掺拌不同废弃物料对吹填土洗盐过程的影响

田书温 李霞 张志华 韩桂鸥 刘洪庆

摘 要：通过废弃物料掺拌改良与室内淋洗相结合的方法，研究不同废弃物料对吹填土洗盐过程的影响。结果表明，与未掺拌废弃物料处理（CK）相比较，滨海吹填土脱盐过程中掺拌炉灰渣（LHZ）、锯末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、诺沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸秆（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻壳（DK）等10种废弃物料，可不同程度地提高单位时间内排水速率和渗出液pH值，使渗出液电导率提前达到稳定完成洗盐过程，同时可节约洗盐用水量，其中以锯末和木糖醇渣效果最佳，在脱盐率与CK相当的情况下，可分别减少洗盐用时7 d，节约洗盐用水量33.33%。

关键词：吹填土；废弃物；脱盐过程

中图分类号：S156.4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.04.012

Effects of the Industrial and Agricultural Waste on the Process of Soil Desalting in Coastal Dredger Fill

TIAN Shuwen1，2， LI Xia1，2， ZHANG Zhihua1，2， HAN Gui'ou1，2， LIU Hongqing1，2

（1. Tianjin Hailin Agricultural Science Company Limited， Tianjin 300457， China； 2.Engineering and Technology Center for Coastal Wetland and Ecological Reconstroction in Tianjin， Tianjin 300457， China ）

Abstract： This study aimed to explore effects of the industrial and agricultural waste as an improvement to improve the coastal dredger fill during mixing and leaching process， 10 kinds of industrial and agricultural waste were selected， including furnace ash （LHZ）， sawdust （JM）， coarse sand （CS）， mushroom rods （MGB）， carbon （NWF）， humic acid fertilizer （FZS）， straw （JG）， vinegar residue （CZ）， xylose cinder （MTCZ） and rice husk （DK）， and treatment without the industrial and agricultural waste was as control （CK）. The results showed that， compared with CK， all the 10 kinds of industrial and agricultural waste could increase the leaching rate and pH of tested liquor， and make the salinity of tested liquor achieve stable earlier finishing the salt-leaching process， and also could save the water using. In 10 kinds of industrial and agricultural waste， the salt-leaching effects with sawdust and xylose cinder were better than the other wastes， which could reduce the washing time by 7 days and save the water using by 33.33% when the desalination rate was similar with CK.

Key words： coastal dredger fill； soil conditioner； process of soil desalting

吹填土是用泵將河口、航道以及浅海底泥吹填至近海地区而形成的高盐度沉积土，土层无明显发育，1 m 土体的平均含盐量在1%以上，最高达3%[1]，严格来说其是滨海盐土母质的盐渍淤泥，处在滨海盐土形成过程的初级阶段[2]，含盐量高，全氮、碱解氮贫乏，土壤容重较大，不透水不透气，作物及绿化苗木难以生长[3]。

我国沿海城市每年围垦造地数百平方公里，新建城区、产业区和功能区大多位于海泥吹填造陆的新生陆地上，吹填土改良与城市绿化面临着巨大的困难[4]。目前采用“盲管排盐、客土绿化”的方法，成本很高且绿化效果不稳定，最重要的是这种绿化方式破坏土源地的生态环境[5]，不符合可持续发展的要求。因此，吹填土原土改良绿化是摆在我们面前的新课题。天津海林绿化公司多年致力于重盐碱滩地的改良与植被构建的工程建设，对吹填土综合改良绿化技术进行了大胆尝试，采取“以排水为基础，培肥为根本”，实行水利工程措施、农业耕作措施和生物培肥措施相互结合的综合治理方法，取得了显著效果[6-9]。对于高盐度高粘性吹填土改良来说，要想通过淋洗的方式降低土体盐分，必须先改变吹填土的组成和结构，以提高淋盐效率[10-11]。改变吹填土的组成和结构可以通过掺拌改良材料的方式实现[12-13]，但在不同类型改良材料筛选，以及各掺拌材料分别对吹填土洗盐过程的影响方面相关的研究较少。

本研究根据环保、成本低、不需要净化处理而可直接施用于土壤中、方法简单、施用方便的原则选用10种废弃物料，采用物料掺拌改良与室内花盆淋洗相结合的方法，探索不同废弃物料对吹填土洗盐过程的影响，研究适宜临港吹填土改良的改良材料，旨在为吹填土改良提供理论基础与技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料包括炉灰渣（LHZ）、锯末（JM）、粗砂（CS）、蘑菇棒（MGB）、诺沃肥（NWF）、腐殖酸（FZS）、秸秆（JG）、醋渣（CZ）、木糖醇渣（MTCZ）和稻壳（DK）。其中，诺沃肥是土豆面粉、玉米淀粉等原材料的发酵残渣，含有大量的营养元素；蘑菇棒主要是以食用菌生产后的废弃菌棒经腐熟后制成；锯末主要是木材厂加工下脚料。各物料基本性质如表1所示。

供试土壤采自天津市临港工业园，土壤类型吹填土，基本理化性状如表2 所示。土壤自然风干后过1 cm 筛，备用。

1.2 试验方法

试验在天津海林园艺股份有限公司进行。设置10个处理，即10种物料炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、秸秆、醋渣、木糖醇渣和稻壳分别与过1 cm筛土壤按1∶4体积比混合均匀，称量8 kg放置于花盆内，压实到相同高度15 cm，同时以不施物料为对照（CK），每处理5次重复。花盆规格，直径为28 cm，高20 cm，底部有滤水孔。

装填后的花盆用自来水慢速饱和，待花盆饱和后，静置4 d，使物料与土壤充分接触后开始进行淋洗试验。每天相同时间收集各土柱渗出液，测定电导率及体积，根据淋洗液体积调节灌水量，每次浇水保持各处理水面一致，当渗出液电导率基本稳定时，表明脱盐过程基本结束，停止淋洗，统计各处理洗盐所用天数和用水量。

1.3 样品制备及测定方法

淋洗开始前取土样，风干，磨碎，过2 mm筛，制备1∶5土水比浸提液，测定其含盐量（g·kg-1）和pH值；淋洗过程中测定淋出液体积（mL）、淋出液电导率（EC，1∶5）和pH值；淋洗结束后取土样，风干，磨碎，过2 mm筛，制备1∶5土水比浸提液，测定其含盐量（g·kg-1）和pH值。电导率（EC，1∶5）采用DDSJ-308A型电导率仪和DJS-1C型电导电极测定；pH值采用pHS-3C型pH计和E-201-C型pH复合电极测定（上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂生产）。排水速率（mL·h-1）=淋出液体积（mL）/淋出液所用时间（h）；土壤脱盐率=[（淋洗开始前土壤含盐量（g·kg-1）-淋洗结束后壤含盐量（g·kg-1）]/淋洗开始前土壤含盐量（g·kg-1）×100%。

1.4 数据处理

试验数据处理和作图采用Microsoft Excel 2007软件，统计分析采用SPSS 21.0软件，显著性水平设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 掺拌不同物料对排水速率的影响

由表3可以看出，各处理的排水速率随淋洗量增加而迅速降低，最后趋于稳定；不同处理间排水速率差异显著，与对照相比，炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、秸秆、醋渣、木糖醇渣、稻壳的平均排水速率分别提高了183.94%， 87.09%，35.15%，83.09%，114.97%，63.76%，151.78%，40.64%，97.62%，38.58%，说明试验废弃物料均显著提高了排水速率，加速了洗盐过程，其中炉灰渣处理排水速率最高，其次是秸秆。

2.2 掺拌不同物料对排水pH值的影响

由表4可以看出，各处理的排水pH值随淋洗量增加而缓慢升高，最后趋于稳定；与对照相比，炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、秸秆、醋渣、木糖醇渣、稻壳处理排水的平均pH值分别提高0.61，0.61，0.38，0.38，0.61，0.01， 0.08，0.28，0.51，0.22个单位，说明排水带出了更多的碱性物质。

2.3 掺拌不同物料对排水电导率的影响

由表5可以看出，各处理的排水电导率随淋洗量增加而整体缓慢降低，最后趋于稳定；不同处理间排水电导率差异显著，以其最终稳定时排水电导率计，各处理排序为稻壳>秸秆>对照>蘑菇棒>木糖醇渣>炉灰渣>诺沃肥>腐殖酸>醋渣>粗砂>锯末，排水电导率较高一方面可能是由于排水速率较低、淋出液体积较少，另一方面可能是因为改良材料本身所含盐分较高。

2.4 掺拌不同物料对完成土壤洗盐用时的影响

由图1可以看出，与对照相比，炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、秸秆、醋渣、木糖醇渣、稻壳的洗盐用时分别减少了3，7，3，3，6，3， 3，3，7，3 d，说明试验废弃物料均显著降低了洗盐用时，其中以锯末和木糖醇渣处理用时最短，其次是诺沃肥，三者用时显著低于其他处理。

2.5 掺拌不同物料对完成土壤洗盐用水量的影响

由图2可以看出，与对照相比，炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、醋渣、木糖醇渣处理的洗盐用水量分别减少了16.67%，33.33%，16.67%，11.11%，16.67%，16.67%，11.11%，33.33%，显著降低了洗盐用水量，而稻壳和秸秆处理的洗盐用水量没有降低，可能因为其粒径较大导致水径流较多，水土流失较严重。

2.6 掺拌不同物料对完成土壤脱盐率的影响

由图3可以看出，炉灰渣、锯末、粗砂、蘑菇棒、诺沃肥、腐殖酸、醋渣、木糖醇渣、稻壳处理的脱盐率于对照组均无显著差异，秸秆脱盐率显著低于其他处理，可能是因为秸秆粒径较大，水利用率较低。

3 结 论

水力淋洗快速脱盐条件下掺拌废弃物料对滨海吹填土土壤脱盐过程有顯著影响，可加快排水速率，减少洗盐用时及用水量，说明洗盐进程加速；提高排水的pH值，说明淋洗带出了较多的碱性物质。综合掺拌不同废弃物料的淋洗脱盐效果，在试验范围内，以锯末和木糖醇渣效果最好，在脱盐率与对照相当的同时，显著缩短了洗盐用时并减少了洗盐用水量，具有应用推广价值。

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