刘喆
摘 要 为有效治理市政园林中的土壤污染问题,丰富园林土壤生态环保修复手段,改善城市生态环境,设计了生态化、环保化的园林土壤修复措施。通过分析城市园林中土壤污染的情况,采用深耕翻土法清理园林土壤表层的固体垃圾;结合土壤污染的具体情况,选取相应的动物和植物,利用动物和植物吸收土壤中的污染物;利用微生物技术深度修复园林土壤,设计更为生态环保的方式来完成土壤修复。
关键词 市政园林;园林绿化;生态环保;土壤修复
中图分类号:X171.4 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.12.064
随着我国生态化建设目标的不断推进,可持续发展的概念深入人心。城市园林绿化对环保的要求越来越高,尤其是针对城市公园中土壤的修复手段,对生态、环保的要求更为突出。园林受城市化发展的影响,其绿化地土壤除受相关生产施工建设材料污染外,也受城市生活方式的影响,土壤表层容易遭到严重的破坏。有些园林土壤受重金属、放射性物质及病原微生物污染,土壤质量下降,园林中的藤本植物、攀爬植物无法良好生长,市政园林绿化生态、景观等功能无法有效发挥。因此,园林绿化中更为环保的土壤修复方式引起了相关学者的重视[1]。
土壤修复方式的好坏与园林景观和生态环境质量密切相关。良好的修复方式可以减少对土壤的二次污染,应根据不同的自然条件和地理位置,仔细考虑和选择生态化、低污染的土壤修复措施。以往的土壤修复方案通过简单机械化方式,简单粗暴地实现治理,没有考虑到修复方式本身对土壤的影响,导致修复后土壤中的有机碳被破坏,无法满足市政园林绿化要求,同时无法达到土壤环保修复标准。因此通过分析园林绿化土壤污染现状,设计动植物联合微生物的生态化修复措施,以实现园林绿化土壤治理。
1 园林绿化中土壤污染现状
不同地区园林土壤的污染状态虽然有所不同,我国大部分城市园林中的土壤污染都以盐碱性工业污染为主。对此,有关学者进行了深入研究,发现园林土壤比其他土壤,更容易受到外界环境侵蚀[2]。在最近调查中发现,大部分园林土壤质地以黏壤土、壤土和砂壤土为主,大多为碱性或中性,土壤中有机质含量不高,土壤质地较为贫瘠,无法满足园林植物的营养需求[3]。与自然土壤、农业土壤等相比,园林土壤中植被种类、绿化特征更容易受到人为因素方面的影响。研究发现,多处园林土壤污染指标超标,很多是当地园林土壤中农药、化肥和塑料薄膜的不合理使用,以及电子垃圾和生活垃圾、化学工业废弃物的随意排放等问题导致[4-5]。另外,园区普遍存在土壤硬化问题,导致生物酶活性低、植物根系易缺氧,影響园林植物对养分和水分的吸收,难以满足园林绿植种植要求。因此需要重视园林生态环境,设计更为生态环保的方式来完成土壤修复。
2 生态环保的土壤修复方法
2.1 园林土壤固体垃圾的深耕处理
园林土壤中固体垃圾的处理是后续改良土壤的前提。固体垃圾的存在影响园林绿植的生长,影响园林绿化景观效果。在绿化整地时,应先通过人工处理将土壤表层粒径50.5 mm以上的砂石、水泥块、瓷砖块等杂质清理干净,然后采用机械翻耕的方式对绿化地土壤进行翻耕,翻耕深度不得小于20 cm,翻耕次数为2次,以扩大土壤中固体垃圾污染物清理范围,降低土壤中固体垃圾污染物数量。翻耕深度和要求按园林绿化设计植物的不同而不同。栽植乔木、灌木、草本植物的土壤清理深度和要求如表1所示。
园林绿化通常是通过乔木、灌木和草的种植结合来实现的。整地时应根据设计要求对绿化用地进行初步调整,以去除较大的杂质。初步调整后,根据植树位置开塘,对灌木地进行精细调整,对花草地进行全面浅层调整。虽然绿化地土壤中砂石等大粒径杂质已被清除,但如果仍有许多小颗粒杂质影响植物生长,则有必要更换或添加一些客土。采用换土的方法,如回填土壤肥力高、有机质含量高的土壤,并添加适量的草木灰等有机肥料,改善土壤的结构和组成,满足植物生长发育的需求。对于小面积土壤,可采用物理处理法进行修复(如换土法、去表土法及深耕翻土法)[6]。深耕翻土法是通过翻动土壤,使上层与下层土壤分布更均匀,土壤分子结构空间更大,以此来降低土壤中固体污染物的数量。
2.2 引入动植物无害化技术
为满足城市园林土壤生态化、环保化的修复需求,可采用动植物联合修复方法对园林绿化土壤进行零污染生态化治理。一些动植物能够吸收生态环境中的一些污染物质,又能将吸收的物质经过消化及转化后排泄或重复利用到环境中,有利于土壤修复,从而起到土壤环境改造的作用。
1)将园林土壤整理成规则形状,方便动物在土壤中生存,并且方便将动物投放到土壤中[7]。由于动物对气候条件具有一定的要求,为保证动物的存活率,需根据不同地区的气候条件选择不同种类的动物。
①对于平均温度在5 ℃以下的城市,可以在土壤中投放耐寒的动物,如千足虫、蜘蛛或线虫类动物,这类动物最低承受气温可以到达-10 ℃,并且千足虫、蜘蛛、线虫可分解土壤中的重金属,排出的物质对土壤有很好的滋养作用。②对于平均温度在5~15 ℃
的城市,可以在土壤中投放常见的蚯蚓、潮虫、轮虫。③对候平均温度在15 ℃以上的城市,可以在土壤中投放耐热的动物,如蚂蚁、变形虫,蚂蚁、变形虫这类动物喜热,其最高承受温度可达45 ℃。具体如表2所示。
此外,园林绿化土壤中动物投放量必须恰当。动物投放数量过少,会影响对土壤中污染物的吸收效果;投放数量过多,过多的动物排泄物会使土壤中微生物种群混乱,影响生态平衡,因此要精确土壤中动物的投放数量[8-9]。动物投放到土壤中后,使用薄膜覆盖土壤表面,覆盖时间为3 d,以降低外界因素对动物的干扰,使其适应园林土壤环境;同时通过覆盖薄膜的方式将其与外界环境隔离,可以保证土壤中动物的成活率。
2)除了投放动物作为土壤生态化、环保化的修复手段外,种植具有修复功能的植物也是一种重要手段。植物在生长过程中会吸收土壤中的污染物。植物的叶子落到土壤上,经过自然分解可成为养料,为修复土壤提供帮助。植物的生长对气候条件具有一定的要求,如湿度、温度等,因此根据外界环境因素选择相应的植物是十分必要的。①平均湿度30%以下、平均温度10 ℃以下的城市,可栽植蕙兰、风信子、观音莲等草本植物,树木可选择耐寒易存活的松树、白桦树等;②平均湿度30%~65%、平均温度10~20 ℃的城市,可种植合欢、法桐、垂柳等树木,草本植物可选择月季、丁香、紫薇等;③平均湿度65%以上、平均温度20 ℃以上的城市,可选择抗热植物,如金叶女贞、大叶黄杨、连翘及榆叶梅等,树木可选择云杉、樟子松等[10]。这些植物通过自然生长吸收土壤中的污染物,可以起到园林绿化土壤生态化修复的作用。
2.3 以微生物为基础的深度生态修复方法
虽然动植物能够对园林绿化土壤起到一定的修复作用,但对土壤深度修复的能力有限,为使土壤得到深度修复,可采用微生物技术深度修复园林土壤。
土壤微生物是维持土壤中水分交换与营养物质运转的重要媒介。土壤微生物可以分解土壤中的有机质、养分和有毒物质,在土壤污染物质降解中起重要作用。使用微生物土壤修复法可以提高土壤活性。具体方法如下。1)微生物试剂包括亚硝酸盐菌、多酚氧化酶、基辅酶A,将3种试剂按1∶1∶3的比例放入微生物反应器中,在封闭的环境中使3种试剂充分反应融合,温度控制在35~38 ℃,反应时间为12 h;2)将配制好的微生物试剂放入喷壶内,利用喷头均匀地喷洒到园林土壤中[11-12]。
微生物数量的变化、土壤氨氮化、硝化、脱氮、有机质分解的呼吸和代谢及根瘤菌,在不同程度上使得土壤生态系统不平衡,并进一步影响土壤的生物生长和代谢。微生物试剂可以使园林土壤中的污染物被吸附、分解,使土壤的有机物含量恢复到原始状态,以此完成土壤的修复。
3 结语
本文提出市政园林土壤生态环保修复措施的应用,结合现有土壤修复理论,通过分析土壤污染现状,合理设计土壤环保、生态的修复方法,对园林土壤固体垃圾进行深耕处理,以提高土壤中有机碳含量,降低污染物浓度;引入动植物无害化技术修复绿化土壤,在一定程度上保证土壤中动物的成活率,对恢复园林绿化土壤生态功能具有重要意义;利用喷洒微生物试剂,使土壤中的污染物被吸附和分解,促使土壤中有机物含量恢复到原始水平,提高土壤修复效果,达到合格的修复标准[13-15]。
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(责任编辑:张春雨)