园林绿化土改良与修复技术。同时，和上海国际旅游度假区的工厂化种植土相比，目标土壤的大部分理化指标要相当、成本应大大下降。要达到这些要求，采用微生物原位修复技术，再添加些辅料，笔者认为是对园林绿化原土改良与修复的有益尝试与目标。

5. 上海国际旅游度假区内绿化种植土生产现场

为此，笔者在除迪尼斯园区项目之外，开展了不少微生物土壤修复试验。修复后的土壤多项指标基本接近和达到了上海国际旅游度假区配方土的要求。这也就说明微生物原土原位修复技术在提高原土的活力、有机质含量以及恢复土壤疏松性，降低土壤酸碱度和生物多样化方面有明显的作用。

6. 2013年8月7日，在上海国际旅游度假区现场借助机械设备进行微生物原位修复

案例二：上海市松江区古树原位复壮

依据微生物原土原位修复技术的原理和方法，笔者在上海市松江区对部分不同科属的濒危古树进行微生物复壮抢救，取得了明显的效果。复壮区域古树的土壤环境得到明显改善，原先古树周边泥土中的地老虎、蜈蚣、蚂蚁等害虫基本消失，蚯蚓数量明显增加，古树萌发有力，生长状况日益改善。

7. 上海市松江区中心医院黑松古树微生物修复前后对比图

传统原土微生物修复的受限及机械化修复的应用前景

微生物原土原位修复技术对于解决和提高原土利用率不失为一项好技术，但传统的人工作业模式在一定程度上制约了这项技术的推广应用。人工作业成本逐年上升，且人工作业方式无法解决微生物菌剂与原土的均匀混合，这在一定程度上制约着微生物原土原位修复的见效速度。

8. 上海市松江区佘山敬老院内一级古树山茶微生物复壮前

移动式土壤混拌机的问世，为园林绿化土壤改良工程的发展，提供了良好的契机。该设备在引进、消化和结合国情的基础上，已初见成果，不久将在土壤修复和土壤治理领域发挥积极的作用。

9. 上海市松江区佘山敬老院内一级古树山茶微生物复壮后

黄亦明 上海申迪园林投资建设有限公司技术部高级工程师。

杨永浩 上海大颂生物技术有限公司技术总监。