枯枝碎屑對吹填土的脫鹽效果

張興　趙凌云　皮學杰

摘要 [目的]研究枯枝碎屑對吹填土脫鹽及理化性質的影響。[方法]采用室內土注淋洗模擬脫鹽試驗，設不添加枯枝碎屑（CK）、添加土柱體積5%的枯枝碎屑、添加土柱體積10%的枯枝碎屑，研究枯枝碎屑的脫鹽效果。[結果]添加枯枝碎屑有利于加快吹填土鹽峰形成、下移和消失，且隨著枯枝碎屑添加量的增加而加快，脫鹽堿化特征明顯高于CK。[結論]枯枝碎屑可應用于吹填土脫鹽。

關鍵詞 園林廢棄物；吹填土；脫鹽

中圖分類號 S156.4 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）01-0073-03

Desalting Effect of Wood Chips on Dredger Fill

ZHANG Xing， ZHAO Lingyun， PI Xuejie

（Tianjin Tedalandscape Group Co.， Ltd.， Tianjin 300457）

Abstract [Objective] To study effects of wood chips on desalination of dredger fill and physicochemical properties. [Method] The desalting experiment was simulated by indoor soil column leaching. Setting up three treatments including blank control， adding soil column volume 5% wood chips， adding soil column volume 10% wood chips， the desalination effect of dredger fill was studied. [Result] The results showed that the addition of wood chips was beneficial to accelerate the formation， descent and disappearance of the salt peaks， but their alkalization characteristics were significantly higher than those without adding wood chips treatment. [Conclusion] Wood chips can be applied in desalination of dredger fill.

Key words Green waste；Dredger fill；Desalination

近年來，許多城市為改善城市居住環境，都在加大園林綠化面積，隨著林木種植的增多和園林面積的擴大，園林樹木枯枝落葉產生量也日益成為亟待解決的問題。國內外已有大量關于園林廢棄物的處理研究[1-5]，且多集中于堆肥處置及應用效果方面[6-8]。筆者針對天津濱海地區圍海吹填區域吹填土改良難的現狀，進行了園林樹木枯枝碎屑還田對

吹填土的改良試驗，以期為園林綠化中枯枝落葉的資源化利

用及吹填土的改良利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤及濾料

吹填土采自天津臨港工業區，為新吹填土，均為黏壤土，按自然層次（0～40、40～60 cm）分層采樣，取回后自然風干，碾壓，去除草根，過2 mm篩備用。供試土壤的理化性質見表1。枯枝碎屑為園林綠化中修剪后的植物枯枝殘葉，風干后粉碎，碎屑粒徑為0.5～1.5 cm。

1.2 試驗方法

采用室內土柱淋洗模擬脫鹽試驗，試驗土柱裝填深度為60 cm，直徑19 cm，按照容重1.35 g/cm3分層 （每次5 cm）裝填。填充完畢后，以10 cm為1層分別埋入經標定好的鹽分傳感器，以便隨時監測土壤含鹽量的動態變化。土柱上方放置補水裝置，水頭統一保持為2 cm。土柱底部裝有石英砂作為反濾層，土柱下方裝有接排出液的容器。另外設置水分蒸發器，以便扣除試驗期間的土柱蒸發量。淋洗試驗設3個處理：處理①（CK），裝填時不添加枯枝碎屑；處理②，加土柱體積5%的枯枝碎屑，裝填前混勻；處理③，添加土柱體積10%的枯枝碎屑，裝填前混勻。每處理3次重復，試驗開始后用容量瓶給土柱供水，定期對鹽分傳感器進行數據采集。待土柱下方有濾液流出時收集濾液，每隔一段時間分析濾液礦化度、pH及體積，并化驗濾液離子組成。記錄試驗過程中所耗用的蒸餾水。當濾液礦化度小于3 g/L時試驗結束，測定脫鹽后土壤全鹽含量、pH及離子含量。

2 結果與分析

2.1 枯枝碎屑對淋洗用水量、脫鹽速率的影響

淋洗開始后，CK、處理②、處理③（分別經歷23、17和15 d后有濾液流出。3個處理在達到脫鹽要求時所需灌水量不同，CK、處理②、處理③的淋洗用水量分別為369、456、505 mm。同時，土柱下方分別收集到濾液142、205、252 mm。隨著枯枝碎屑施用量的增大，所需淋洗灌水量增多，脫鹽時間相應減少。這是由于吹填土質地黏重，結構性差，孔隙度和滲透系數小，含鹽量高，自然脫鹽率極差，而加入枯枝碎屑后，土壤的通氣性和適水性增強，在相同的水頭下，入滲水在土壤中未達到水鹽擴散平衡就下滲，單位體積水量的淋脫率下降，脫鹽時間縮短。

2.2 脫鹽過程中鹽分運移

剛開始時入滲的主要驅動力是土壤水吸力和重力作用。由于土柱長期保持積水層，隨著水分不斷滲入，土柱中所含鹽分隨著下滲水流逐漸排出。從圖1可以看出，3個不同處理的電導率有差別，說明脫鹽效果不同。根據土壤剖面電導率的變化情況，可將試驗過程中水鹽動態劃分為如下幾個階段：

（1）鹽峰形成階段：隨著灌水量的增大，下層土壤因承接

上部土壤溶脫下來的鹽分，灌水初期電導率不但未下降，反而明顯上升，形成了一個土壤溶液鹽分濃度最高的時期，稱之為鹽峰。鹽分的形成標志著該層土壤脫鹽的開始。

（2）鹽峰下移階段：隨著水分持續入滲，表層土壤溶液鹽分濃度逐漸降低，鹽峰也隨著向下移動。從整個土壤剖面來看，從上到下鹽峰形成所需時間越來越長，移動的速度越來越慢，因而持續期延長，上升幅度也呈逐漸增加的趨勢。以CK為例，在這個過程中，上層鹽分移入下層，20 cm深度土壤的電導率由90 ms/cm迅速降為10 ms/cm，并脫鹽；而最底層50 cm深度土壤除本身鹽分外，還要承接上層土壤鹽分，因此溶液鹽分濃度增大，故形成的鹽峰電導率最高，為131 ms/cm。

（3）鹽峰消失階段：隨著鹽峰的下移，上層土壤電導率緩慢下降，然后進入相對穩定狀態。底層土壤形成鹽峰后隨著鹽峰的逐漸下移趨平，各層土壤電導率變化逐漸接近并趨于相對穩定。

2.3 枯枝碎屑對濾液礦化度、pH的影響

從圖2可以看出，CK的濾液在經過了46 d后礦化度小于3 g/L，而處理②、③只用了31和28 d。CK開始有濾液流出時，處理②、處理③的濾液礦化度已經下降到較低，并且同一時刻相比，各處理的礦化度從大到小依次為CK、處理②、處理③。這說明添加10%體積的碎屑可加快吹填土的脫鹽速度。

2.4 枯枝碎屑對土壤鹽漬性狀的影響

由表2可知，淋洗后的吹填土總堿度、pH、鈉吸附比（SAR）、殘余碳酸鈉（RSC）不同。隨著土層加深pH增大。總堿度與pH變化的趨勢密切，40～60 cm土層達到最大值。3個處理的pH、總堿度差異不大，說明枯枝碎屑的加入不會對淋洗后土體的pH、總堿度造成影響。SAR與土壤中交換性鈉密切相關，因此可以作為預測鹽土演變的一個指標，一般認為SAR下降，鹽土向著有益方向演化，同時SAR<10時對植物生長無害[9]。淋洗后各處理土壤SAR均有所下降，且上層優于中下層。RSC是預測土壤是否可能發生堿化的指標之一。經驗上，RSC>2.5為有害，RSC<125一般被認為是安全的[10]。筆者試驗發現，經淋洗后的土壤均有RSC的出現，即除淋洗試驗原始土外，RSC值均大于0（處理③的0～20 cm除外），每個處理的0～20 cm土層RSC均小于1.00，對植物生長無害，但20～40、40～60 cm層均大于2.50，隨著深度的增加，RSC量也增大，預示著土壤發生堿化的可能越大。就不同處理而言，施入枯枝碎屑土壤的RSC略高于CK。

3 結論

（1）不添加枯枝碎屑、添加5%體積的枯枝碎屑、添加10%體積的枯枝碎屑處理土壤剖面電導率的變化情況表明，試驗過程中水鹽動態規律一致，均可劃分為鹽峰形成階段、鹽峰下移階段、鹽峰消失階段。

（2）3個處理的脫鹽效率差異明顯，不添加枯枝碎屑、添加5%體積的枯枝碎屑、添加10%體積的枯枝碎屑處理分別在第23、17和15天開始有濾液流出，但各處理達到礦化度小于3 g/L的脫鹽要求所經歷的時間分別為46、31和28 d，說明添加園林枯枝碎屑有利于脫鹽。但隨著枯枝碎屑用量的增大，用水量也相應增加，如何找出二者的最佳環境經濟效益仍有待進一步研究。

（3）添加枯枝碎屑處理的RSC高于不添加枯枝碎屑處理，但隨著脫鹽的進行各處理均表現出脫鹽堿化特征，且添加枯枝碎屑處理的pH明顯高于CK。因此，在施入枯枝碎屑解決吹填土脫鹽問題后需要加大培肥力度。

參考文獻

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