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基于建筑泥浆脱水泥饼的基质配方对绿植生长发育的影响

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王福喜刘劲驰吴定桂左小凡

摘要：以建筑泥浆脱水泥饼为试验材料，经过理化性质的初步调整后，使用4种辅材以及不同配比的微生物有机肥料对脱水泥饼进行结构性改良，研究不同基质配方对高羊茅、小松菜、豌豆生长发育的影响。结果表明，经过改良后脱水泥饼的理化指标达到绿植标准，试验绿植的发芽率均超过80%，植物干质量有极大的提高。其中，稻壳炭基质的添加对高羊茅的生长促进效果最明显;在肥料施加量适当的情况下，稻壳炭基质也能促进小松菜的生长;纸屑基质更适合于豌豆的生长。脱水泥饼改良基质（人工绿化种植土壤）能有效提供植物生长发育的条件，本研究结果实现了将城市固体废弃物——建筑泥浆脱水泥饼资源化利用于城市绿化种植。

关键词：建筑泥浆脱水泥饼;调质改良;基质栽培;植物生长;发芽率

中图分类号：X799.1 ??文献标志码： A ?文章编号：1002-1302（2020）23-0250-05

目前，城市建设发展越来越快，建筑施工过程中产生的建筑泥浆也日渐增多[1]。泥浆主要是由水、黏性土颗粒、膨润土颗粒及各种药品添加剂组成的一种浓稠液态物质。研究发现，建筑工地产生的泥浆含水率通常大于85%，而且底泥颗粒细小，导致颗粒难以浓缩沉降，因此泥浆需要占用大量的贮存空间，这给建筑泥浆的后续处理带来很大困难[2]。若不及时处理建筑泥浆，会影响正常施工，而违法投弃建筑泥浆会造成极大的环境风险，使土或水环境受到污染[3]。因此，如何将建筑泥浆妥善处理和对其资源化利用，已经成为目前城市发展的一大难题[4-5]。

建筑泥浆脱水泥饼产量大、运输处理困难、无害化成本高，研究出建筑泥浆脱水泥饼减量化、资源化的合理方法，能使城市固体废弃物消纳于城市，响应城市绿色发展的要求，带来较好的经济和广泛的社会效益。

本试验分析了改良前后建筑泥浆脱水泥饼的理化性质，筛选基质材料，得出最合理的基质配比方案，进行盆栽试验[6]，观察记录高羊茅、小松菜和豌豆的发芽情况与生长情况，将城市固体废弃物——建筑泥浆脱水泥饼资源化利用于城市绿化。研究建筑泥浆脱水泥饼基质对绿植生长的影响，确定城市固体废弃物——建筑泥浆脱水泥饼在城市绿化种植方面资源化利用的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2019年1—6月在江苏省南京市玄武区南京林业大学实验室进行。

1.2 试验材料

1.2.1 供试植物采用高羊茅、豌豆和小松菜为试验植物，高羊茅为我国城市绿化的常用植物，豌豆和小松菜是我国常见农作物。

1.2.2 供试基质空白土壤采自南京林业大学地下（2.5 m 以下）深层土壤，为黄黏土，属于黏壤土类，将采集到的土壤置于干燥通风处自然风干备用，其理化性质见表1;建筑泥浆脱水泥饼采自江苏省南京市建筑泥浆处置中心，其理化性质见表1，其重金属含量见表2。

1.2.3 供试改良材料柠檬酸、纤维材料（纸屑、细秸秆、木屑）、稻壳炭、保水剂[聚丙烯酰胺（PAM）]和有机肥料。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计脱水泥饼理化性质结构改良：采用浓度为60%的柠檬酸（CA），调节脱水泥饼pH值至中性;使用质量分数为0.08%～0.15%的PAM提高其保水性及阳离子交换量;采用毛细吸水时间（CST）试验考察改良基质的孔隙度和保水性，得出改良基质的辅材最佳质量配比为木屑3.5%、纸屑2.5%、细秸秆5%、稻壳炭4%;将上述材料和4种辅材类型按质量比例与脱水泥饼均匀混合，使脱水泥饼各理化指标符合CJ/T 340—2011《园林绿化种植土壤》标准。

脱水泥饼肥力改良：通过添加有机肥料改善脱水泥饼肥力，添加有机肥料的质量比为0、1.5%、3.0%、8.0%，制成20种种植基质，具体混配方案见表3。

绿植发芽种植试验：将调配好的基质装在穴盘内，分别种下3种种子（高羊茅、小松菜、豌豆）。每槽5粒、插好地牌，做好标记，每个处理4个重复。整个试验过程在恒温、恒湿的光照培养箱中进行，保持湿度70%、温度 25 ℃、光照8 h/d。植物发芽前期每天浇1次水，浇透为止，直到成长发芽，之后每2～3天浇1次水，拍照并做好记录。出苗后，计算发芽率，成苗后测定植物干质量。

1.3.2 测定项目和方法土样打碎、混匀，去除杂质、石砾，风干過筛（2 mm）后，用于土壤理化性质测定。pH值用浸提法[7]（土水体积比1 g ∶ 5 mL）测定;有机质含量采用重铬酸钾-硫酸氧化法[8]测定;碱解氮含量采用碱解扩散法[9]测定;有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法[10]测定;速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度法[11]测定;阳离子交换量（CEC）采用CH3COONH4交换法[12]测定;土壤机械组成用密度计测定。土壤中细菌、放线菌和真菌3类微生物量采用稀释平板法[13]测定。土壤酶活性参照张建军等报道的方法[14]测定。植物成熟后需测量生长高度，用剪刀紧贴基质面剪掉地上部，分离茎与叶烘干置于烘箱，烘干至恒质量后，用电子天平称量。

2 结果与分析

2.1 改良前后建筑泥浆脱水泥饼性质对比

建筑泥浆脱水泥饼结构致密，透气性差[15]，不能直接用于城市绿化，须根据绿化土种植标准，对建筑泥浆脱水泥饼进行改良，即调节脱水泥饼的pH值、孔隙度、保水性、所含营养元素氮磷钾的含量。调节改良后脱水泥饼的理化性质（表4）符合绿化种植土标准，故可进行绿化种植试验。

建筑施工过程中投加的膨润剂具有强碱性，且脱水泥饼属于危险废弃物，脱水泥饼pH值为12.35?明显高于自然土壤，因此采用60% CA调节脱水泥饼的pH值到中性。CA作为一种具有螯合功能的有机酸，无毒无害、化学性质稳定、易溶于水，CA电离出部分H+，适用于碱性土壤改良，且成本低、可降解。

3 结果与讨论

本试验研究了脱水泥饼改良的材料和方法，将改良后的脱水泥饼与辅材、肥料按不同比例混合，进行了高羊茅、小松菜和豌豆等植物的盆栽试验，研究改良基质对植物的生长影响，并得出以下结论：（1）采用有机柠檬酸、微生物有机肥料、PAM保水剂、4种辅材对脱水泥饼理化性质进行改良后，城市固废脱水泥饼可以达到绿化种植指标要求。（2）通过盆栽试验，脱水泥饼基质能有效提高高羊茅、小松菜、豌豆的发芽率，最大发芽率分别能達到92%、89%、92%。（3）从植物生长状况来看，肥料配比为1.5%的稻壳炭基质可以有效促进高羊茅生长，肥料配比为3.0%的稻壳炭基质中小松菜的生长状况最佳，肥料配比为0的纸屑基质对豌豆生长的促进效果最好，最佳干质量均值能达到0.149 g/棵。

本试验在简便、有效、低成本的前提条件下，实现了对固体废弃物脱水泥饼的资源化城市循环利用，变废为宝。从经济效益、环保要求、技术条件等多方面来看，可以将脱水泥饼基质大量应用于城市的绿化种植。

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