□鮑雅輝

題記:隨著我國工業的迅速發展,工業廢物也日益增加。因此,工業固廢資源化利用顯得尤為重要。
早在上世紀末,撫順礦業集團公司便開始為這些固體廢棄物尋找經濟有效的利用途徑,力求最大限度地實現物盡其用。
近年來,撫順礦業集團公司認真踐行“綠水青山就是金山銀山”新時代環保發展理念,逐步延伸循環經濟產業鏈,依托工程技術研究中心,組建了遼寧省固體廢棄物產業技術研究院,全面建設油頁巖廢渣、煤矸石、粉煤灰綜合利用實驗區,力爭完成產業化的“最后一公里”,全力打造國家級大宗固廢綜合利用示范基地。
金秋九月,置身在吉林省松原市長嶺縣太平川鎮的鹽堿地改造試驗田,稍微泛黃的玉米葉子隨風擺動,仿若亭亭玉立的姑娘在田間翩翩起舞。走到近處,俯身看去被深淺不一玉米皮包裹著的玉米,結實得像個棒槌,飽滿的顆粒像金珠一樣鑲嵌在玉米棒上。
“這500畝玉米是礦山固廢農業資源化利用項目試驗田。我們將礦山固體廢棄物變廢為‘肥’,研發出土壤修復劑,混配到這片鹽堿地當中,效果良好。”見筆者看得入神,遼寧亞太固廢研究院副經理滿文泉津津樂道。
當然,這只是撫順礦業集團工程技術研究中心礦山固廢農業資源化利用項目十多個試驗基地之一。截至目前,相關人員已將推廣區域拓展到了凌海、內蒙古等地。客戶在施用新材料后,普遍反映效果良好,其中,凌海金城鎮金城街道西花村村民劉來所種的辣椒、茄子、西瓜收益最高。
而這個項目的緣起,則要追溯到2007年。
“當時,我們工程技術研究中心沿著集團公司產業鏈上灰渣綜合利用這一項,將研究方向拓展到了固廢農業資源化利用上。考慮到少量灰渣只能用在水泥廠、磚廠等建材行業,跟固廢的生成量不成比例,唯一能大量、高值化消耗固廢的行業就是農業和林業。煤矸石、褐煤在農業上已經有應用,而油頁巖與煤在成因上相類似,能不能從油頁巖身上挖掘出同樣的功能?做土壤改良劑就成為了唯一的選項。”工程技術研究中心工程師周曉瑩坦言。
確定好選項后,相關技術人員積極同沈陽農業大學、順城區農業技術推廣站開展合作研究,嘗試著以低品位油頁巖為主要原料,通過添加特定的外源輔料,經水淬、堆漚、調酸堿等特殊工藝,加工配制成一種保水、改土新材料。這種新材料兼具供肥、保肥、保水、改土等功能,可用于土壤改良、土地復墾、中低產田改造等。
原本,做研究本身就是一件很費事的事兒,再加之北方氣候的特殊性,每年只能進行一季一次試驗,因而相應拖長了研究的周期。
最初,工程技術研究中心采用室內盆栽的方式試驗新材料的性能,而后再拓展到室外的小區對比試驗,先是從幾平方米到十幾平方米的小試驗,再到幾十平方米的中試,逐步擴大面積,逐一對比試驗效果;最初,盆栽試驗采集到的數據多達上百個,到小區試驗時,數據就已經縮減到了幾十個,到中試的時候,所作試驗的水稻、玉米等農作物的產量均有不同程度提升。這同時也預示著,新材料可以進入示范推廣階段。
示范推廣,先從撫順礦業集團公司林業處開始。
從2013年到2017年這五年間,工程技術研究中心同林業處后腰林場展開合作。同樣是從小面積試驗開始,再從播種地到大田,累計在200畝地上混配了幾百噸的新材料。
林業處相關負責人表示,幾年間,我們累計試驗的樹種已包括白樺、油松、落葉松等,用后產量高,樹苗的強壯程度好,特別是對酸性土壤的改良效果明顯,土壤的有機質也在增加,總體效果不錯。
“因為常年使用化肥,土壤已經產生了次生的鹽漬化、鹽堿化、酸化,這對土壤來說就是一種危害。我們要在現有的基礎上,再研制出一種土壤修復劑,酸了,讓你不酸,堿了,向中性上調,用咱們的長處去打它的短處,傾力打造肥沃的土地資源……”基于良好的試驗效果,工程技術研究中心主任鮑明福又向相關研究人員提出了更高的要求。


隨即,研究團隊將更多的時間和精力投入到解決風沙土養分貧瘠、土壤結構性差、肥力低下、風蝕嚴重等問題上,積極探索風沙地土壤改良技術、防風蝕固沙技術,以及有機肥料開發技術的新途徑。
很快,他們便將目光投向了遼寧省沙地治理研究所。因為,沙地治理研究所的現代農業示范基地正處在內蒙古和通遼市交界處的彰武縣,屬于遼西北風沙嚴重地區,草原生態恢復正是其急需解決的問題。
2018年3月,乍暖還寒。工程技術研究中心與遼寧省沙地治理研究所合作的“低品位油頁巖及灰渣對沙化土壤改良效果的試驗研究”項目正式啟動。
先期,工程技術研究中心與遼寧省沙地治理研究所開展了室內盆栽試驗。試驗人員將每盆裝入5千克土壤(土壤取自遼寧省風沙所章古臺試驗基地),試驗設計低品位油頁巖施用量5個水平(克/盆),即:0、75、150、300、500,三次重復,共計15個處理。
2018年3月21日,沙地所的工作人員開始播種燕麥,播種量為25粒/盆,出苗后保證每盆20株燕麥。期間,實時監測土壤水分蒸發狀況,并用稱重的方法保證土壤含水量為田間持水量的70%,室內溫度保持在20℃左右。
先期試驗結果表明,風沙土施用低品位油頁巖可以起到顯著的肥力效果,對燕麥幼苗高度、基莖粗和莖生物量等均有明顯的促進作用。
接著,沙地所的工作人員又在章古臺試驗基地七區三圃開展了小區對比試驗,每個試驗小區(面積:4米×4米)中填入10厘米深度的土壤,將低品位油頁巖(0~3毫米粒徑)與牛糞按比例混合施入土壤,試驗設計油頁巖施用量5個水平,5次重復,種植花生、燕麥、苜蓿,共計75個試驗小區。
試驗結果顯示,花生、燕麥、苜蓿產量均有所提升,其中,花生的對比效果最為顯著,產量比風沙土(沒有施加任何肥料)增加1.08倍,比單施牛糞增加16.2%。
這樣的試驗結果,讓遼寧省沙地治理研究所的研究人員信心大增。2019年,他們在繼續開展小區試驗的同時,還選取了100畝地,進行了油頁巖灰渣的覆蓋試驗。結果表明,鋪施油頁巖后土壤耕層發生明顯變化,以往淺黃甚至有些發白的土壤顏色已經變深,且長滿了綠色的植被。
期間,工程技術研究中心多次委派技術團隊到遼寧省沙地治理研究所指導相關人員合理應用新材料,及時幫助解決遇到的問題,并認真研討對方提出的產品改良建議,扎實做好新材料開發。
“我們已經與撫礦集團工程技術研究中心合作了4年,土壤改良效果明顯。2021年,我們主要進行油頁巖灰渣試驗的地點觀測,進一步評價油頁巖灰渣在農業中使用的安全性,并深入探討研究改土效果。目前來看,油頁巖灰渣覆蓋的人工草地長勢良好,遠遠望去,綠油油的人工草地,仿佛是一塊碧綠的地毯,隨風搖曳,美不勝收。”聊起合作情況,遼寧省沙地治理研究所助理研究員關冰侃侃而談。
簡單來說,鹽堿地的土壤改良主要是因為其土壤中的鈉離子含量較高,導致土壤PH較高板結變硬,使植物的種子難以發芽或發芽后根系不能正常生長,而新材料中包含有效疏松土壤的成分,可以讓土壤能自主地“呼吸”。另外,隨著水分的蒸發,土壤中的鹽堿成分不斷從深層向土壤表面上聚集,疏松的土壤結構可以有效減緩或阻斷土壤表層鹽堿成分的富集,使深層次鹽堿成分無法到達土壤表面,使土壤表層環境條件更有利于作物的生長。隨后,另外一個“秘密武器”登場——粉煤灰。經高溫灼燒后的粉煤灰中殘留著活性炭成分,起到吸附的作用,不斷地吸附土壤表層的鈉離子,進而使鹽堿成分不斷降低。這看似不起眼的幾種配料,各盡其用實現變廢為寶,將昔日的鹽堿荒灘變成了大良田。
“以前這里一刮風堿土就會漫天飛揚,四處看不到人,鹽堿地上寸草不生,就連鳥兒都不落,更談不上種地打糧了。”吉林省松原市長嶺縣太平川鎮的一位農民告訴筆者,由于鹽堿地面積的大肆擴展,土地表面鹽堿量不斷增加,遠遠望去,白茫茫一片。
“工業上的廢棄物用到農業上來,會不會重金屬超標?”“鹽堿地里種出來的莊稼口感能否保障,會不會有怪味?”隨著鹽堿從田中褪去,莊稼豐收在望,質疑聲也隨之出現。面對質疑聲,研發中心總工程師星大松微笑自信,檢查結果證明,有老百姓的口碑認證,質疑聲不攻自破。
星大松告訴筆者,早在土壤改良項目研發前期,研發中心就在多家權威機構進行檢測,土壤修復劑的鉛、砷、汞、鎘等重金屬及放射性元素含量均在達標范圍內。這種新材料中富含氮、磷、鉀等多種植物生長發育所必需的營養元素,施用后農作物的葉片大而厚,生長期的顏色呈深綠色,株高明顯高于其他作物,根莖粗不倒伏,坐果多,增產增收是必然。在玉米口感方面,星大松舉了個生動例子:“我仍然可以記起小時候吃過最香甜的玉米那種滋味,而今天在這片鹽堿地試驗田里種出來的玉米,粒粒飽滿、晶瑩透明,吃到嘴里就是記憶里的那種味道!”
“眼下,我們已與中國航天科工智慧農業公司遼寧分公司簽署了合作協議。待加工廠建成,將產品升級后達到NY525標準,就可以立即進入大規模市場推廣階段。我們的目標就是讓土壤改良不再成為‘老大難’,徹底讓荒灘變良田。這樣一來,不僅可以解決工業固體廢物污染環境的問題,而且還能夠促進集團環保產業與循環經濟的有機銜接,真正實現經濟效益和環保效益的雙贏。”研發中心主任鮑明福對此信心滿滿。
