基于建筑泥漿脫水泥餅的基質配方對綠植生長發育的影響

王福喜 劉勁馳 吳定桂 左小凡

摘要：以建筑泥漿脫水泥餅為試驗材料，經過理化性質的初步調整后，使用4種輔材以及不同配比的微生物有機肥料對脫水泥餅進行結構性改良，研究不同基質配方對高羊茅、小松菜、豌豆生長發育的影響。結果表明，經過改良后脫水泥餅的理化指標達到綠植標準，試驗綠植的發芽率均超過80%，植物干質量有極大的提高。其中，稻殼炭基質的添加對高羊茅的生長促進效果最明顯;在肥料施加量適當的情況下，稻殼炭基質也能促進小松菜的生長;紙屑基質更適合于豌豆的生長。脫水泥餅改良基質（人工綠化種植土壤）能有效提供植物生長發育的條件，本研究結果實現了將城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅資源化利用于城市綠化種植。

關鍵詞：建筑泥漿脫水泥餅;調質改良;基質栽培;植物生長;發芽率

中圖分類號：X799.1 ??文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）23-0250-05

目前，城市建設發展越來越快，建筑施工過程中產生的建筑泥漿也日漸增多[1]。泥漿主要是由水、黏性土顆粒、膨潤土顆粒及各種藥品添加劑組成的一種濃稠液態物質。研究發現，建筑工地產生的泥漿含水率通常大于85%，而且底泥顆粒細小，導致顆粒難以濃縮沉降，因此泥漿需要占用大量的貯存空間，這給建筑泥漿的后續處理帶來很大困難[2]。若不及時處理建筑泥漿，會影響正常施工，而違法投棄建筑泥漿會造成極大的環境風險，使土或水環境受到污染[3]。因此，如何將建筑泥漿妥善處理和對其資源化利用，已經成為目前城市發展的一大難題[4-5]。

建筑泥漿脫水泥餅產量大、運輸處理困難、無害化成本高，研究出建筑泥漿脫水泥餅減量化、資源化的合理方法，能使城市固體廢棄物消納于城市，響應城市綠色發展的要求，帶來較好的經濟和廣泛的社會效益。

本試驗分析了改良前后建筑泥漿脫水泥餅的理化性質，篩選基質材料，得出最合理的基質配比方案，進行盆栽試驗[6]，觀察記錄高羊茅、小松菜和豌豆的發芽情況與生長情況，將城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅資源化利用于城市綠化。研究建筑泥漿脫水泥餅基質對綠植生長的影響，確定城市固體廢棄物——建筑泥漿脫水泥餅在城市綠化種植方面資源化利用的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2019年1—6月在江蘇省南京市玄武區南京林業大學實驗室進行。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試植物 采用高羊茅、豌豆和小松菜為試驗植物，高羊茅為我國城市綠化的常用植物，豌豆和小松菜是我國常見農作物。

1.2.2 供試基質 空白土壤采自南京林業大學地下（2.5 m 以下）深層土壤，為黃黏土，屬于黏壤土類，將采集到的土壤置于干燥通風處自然風干備用，其理化性質見表1;建筑泥漿脫水泥餅采自江蘇省南京市建筑泥漿處置中心，其理化性質見表1，其重金屬含量見表2。

1.2.3 供試改良材料 檸檬酸、纖維材料（紙屑、細秸稈、木屑）、稻殼炭、保水劑[聚丙烯酰胺（PAM）]和有機肥料。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 脫水泥餅理化性質結構改良：采用濃度為60%的檸檬酸（CA），調節脫水泥餅pH值至中性;使用質量分數為0.08%～0.15%的PAM提高其保水性及陽離子交換量;采用毛細吸水時間（CST）試驗考察改良基質的孔隙度和保水性，得出改良基質的輔材最佳質量配比為木屑3.5%、紙屑2.5%、細秸稈5%、稻殼炭4%;將上述材料和4種輔材類型按質量比例與脫水泥餅均勻混合，使脫水泥餅各理化指標符合CJ/T 340—2011《園林綠化種植土壤》標準。

脫水泥餅肥力改良：通過添加有機肥料改善脫水泥餅肥力，添加有機肥料的質量比為0、1.5%、3.0%、8.0%，制成20種種植基質，具體混配方案見表3。

綠植發芽種植試驗：將調配好的基質裝在穴盤內，分別種下3種種子（高羊茅、小松菜、豌豆）。每槽5粒、插好地牌，做好標記，每個處理4個重復。整個試驗過程在恒溫、恒濕的光照培養箱中進行，保持濕度70%、溫度 25 ℃、光照8 h/d。植物發芽前期每天澆1次水，澆透為止，直到成長發芽，之后每2～3天澆1次水，拍照并做好記錄。出苗后，計算發芽率，成苗后測定植物干質量。

1.3.2 測定項目和方法 土樣打碎、混勻，去除雜質、石礫，風干過篩（2 mm）后，用于土壤理化性質測定。pH值用浸提法[7]（土水體積比1 g ∶ 5 mL）測定;有機質含量采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法[8]測定;堿解氮含量采用堿解擴散法[9]測定;有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[10]測定;速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法[11]測定;陽離子交換量（CEC）采用CH3COONH4交換法[12]測定;土壤機械組成用密度計測定。土壤中細菌、放線菌和真菌3類微生物量采用稀釋平板法[13]測定。土壤酶活性參照張建軍等報道的方法[14]測定。植物成熟后需測量生長高度，用剪刀緊貼基質面剪掉地上部，分離莖與葉烘干置于烘箱，烘干至恒質量后，用電子天平稱量。

2 結果與分析

2.1 改良前后建筑泥漿脫水泥餅性質對比

建筑泥漿脫水泥餅結構致密，透氣性差[15]，不能直接用于城市綠化，須根據綠化土種植標準，對建筑泥漿脫水泥餅進行改良，即調節脫水泥餅的pH值、孔隙度、保水性、所含營養元素氮磷鉀的含量。調節改良后脫水泥餅的理化性質（表4）符合綠化種植土標準，故可進行綠化種植試驗。

建筑施工過程中投加的膨潤劑具有強堿性，且脫水泥餅屬于危險廢棄物，脫水泥餅pH值為12.35?明顯高于自然土壤，因此采用60% CA調節脫水泥餅的pH值到中性。CA作為一種具有螯合功能的有機酸，無毒無害、化學性質穩定、易溶于水，CA電離出部分H+，適用于堿性土壤改良，且成本低、可降解。

3 結果與討論

本試驗研究了脫水泥餅改良的材料和方法，將改良后的脫水泥餅與輔材、肥料按不同比例混合，進行了高羊茅、小松菜和豌豆等植物的盆栽試驗，研究改良基質對植物的生長影響，并得出以下結論：（1）采用有機檸檬酸、微生物有機肥料、PAM保水劑、4種輔材對脫水泥餅理化性質進行改良后，城市固廢脫水泥餅可以達到綠化種植指標要求。（2）通過盆栽試驗，脫水泥餅基質能有效提高高羊茅、小松菜、豌豆的發芽率，最大發芽率分別能達到92%、89%、92%。（3）從植物生長狀況來看，肥料配比為1.5%的稻殼炭基質可以有效促進高羊茅生長，肥料配比為3.0%的稻殼炭基質中小松菜的生長狀況最佳，肥料配比為0的紙屑基質對豌豆生長的促進效果最好，最佳干質量均值能達到0.149 g/棵。

本試驗在簡便、有效、低成本的前提條件下，實現了對固體廢棄物脫水泥餅的資源化城市循環利用，變廢為寶。從經濟效益、環保要求、技術條件等多方面來看，可以將脫水泥餅基質大量應用于城市的綠化種植。

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