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城市污泥对沙漠化土壤生态环境影响的研究

▲HUANJINGYUFAZHAN199城市污泥对沙漠化土壤生态环境影响的研究郭志国,魏永洋,平倩(新疆天物生态科技股份有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:新疆地区土壤沙漠化严重,已有的沙漠化土壤对新疆的农业经济发展和当地居民生活产生严重影响。

为了充分利用荒漠化土地,我们以城市污泥为土壤调节剂,改善沙漠土的生态环境,以达到种植农作物的目的。

实验结果发现,添加城市污泥有利于改善沙漠土壤的pH 值并增加营养物质的含量,满足了玉米的生长条件。

相比于未添加的城市污泥的对照组,添加城市污泥后玉米的生长情况变好,株高和株径都有所增加。

为此,城市污泥有利于玉米的生长,对改善沙漠环境有帮助作用。

关键词:城市污泥;沙漠化;土壤;生态环境中图分类号:X171.1 文章标识码:A 文章编号:2095-672X(2018)10-0199-02DOI:10.16647/15-1369/X.2018.10.117Study on the influence of urban sludge on the ecological environment of desertified soilGuo Zhiguo, Wei Yongyang, Ping Qian(Xinjiang Tianwu Ecological Technology Co.,Ltd., Urumqi Xinjiang 830000, China)Abstract: Soil desertification is serious in Xinjiang, and the existing desertified soil has a serious impact on Xinjiang’s agricultural economic development and the lives of local residents. In order to make full use of desertified land, we use urban sludge as a soil conditioner to improve the ecological environment of desert soil to achieve the purpose of planting crops.The experimental results show that the addition of municipal sludge is beneficial to improve the pH of desert soil and increase the content of nutrients, which meets the growth conditions of corn. Compared with the control group of unadded municipal sludge, the growth of corn was improved after the addition of municipal sludge, and the plant height and plant diameter were increased. To this end, municipal sludge is conducive to the growth of corn and can help improve the desert environment.Key words:Urban sludge;Desertification; Soil;Ecological environment土地沙漠化是人类面临的一个严重生态环境问题,影响和困扰着人类的生存与社会可持续发展,受到世界各国的普遍重视[1]。

荒漠化防治是一项多学科的综合性工程,目前荒漠化防治主要方法有人工设置沙障、沙面覆盖致密物、种植绿肥植物等措施[2],但是这些措施有很多的局限性。

已有的煤矸石、和酒精废渣等改良实验,有的成本高、时间长,有的效果不明显。

固体物废弃物的排放严重危害着生态环境。

据统计,我国每年城市污泥产生量巨大,这些固体废弃物的处理是一个亟待解决的问题。

国内外都在研究用固体废弃物配施改良贫瘠土壤、进行种植和恢复生态平衡[3]。

为此,利用城市污泥进行北沙窝区域的沙漠土改良实验,探讨城市污泥改良沙漠土的可行性,为我国大面积沙漠土壤的改良提供一条新的途径。

1 实验方案1.1 实验材料沙漠土采自古尔班通古特南缘的北沙窝区域(44o17.56'N,87o52.14'E),取样深度为0~20 cm。

采用网格取样法,每隔100 m 布网,每个网点取样两件,共取4个样品。

城市污泥来自乌鲁木齐市河东污水处理厂,在储存池对角线上,每隔3~5m 等间距布点取9个样品混合。

主要试验种子:玉米种子。

1.2 沙漠土和城市污泥基本理化性质分析将沙漠土和城市污泥在实验室中自然风干,过2mm 筛储存备用。

主要测定土壤样品以下指标:pH、土壤含水量、土壤有机质、有效氮、磷、钾。

pH:将土壤自然风干后,按照土:去离子水=10 g:25mL 的比例混合,用玻璃棒搅拌1 min,静置10min 后用盛奥华PHS-300型pH 计测量pH。

土壤含水量:将采集好的土样装铝盒,当天带回公司分析实验室利用德国赛多利斯sartorius MA50卤素红外水份测定仪测量土壤含水量。

土壤有机质:采用重铬酸钾氧化-分光光度法测定。

土壤有效氮、磷、钾:碱解扩散法测定。

1.3 盆栽实验本次种植实验采用盆栽的方法进行。

实验用北沙窝地区土壤作基本土壤,配以城市污泥,城市污泥的比例为0%、10%、20%、30%。

将沙土和不同比例的城市污泥混合后,放置于花盆中。

将玉米种子播种至混合土壤中(深度0.5~1 cm),每个花盆10颗种子,三组重复实验,并做好标记。

将花盆放置于人工气候箱培养,白天温度25℃,夜间温度10℃。

光照12 h/d,相对湿度50%。

每隔48h 洒水一次。

在相同的管理条件下,记录植物的长势,主要测量玉米株高、株径。

2 实验结果2.1 沙土和城市污泥养分分析表1为该区域内土壤的基本属性参数,从表中我们可以看出:本区沙土的pH 值为8.37,属于碱性沙土,对于大多数农作物的生长有着一定的限制作用。

土壤有机质是土壤固相的重要组成部分,是土壤养分的重要来源。

本试验区土壤有机质含量在1%以下,总体上该区土壤缺乏有机质。

有效氮、磷、钾主要指近期内可被植物吸收利用的氮、磷、钾素,该区土壤有效态氮、磷、钾含量很低,属于少氮、磷、钾土壤。

由此可知,该区域内营养匮乏,pH 高,含水量低,限制了植物和农作物在该区域的生长[4]。

而城市污泥的pH 值为6.56,弱酸性,能够有效地中和沙土的碱性。

含水量高达43%以上,有助于补充沙土的含水量。

与此同时,有机质、有效氮、磷、钾的含量是沙土的几十至上百倍,能够为植物的生长提供充足的养分。

表1 土壤和城市污泥养分分析检测指标pH 含水率(%)有机质(%)有效氮(mg •kg -1) 有效磷(mg •kg -1)有效钾(mg •kg -1) 沙土8.37 1.270.6513.64 3.2527.39城市污泥6.5643.2838.961058.37163.25521.41200 HUANJINGYUFAZHAN▲2.2 植物生长状况玉米种植后,每隔一天浇少量水。

等发芽后开始计时,记录发芽后第15d,30d,45d 和60d 时玉米的株径和株高,结果见表2。

从表格中我们可以发现,发芽第15d,玉米的株径在2mm 以上,株高在320mm 以上,随着生长时间的增长,在第60d 时的株径达到7mm 以上,株高达到1000mm 以上。

在相同时间段内,随着城市污泥含量的升高,玉米的株径和株高都有所增高。

30%城市污泥添加量时的株径比空白对照组分别升高了13.43%,19.63%,28.69和27.20%,株高分别升高了31.67%,16.74%,28.35%和24.70%。

由此可知,与空白对照组相比,城市污泥的添加改变了沙漠化土壤的pH 值,有利于玉米的生长。

与此同时,城市污泥为玉米的生长提供了有机物和无机盐类,城市污泥含量越高,养分含量越高,玉米生长越良好。

3 结论城市污泥含有丰富的有机物和无机盐,能够改善沙漠土的生态环境;弱酸性的污泥能够降低沙漠土的pH 值,使混合土的pH 值降低至玉米适合生长的条件。

通过本实验的结论,我们可以推断出,在实际沙漠化土壤生态环境改善过程中,城市污泥将是很好的改良剂,而且在改良后能够种植玉米。

城市污泥的使用,不仅充分利用了城市固体废弃物,改善了沙漠土壤环境,符合国家对资源利用的政策,而且种植农作物有效地促进了当地经济发展。

参考文献[1]李诚志.新疆土地沙漠化监测与预警研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2012.[2]崔向慧,卢琦.中国荒漠化防治标准化发展现状与展望[J].干旱区研究,2012,29(05):913-919.[3]李静.土壤有机质测定方法比对分析[J].绿色科技,2012(05):203-204.[4]牛花朋,李胜荣,申俊峰,李祯,佟景贵.粉煤灰与若干有机固体废弃物配施改良土壤的研究进展[J].地球与环境,2006(02):27-34.收稿日期:2018-07-06项目来源:新疆维吾尔自治区自治区区域协同创新专项(科技援疆计划),2016E02018作者简介:郭志国(1984-),男,汉族,研究生学历,环保师,研究方向为固废处理处置、污染土壤治理。

表2 玉米生长情况观测记录城市污泥含量(%)第15天第30天第45天第60天株径(mm)株高(mm)株径(mm)株高(mm)株径(mm)株高(mm)株径(mm)株高(mm)0 2.16320.19 4.33568.24 4.95851.087.061051.2310 2.23380.03 4.09610.77 5.09966.257.681150.1820 2.30396.54 4.87651.25 5.961019.527.981212.46302.45421.615.18663.396.371092.398.981310.85(上接第198页)还是作用价值都十分丰富。

比如松花江区,就是我国一个非常重要的河湖水系,它在过去曾是非常重要的工业基地,更是北方低温冷水鱼的主要栖息地,但是当前却因为环境破坏,从而导致存在湿地萎缩和生物多样性减少的情况和问题[4]。

(1)松花江区以及辽河区,都是我国东北地区的重要河流流域,它对周边的经济和人民生活产生着深刻的影响,当前水体污染和湿地萎缩是此地区的主要问题;(2)海河区域与京津冀地区息息相关,因此受到了城市影响较大,目前海河区域之中,存在含水量大幅度减少的问题,甚至在部分流段已经发生断流的情况。

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