烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果

为研究烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果,选取上海南汇东滩的滩涂盐渍土为研究对象,开展了两年的烟气脱硫石膏修复试验,研究不同施用量（0、15、30、45和60 t/hm2）烟气脱硫石膏对滨海盐渍土化学性质的改良效果和对绿化乔木生长特性的影响,以及烟气脱硫石膏作为滨海盐渍土改良剂的重金属安全性.结果表明:施加适量烟气脱硫石膏显著降低了滨海盐渍土的pH和ESP（碱化度）,增加了对植物生长有利的Ca2+和SO₄2-含量,减少盐渍土中对植物生长有害的Na+和Cl-含量,降低了土壤速效磷和速效钾含量,增加了植物的株高和胸径.与对照处理相比,烟气脱硫石膏处理的土壤pH和ESP分别降低了5.7%~14.4%和16.7%~59.4%;土壤水溶性Na+和Cl-的含量降低了25.8%~64.4%和16.7%~59.5%,而土壤水溶性Ca2+和SO₄2-含量分别增加了4.08~31.30倍和9.83~23.33倍.施用烟气脱硫石膏2 a后,土壤速效氮与对照处理相比无显著差异,但土壤速效磷和速效钾含量分别较对照处理下降了35.6%~41.1%和21.9%~48.5%.烟气脱硫石膏施用量为60 t/hm2时,银杏和紫薇的株高分别增长了25.1%和34.7%,胸径分别增加了64.5%和35.2%.施用烟气脱硫石膏不会造成土壤重金属污染,不同处理下的土壤重金属含量均小于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准.研究显示,烟气脱硫石膏应用于滨海盐渍土的改良,可以有效改善土壤质量和生态环境,为滨海城市贡献绿色耕地或绿化用地.      

烟气脱硫石膏对围垦滩涂土壤的脱盐作用

依靠自然降水淋洗和植物演替,围垦滩涂土壤脱盐需要数十年。烟气脱硫石膏可以通过钙(Ca2+)钠(Na+)交换将这一自然脱盐过程缩短到数年内。自2011年起,在长江三角洲崇明岛围垦滩涂进行了现场试验,烟气脱硫石膏的施用量为0,15,30,45和60 t/hm2。结果表明,在年平均降雨量为1 050 mm的条件下,施用烟气脱硫石膏的第2年,滩涂盐碱地表层土壤(0~30 cm)脱盐效果明显,用土壤交换性钠百分率表达的土壤碱化度(ESP)下降了53%。滩涂草本植物的物种数量和覆盖度随烟气脱硫石膏施用比例增加而提高(P0.05),在现场1 m×1 m样方中发现有盐生草本碱蓬、蒲公英、野艾蒿,甚至苜蓿和喜旱莲子草等非盐生植物取代了原优势盐生植物芦苇。较高烟气脱硫石膏处理过的围垦滩涂木本植物的成活率也明显高于未处理的控制地块(P0.05)。安全使用烟气脱硫石膏可望大规模地有效改善围垦滩涂盐碱土壤质量和生态环境。     

烟气脱硫石膏对滨海滩涂盐碱地的改良效果研究

在实验室条件下评估了烟气脱硫石膏不同施用量(0、5、10、25和50g/kg)对上海南汇滩涂盐碱土化学性质及对植物生长的影响.结果表明,施加适量烟气脱硫石膏可以降低滩涂土壤盐碱性,促进供试植物生长.与空白处理相比,烟气脱硫石膏施用量为25g/kg时,土壤pH和碱化度(ESP)分别显著降低5.45%和61.5%;可溶性Cl^-和CO₃^2-+HCO₃-含量分别显著降低33.0%和22.7%;可溶性Ca²⁺和SO₄^2-含量分别显著增加85.1%和96.3%(P < 0.05).试验还发现,施用量为25g/kg时土壤有机质和速效磷含量分别降低17.5%和54.0%,土壤速效钾含量提高39.5%.随烟气脱硫石膏施用量增加,番茄的果实鲜重、根鲜重和株茎的增加量分别高达144%、54.3%和9.53%;黑麦草的植株鲜重和根鲜重增加量分别高达46.6%和17.0%.但过量烟气脱硫石膏(如50g/kg)明显对植物生长不利.因此,25g/kg可推荐为改良滨海滩涂盐碱土及促进植物生长适宜和安全的烟气脱硫石膏施用量.     

浒苔生物炭对滨海盐碱土壤改良的效果及途径

利用生物炭改善逆境土壤越来越受到人们关注,浒苔生物炭用于滨海盐碱土修复,不但可资源化利用浒苔,还可提高滨海土地储备规模.本文采用批量土壤培养的方法,探索0%~3%添加量的浒苔生物炭对盐碱土壤改良的效果和途径.结果表明,适用于盐碱土壤改良的浒苔生物炭最佳制备温度为400℃,最适添加量为1.5%;最适添加量下,浒苔生物炭虽提高土壤盐度（0.12%）和pH值（1.49%）,产生负效应,但同时降低土壤Na⁺/K⁺ 55.73%,增加矿物质元素1倍以上,提高水分传导性能等正效应;浒苔生物炭改善土壤理化及生物性质,提高营养物质含量、增强微生物活性和改善土壤营养可利用性,产生正效应,表现为降低土壤容重11.35%,提高有机质42.64%,提高总碳与总磷中有机碳与有效磷占比3.84倍和4.15倍,分别提升土壤蔗糖酶、脲酶及过氧化氢酶活性2.39、1.18和1.50倍.因此,浒苔生物炭对盐碱土的正效应多于负效应,可用于滨海盐碱土改良.本研究为浒苔的资源化利用及滨海盐碱区生态环境改善提供新的路径.     

燃煤电厂脱硫石膏改良碱化土壤的施用量

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全、发展循环经济具有重要意义. 选择具有典型代表性的宁夏西大滩碱化土壤,以降低土壤碱化度和总碱度为目标,采用盆栽试验和土柱模拟试验,确定了改良不同程度碱化土壤脱硫石膏的理论施用量:轻度碱化土壤为12 529.5 kg/hm2,中度碱化土壤为17 256.0 kg/hm2,重度碱化土壤为23 563.5 kg/hm2. 在脱硫石膏改良的碱化土壤上种植油葵的田间试验表明,由盆栽试验和土柱模拟试验得出的脱硫石膏施用量可以作为大田示范推广的参考值.      

土柱淋洗法修复铬污染土壤的水力梯度优化试验

针对重金属污染土壤的修复,淋洗法是一种比较成熟的方式,但目前研究主要聚焦于淋洗剂的选择,而关于水力停留时间对淋洗效果影响的研究相对较少.水力梯度是影响水力停留时间的重要因素,优化水力梯度能够缩短修复周期,降低淋洗成本,有效提高淋洗效率,为现场淋洗修复工程应用提供参考.本文针对人工制备的不同质地的铬污染土壤进行了土柱淋洗试验,探究了土柱淋洗过程中不同水力梯度条件下淋出液的pH值、淋洗液渗流速度和淋洗前后不同类型土壤中Cr（VI）及总Cr含量的变化情况,并根据土壤中Cr（VI）、总Cr去除情况对水力梯度进行了优化,研究结果表明淋洗铬污染土壤的最佳柠檬酸浓度为0.15 mol·L^-1,淋洗铬污染壤土、砂质壤土和砂土的最佳水力梯度分别为7.2、3.6和1.2,总Cr去除率分别达到82.86%、77.27%和82.15%.     

复合淋洗条件下农用地耕作层土壤去镉效率及其功能调节

为探究中（重）度重金属元素镉（Cd）污染农用地土壤淋洗修复的可行性,采用土柱模拟原位淋洗的方法,选择柠檬酸（CA）+氯化铁（FeCl₃）复合淋洗剂,在最佳浓度组合及淋洗剂添加量下,探究Cd在耕作层及其以下剖面层的分布特征,同时考察淋洗过程对土壤健康质量的影响及生物质炭的调节效果.结果表明:（1）0.1 mol·L^-1 CA与0.01mol·L^-1 FeCl₃是最佳浓度组合,此浓度组合下,当淋洗剂添加量为9孔隙体积时,淋洗后20 cm土柱中Cd含量低于供试土壤相应pH值的风险筛选值0.4 mg·kg^-1（GB 15618-2018）.（2）最佳淋洗条件下,60 cm土柱中Cd的纵向分布结果表明,淋洗后随土层深度增加总Cd含量依次递增,且土柱淋出液中含有一定量Cd,淋洗过程促进了Cd向下迁移.复合淋洗后土壤有效态Cd含量也随土层深度的增加而增加,这部分归因于不同土层可交换态及碳酸盐结合态Cd含量的变化.（3）CA+FeCl₃复合淋洗可导致土壤部分健康指标及酶活...     

十二烷基硫酸钠和Triton X-100淋洗菲污染砂土研究

比较研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚Triton X-100(TX100)及其混合表面活性剂(SDS-TX100)对菲污染砂土的柱淋洗作用.表面活性剂质量浓度为1000、1750、2500和3250mg·L-1,混合表面活性剂的质量配比SDS∶TX100(S∶T)分别为1∶1、1∶2和1∶4.结果表明,单一SDS对土柱中菲的淋洗曲线规律不明显,呈锯齿状波动;TX100和SDS-TX100对土柱中菲淋洗规律明显,随淋洗液孔隙体积数增大,淋洗液中菲浓度呈先增大,达到峰值,然后逐渐降低的趋势,且随表面活性剂浓度的增大,淋洗液中菲浓度峰值增大,所需淋洗液的累积孔隙体积数减小.在淋洗液累积孔隙体积数相同时,同种表面活性剂对菲的去除率与表面活性剂浓度呈正相关;TX100和SDS-TX100对土柱中菲的去除效果与表面活性剂浓度和配比有关,且均远远大于SDS.当表面活性剂浓度为1000、1750和2500mg·L-1时,TX100和SDS-TX100对菲的累积去除率均可达95%以上,但SDS-TX100所需的累积孔隙体积数小于TX100;当表面活性剂浓度为3250mg·L-1时,5种表面活性剂(SDS、TX100、S∶T=1∶1、S∶T=1∶2和S∶T=1∶4)对菲的累积去除率均达到最大,分别为70.8%、99.9%、99.9%、98.7%和99.2%,而TX100所需的累积孔隙体积数最小.在表面活性剂淋洗修复有机污染土壤时,表面活性剂种类、浓度和配比等因素对修复效果影响显著.     

有机钙高温脱硫特性

为了控制燃煤二氧化硫气体的排放,采用智能定硫仪研究了有机钙的脱硫特性.原煤的硫析出速率曲线呈双峰形状,添加有机钙后,硫析出速率明显降低,曲线呈单峰状.1000℃下有机钙对长广煤的脱硫率比普通石灰石高1倍以上,其中醋酸钙镁的脱硫效果高达73.84%.煤的含硫量、反应温度、钙硫比、钙基添加剂粒径是影响有机钙脱硫效果的重要因素.煤的含硫量增大或钙基添加剂粒径减小都可以提高有机钙的脱硫率;随温度升高,高硫煤脱硫率下降幅度低于中硫煤和低硫煤,1 200℃高温下醋酸钙镁脱硫率为59.08%;按钙硫比为1添加有机钙可以获得较高的脱硫率,继续增加钙基添加剂,脱硫率的提高效果不明显.表明有机钙是一种脱硫效率较高的优良吸收剂,醋酸钙镁的脱硫效果最好.     

淋洗条件下砂土和粉土水盐运移过程的监测研究

土壤水盐运移过程和运移机制研究是盐渍土研究的核心问题,淋洗条件下土壤水盐运移动态规律是研究盐渍土形成、冲洗、排水、改良的理论基础.通过室内一维垂直入渗试验,采用自主研发的电阻率监测装置研究了砂土和粉土在淋洗过程中的水盐运移的动态变化特征.结果表明,监测装置的实时数据能够监测到两种土壤淋洗过程中电阻率峰值的下移和逐渐消失的过程,在每次淋洗后,砂土经过30 min达到水盐平衡,而粉土需要70 min.砂土每次淋洗脱盐的深度基本保持一致,约为35 cm,经过3次淋洗后土柱脱盐;粉土每次淋洗脱盐深度约为10 cm,经过7次淋洗后土柱脱盐.该监测装置可以针对不同土壤水盐运移的速率而设置其时间和空间分辨率从而实现水盐运移的远程、原位、动态监测,为盐渍化的监测、评估和预警提供了一种有效的手段.     

秸秆与脱硫石膏配施改良黄河三角洲盐碱地的理化性质

为探索秸秆与脱硫石膏配施改良滨海盐渍化土壤效果,以黄河三角洲地区碱化盐土为研究对象,通过田间小区试验,设置对照(CK)、脱硫石膏(DG)、中量秸杆(MS)、脱硫石膏+低量秸秆(DGLS)、脱硫石膏+中量秸秆(DGMS)和脱硫石膏+高量秸秆(DGHS)共6个处理,结合团聚体分级法比较不同处理下滨海盐碱化土壤容重、总孔隙度、 pH、可溶性盐含量、微生物量碳、溶解性有机碳、新碳和团聚体有机碳的变化.结果发现,MS和DGHS处理显著降低了土壤容重,增加了土壤总孔隙度、含水率和平均重量直径;各处理下土壤pH和碱化度均显著降低,且无显著性差异;DG处理显著降低了土壤钠吸附比,与MS处理相比,DGLS、 DGMS和DGHS处理的土壤钠吸附比有进一步降低的趋势,降幅范围为57%～66%. DGLS、 DGMS和DGHS处理的土壤可溶性Na⁺分别较MS降低27.92%、 32.23%和20.15%,而可溶性Ca²⁺和SO₄^2-含量显著增加;与CK相比,各处理均能显著降低Cl^-含量,且各处理间差异...     

台田及海冰水灌溉利用对洗脱盐的影响研究

随着国家对粮食安全问题的关注,滨海重度盐荒地的改良和利用再次引起了人们的重视。台田-浅池综合土地利用模式降盐效果显著,分析表明:黄骅淤泥质盐荒地筑造的台田相对脱盐效率达47%。台田作物生育期内2次海冰水灌溉土壤脱盐效率差异较大,总体排盐效果较好,其中7月份台田海冰水灌溉处理下,单位面积的0～120 cm层土体排盐2.70 kg,与盐荒地相比排盐6.16 kg,与台田无灌溉处理相比排盐3.76 kg,台田排盐贡献率PT明显大于海冰水灌溉排盐贡献率PTW。因此在滨海盐碱地区利用旱涝盐碱的台田调控作用,配合海冰水灌溉保障作物需水,可以构建安全的农业种植环境。此研究为滨海盐荒地台田-浅池利用、构建生态农业及海冰水资源安全利用提供参考。     

Remediation of saline–sodic soil with flue gas desulfurization gypsum in a reclaimed tidal flat of southeast China

Salinization and sodicity are obstacles for vegetation reconstruction of coastal tidal flat soils. A study was conducted with flue gas desulfurization(FGD)-gypsum applied at rates of 0, 15, 30, 45 and 60 Mg/ha to remediate tidal flat soils of the Yangtze River estuary.Exchangeable sodium percentage(ESP), exchangeable sodium(ExNa), p H, soluble salt concentration, and composition of soluble salts were measured in 10 cm increments from the surface to 30 cm depth after 6 and 18 months. The results indicated that the effect of FGD-gypsum is greatest in the 0–10 cm mixing soil layer and 60 Mg/ha was the optimal rate that can reduce the ESP to below 6% and decrease soil p H to neutral(7.0). The improvement effect was reached after 6 months, and remained after 18 months. The composition of soluble salts was transformed from sodic salt ions mainly containing Na~+, HCO_3~-+ CO_3~(2-)and Cl-to neutral salt ions mainly containing Ca~(2+)and SO_4~(2-). Non-halophyte plants were survived at 90%. The study demonstrates that the use of FGD-gypsum for remediating tidal flat soils is promising.     

不同阴离子钠盐对土壤Cd形态与微生物群落的影响

为了探明污染土壤在盐碱胁迫条件下镉（Cd）有效性与微生物群落的响应,采集污灌区Cd污染农田土壤,模拟北方土壤典型盐碱胁迫情景,设置不同阴离子钠盐配置处理,利用微生境培养实验,采用高通量测序技术,结合对土壤性质、土壤Cd形态等的测定.结果表明：施用钠盐可显著提高钠吸附比（SAR）、碱化度（ESP）,降低有机碳（SOC）含量、阳离子交换量（CEC）;促进土壤中小粒径团聚体（<0.002mm）的形成,增加了Cd在小颗粒团聚体的质量负载;与对照相比,两种土壤中T1处理（主要阴离子为SO₄^2-、Cl^-）均显著（P<0.05）增加交换态Cd含量（27.06%和11.00%）.钠盐的添加降低了土壤中细菌的丰度和多样性,其中T1处理的微生物群落均匀度最低;盐碱胁迫处理改变了土壤细菌的关键类群,如增加了耐盐碱腈基降解菌科、葡萄球菌科、假单胞菌科和耐重金属芽孢杆菌科的菌群丰度,不同处理菌群结构差异与土壤阴离子组成有关,如相比而言,T1处理可增加变形菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门的丰度.冗余分析结果表明土壤pH值、交换态Cd含量、SAR和ESP是影响细菌群落组成变化的关键环境因子,拟杆菌门、芽单胞菌门和变形菌门的丰度与pH值呈正相关,而酸杆菌门、绿弯菌门的丰度与交换态Cd含量、SAR呈现显著正相关.可见,盐碱胁迫增加了土壤Cd的有效性,显著改变了土壤微生物群落结构.     

燃煤电厂脱硫副产物资源化利用可行性分析——上海案例研究

未来5年(2006～2010年)上海进行脱硫的机组将达957.2万kW,文章对上海市未来5年中脱硫副产物的资源化利用,进行了技术、经济分析,预计每年可节省SO2排污费用约1.02、1.28亿元,如以原煤计,则为1.51亿元/a和1.89亿元/a,到2010年将达1.67～2.09亿元/a,折成原煤则为2.34～2.93亿元/a,如排污费提高,效益还将扩大;电厂脱硫石膏销售将获得约2160～2880万元/a,折算成原煤应为3024万元/a和4032万元/a,如加工成球或利用余热烘干成粉,利润还会增加;到2010年脱硫石膏销售收入还将进一步放大。上海石膏板或水泥企业利用54～72万t的脱硫石膏,可使企业的原料购买成本节约3250～3650万元/a,如将FGD石膏40%SO3含量与天然石膏34%相比算入成本,使用FGD石膏的水泥生产企业原料购置费节约将更显著。     

滩涂土壤淋洗过程中盐分变化及其对重金属的影响

通过对滩涂土壤的淋洗实验,对在不同脱盐阶段,土壤孔隙水的盐分离子与土壤中各重金属含量及各重金属不同形态的含量进行监测与分析.结果表明,不同脱盐阶段的土壤孔隙水,淋洗后较淋洗前各盐分离子的下降率分别为：Na^＋80.3%、K^＋73.5%、Mg^2＋86.6%、Ca^2＋90%、Cl^-81.8%、SO4^2-98.2%...     

上海市郊保护地土壤盐分研究

研究了上海市郊部分旱作农田土壤盐分特征.结果表明,上海市郊部分种植瓜果、蔬菜的土壤出现盐渍化趋势.其中,非盐化土壤占88.52%,轻度盐化土壤占10.37%,中度盐化土壤占0.74%,重度盐化土壤占0.37%.盐分组成中,阴离子以SO^2-₄为主,其次为Cl^-、NO^-₃,阳离子以Ca²⁺、Na⁺离子为主,其次为Mg²⁺、K⁺离子.这些离子成分除了少量的土壤原始沉积量外,大多为化肥的副成分或转化物.沪郊设施栽培土壤次生盐渍化的形成与化肥使用不当或过量施用密切相关.不同种植方式0～20 cm耕层土壤中盐分从高到低依次为：大棚菜地、大棚瓜地、大棚瓜-菜轮作地和露天菜地.随着设施利用时间的增长,同一区域设施土壤全盐量持续升高,下层土壤盐分逐步向上层富集,且这种自下而上的富集速度有加快的趋势.