矿化垃圾作为土壤改良剂的可行性研究
摘要:系统地对老港填埋场各填埋单元垃圾进行了采集,对各年份垃圾的TN、有效氮、TP、有效磷、TK、有效钾、有机物以及重金属等参数进行了测定,并建立了各参数与填埋时间的关系。发现经过长时间降解后的生活垃圾(简称矿化垃圾)营养元素含量较高,其中TN质量分数为0.23%~0.55%,TP为2.13~6.80 mg/kg,TK为23.07~38.75 mg/kg,有机物质量分数为5.70%~13.71%,这些指标从总体趋势来看随填埋时间逐渐降低。同时,发现矿化垃圾中较大颗粒(>0.9 mm)的质量分数(Y,%)随填埋时间延长逐渐减小,并符合以下方程:Y=0.404e0.043 4x(其中:x为填埋时间,R2=0.885 8),而粒径在0.3~0.9、<0.3 mm的颗粒随填埋时间延长逐渐增加;而且矿化垃圾中的重金属含量,除Pb以外,符合《城镇垃圾农用控制标准》(GB 8172-87)要求,认为矿化垃圾可以作为非农作物种植、园林土壤以及其他一些要求不高的土壤的改良剂。
关键词:矿化垃圾 土壤改良剂 性质 填埋场
目前,城市土壤主要存在以下问题[1]:①土壤板结严重、结构较差。城市土壤在人为扰动作用下,其有机质含量低,有机胶体少。而且在机械和人为外力作用下,土壤受到挤压,破坏了通透性良好的团粒结构,形成土壤持水通气等理化性能差、板结、密实的片状或块状结构。②层次不明显,腐殖质层浅薄。由于过度的建设和人为活动,使土壤表层大都破坏严重,致使缺乏供应植物生长的厚土壤表层或腐殖质层,其他层次紊乱,从而使层次不明显、腐殖质层浅薄、无规律的土体构造。③土壤杂物多。人为破坏严重。④土壤微生物活性差。由于土壤结构、层次变化,破坏了适合微生物生长的环境,从而减少了其活性。⑤有机质含量低、土壤贫瘠。在城市土壤中,由于卫生、防火等原因,城市绿地中的动物残体、凋落物、自然枯枝落叶及修剪枝叶皆被清除,造成土壤有机质较少,且不能似自然土壤般进行养分循环,加之施肥又较粗放,无针对性,致使土壤养分失衡,同时植物特别是开花植物每年要从土壤有限的营养定向中吸取养分,导致城市土壤养分收支失去平衡,土壤愈加贫瘠,植物生长不良。
城市土壤的贫瘠直接后果是园林所需用土非常紧缺,再加上随着化学肥料与农药等的滥用,直接导致现有在用的园林土壤有机质含量低、pH偏高(>8.0)、质地粘重(容重有的甚至高达1.60~1.99 g/cm3)、密度大、通气性差、土壤结构板结和盐渍化倾向严重等问题;而且随着城市绿化的大发展,土地的紧缺使很多次生土地(滩涂等)也被用于种植植物,但效果较差;可以说城市的园林绿化的发展面临着土壤资源有限、地力耗竭等问题的严重考验,急需一种物美价廉、来源广泛的改良剂对以上的土地进行处理。
另一方面,填埋作为生活垃圾主要的处理方式,在我国占到90%以上,而且根据有关规划,到2020年,我国采用的生活垃圾处理方式仍然占到70%以上。因此,填埋场仍然会长期存在,而随着城市化进程的进行,城市所需的土地越来越紧张,使如何有效拓展或再利用原有的土地成为关键所在。
延长现有填埋场的使用时间,方法之一就是重新利用填埋场中已初步稳定化的垃圾,在本文中,称之为矿化垃圾。根据文献[2]报道,经过一段时间稳定化进程后,矿化垃圾具有其独特的物理、化学和生物性质,具有提供植物生长的大部分条件,可望作为园林土壤改良剂,从而即可拓展填埋场的用地时间,又可以解决园林土壤肥力不足等问题。
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