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脱硫石膏能否让盐碱地“返绿”?

日期: 2014-05-23
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近日,科学网转载的一则关于盐碱地改良技术的报道一石激起千层浪。报道中提到:“清华推出世界领先盐碱地改良技术,我国亿亩盐碱地有望变良田。”有网友对此提出质疑。

疑问: 

这种利用脱硫石膏来改良盐碱地的技术真的有新闻报道中描述的那么神奇吗?其原理是什么?会不会对环境产生危害?

解答:

“那篇报道把这种方法拔得太高了。”清华大学盐碱地区生态修复与固碳研究中心常务副主任陈昌和教授在接受《中国科学报》记者采访时说,“用脱硫石膏改良盐碱地,是将能源学科和环境、生态、农林牧等学科交叉融合的科研成果。”

早有研究发现,利用纯石膏或天然石膏可以改良碱化土壤。其机理主要是用石膏中的钙离子来交换土壤胶体上的可代换性钠离子,使钠离子从土壤胶体中转入土壤溶液,随灌溉水进入地下水或由排水渠排走。

不过,宁夏农林科学院原院长戈敢表示,石膏改良盐碱地的方法由于有一定的工艺要求,成本较高,农业上一般不会大面积施用。

而利用脱硫石膏改良盐碱地的方法,最初是由需求驱动的。“徐旭常院士起初带领我们做,主要是为了解决脱硫石膏的处置问题。”陈昌和说。

脱硫石膏是电厂脱硫后的废弃物,主要成分为硫酸钙,还含有一定量的水分。因不能直接作为建筑材料和水泥缓凝剂,这种石膏常常被直接抛弃,进而占据了大量土地资源。

“与天然石膏不同,脱硫石膏的颗粒只有50微米左右,比表面积很大。”陈昌和说,“把它用于改良碱化土壤见效快,不但能解决每年数千万吨的脱硫废弃物污染,更为重要的是,还能为我国贡献绿色耕地。”

从1995年开始,清华大学与国内外其他单位合作,在国际上率先利用脱硫石膏对我国大面积碱化土壤进行改良。

他们根据土壤的碱化度、pH值,计算出单位面积碱化土壤所需的脱硫石膏的量,再针对选定种植的作物、改良土地所在地区的自然条件,确定脱硫石膏施用的技术及工艺。碱化土壤经改良后,其作物的种植和田间管理与当地的良田一样。

“我们村里的盐碱地,我爷爷的爷爷都没见过长庄稼,现在通过治理长出苗来了,高兴!”当地农民管徐旭常、陈昌和带领的团队叫“魔术师”。

清华大学热能工程系副教授王淑娟告诉记者,目前,这一技术的实施范围已经覆盖黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古等北方有碱化土地的大部分省区,改良规模达17万亩。种植的作物分别是玉米、苜蓿、水稻、向日葵、甜高粱、葡萄和枸杞等以及10种左右的树木。

工业废弃物进入耕地,是否会带来安全隐患?

“脱硫废弃物中重金属和微量元素的含量远低于它们在土壤中的本底值,也没有累积效应。”陈昌和说,经检测,土壤和作物中的重金属和微量元素的含量远低于国家标准的允许值,所以本项技术对土壤和作物都是安全的。

不过,虽然从理论上,脱硫石膏对碱化土壤的改良是一劳永逸的。“但实际可能存在退化周期。”陈昌和表示,根据经验,这一周期会在15年以上。究竟需要隔多少年再施脱硫石膏,以确保改良效果,他们还正在研究。

此外,戈敢指出,脱硫石膏的施用应该有选择性。如果是盐土或以盐土为主的土壤,用脱硫石膏可能还会增加土壤盐分;对于一些喜钙作物,比如枸杞,脱硫石膏作为一种补充肥料,该方法可能对增进作物产量和品质有益。


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