CN103749022B - 利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法，步骤如下：（1）将拟改良的滩涂围垦盐碱地翻耕，翻耕深度不小于50cm；（2）在翻耕围垦盐碱地周边开挖排水沟并设置排水闸门或排水设施；（3）将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的滩涂围垦盐碱地，烟气脱硫石膏的混入比例为60‑100吨/公顷；（4）降雨后排出由排水沟收集的雨水。与现有滩涂盐碱地改良技术相比较，本发明充分利用降雨加速自然的脱盐过程，可改变围垦滩涂土壤的化学和物理特性，促进滩涂植被的多样性和演替，加速土壤脱盐过程，效果明显。

Description

利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法

技术领域

本发明涉及一种改良滩涂围垦盐碱地的方法，尤其是利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法。

技术背景

滩涂盐碱地是滨海区域发展的重要土地资源，开发滩涂对我国沿海岸地区增加土地面积、实现可持续发展，有十分重要的战略意义。我国海岸带滨海盐土面积为193.97万ha，占海岸带土壤总面积的17.17%，由于大多数滩涂系滨海冲积平原，土壤含盐量高，地下水矿化度高且埋深浅，土壤盐渍害严重，20世纪末我国滩涂开发面积尚不足全部面积的一半，而未来50仍然有可能再造10000～15000km²土地的生存空间。依靠自然降水淋洗和植物演替脱盐的速度很慢，即便是在雨水充沛的长三角地区，围垦的滨海盐土至少要经过十多年的自然淋洗和植物演替才能发育成为轻度盐渍化土。

很久以来，石膏就用于农业的增加收成和改良土壤。近年来，由电厂烟气脱硫而产生的更为优质的烟气脱硫石膏（CaSO₄·2H₂O）被广泛应用于建材（石膏板、涂料、水泥缓凝剂等）、农业土壤改良和矿山复垦，已经不再是需要循环利用的废弃物。对于农业土壤而言，石膏除了能起到改善团粒结构，增加土壤透水性，削为植物提供Ca、S等养份，以及显著提高作物产量等功能之外，最重要的作用是为土壤提供了大量的C_a ²⁺，能够有效地置换盐碱土中可交换的Na⁺，降低土壤的碱化度（ESP）。

土壤胶体粒长期与盐碱土中的Na₂CO₃、NaHCO₃、NaC1等接触,成为含Na⁺胶体粒子。含Na⁺胶体粒子在土壤中水化度较大,有较好的分散性,能散布在土壤颗粒之间的细缝中,形成致密、不透水的板结土层。不易透水的含Na⁺板结土层中掺入石膏后，因C_a ²⁺比N_a ⁺对土壤中胶体粒的吸附能力强，原已吸附的Na⁺会和土壤溶液中的Ca²⁺发生离子交换。而含Ca²⁺胶体微粒的外层不吸附水分子,胶体微粒自己能互相靠近而聚团，土壤就不会板结。水分子渗入微粒之间时会使微粒团膨胀，然后在干燥过程中使土层龟裂。这过程反复进行后，土壤就形成团粒结构，从而有利于农作物根系生长和吸收水分、养分，同时Na⁺被置换下来后形成的Na₂SO₄可随水移动排除出土壤，进而降低碱化土壤的pH。

烟气脱硫石膏能够强化围垦滩涂钙的交换容量，增加了盐分的渗透性，进而促进了滩涂植物的多样性和演替。安全使用烟气脱硫石膏可望大规模地有效改善河口围垦滩涂的盐碱土壤。

发明内容

本发明的目的在于提供利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法，加速滩涂围垦盐碱地的脱盐速度，改善滩涂围垦土壤质量，确保滩涂土地的可持续利用。

本发明的技术方案为：

一种利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法，其特征是，步骤如下：

（1）将拟改良的滩涂围垦盐碱地翻耕，翻耕深度不小于50cm；

（2）在翻耕围垦盐碱地周边开挖排水沟并设置排水闸门或排水设施；深度视地下水潜水面位置或土壤含水率而定（一般大于1m），宽度视具体情况而定；

（3）将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的滩涂围垦盐碱地，烟气脱硫石膏的混入比例为60-100吨/公顷；

（4）降雨后排出由排水沟收集的雨水。

步骤（2）中所述排水设施由清洁能源驱动。

步骤（3）中所述烟气脱硫石膏为燃煤电厂或其他工业行业的烟气脱硫副产品。

步骤（3）中：对于含盐量小于10g/kg的滩涂盐碱地，烟气脱硫石膏混入量按滩涂围垦盐碱地单位面积的施用量计：60-80吨/公顷。

步骤（3）中：对于含盐量大于10g/kg的滩涂盐碱地，烟气脱硫石膏混入量按滩涂围垦盐碱地单位面积的施用量计：80-100吨/公顷。

步骤（4）结束后适当施加其它农业肥料，可以种植非盐生植物。

与现有滩涂盐碱地改良技术相比较，利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐技术有如下的显著优点：

（1）采用烟气脱硫石膏（FGD Gypsum）作为滩涂土壤的改良剂，可以通过钙（Ca²⁺）钠（Na⁺）离子的交换，充分利用降雨加速自然的脱盐过程；

（2）两年的现场示范工程表明，烟气脱硫石膏可以改变围垦滩涂土壤的化学和物理特性，促进滩涂植被的多样性和演替，加速土壤脱盐过程；

（3）施用烟气脱硫石膏脱盐具有低的生态风险，这不仅因为烟气脱硫石膏具有低的重金属含量，更多的营养物质钙和硫酸根；而且只要施用一次，就可以获得明显的脱盐效果。

具体实施方式

实施例1：

本实施例为某河口海堤外滩涂地，使用附近某大型燃煤电厂的烟气脱硫石膏，示范工程面积为1公顷，扦插种植杞柳、垂柳和竹柳。

具体操作包括以下步骤：

1）将拟改良的滩涂围垦盐碱地翻耕，翻耕深度不小于50cm；

2）在翻耕围垦盐碱地周边开挖排水沟，深度1m（潜水面位于地面以下0.5m处），宽度2m，并设置排水闸门；

3）将燃煤电厂烟气脱硫副产品—烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的滩涂围垦盐碱地，烟气脱硫石膏的混入比例为80-100吨/公顷；

4）混入烟气脱硫石膏一周后，扦插种植杞柳、垂柳和竹柳；

5）降雨后排出由排水沟收集的雨水。

在上述滩涂围垦盐碱地的改良过程中，只需一次添加烟气脱硫石膏。日常管理为落潮时及时开闸排除累积的雨水；涨潮时关闭闸门，以防海水倒灌。

通过本发明的实施，相比较不添加烟气脱硫石膏的对照样地，添加烟气脱硫石膏的围垦盐碱地的碱度（ESP）下降60%，土壤其他物理指标均有明显改善，非盐生的柳树群落取代原盐生植被互花米草，加速了围垦滩涂的植被演替，同时有效阻止了互花米草的入侵。

实施例2：

本实施例为某河口海堤内滩涂地，使用附近某大型燃煤电厂的烟气脱硫石膏，示范工程面积为1公顷，种植若干观赏性乔木。具体操作包括以下步骤：

1）将拟改良的滩涂围垦盐碱地翻耕，翻耕深度不小于50cm；

2）在翻耕围垦盐碱地周边开挖排水沟，深度1m（潜水面位于地面以下0.5m-1.0m处），宽度0.5m，并设置风力提水设施，排出示范区累积的雨水；

3）将燃煤电厂烟气脱硫副产品—烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的滩涂围垦盐碱地，烟气脱硫石膏的混入比例为60-80吨/公顷；

4）混入烟气脱硫石膏一周后，种植乔木；

5）降雨后排出由排水沟收集的雨水。

在上述滩涂围垦盐碱地的改良过程中，只需一次添加烟气脱硫石膏。降雨后，开启风力提水设施，排除水沟中累积的雨水。

通过本发明的实施，相比较不添加烟气脱硫石膏的对照样地，添加烟气脱硫石膏的围垦盐碱地的碱度（ESP）下降80%，土壤其他物理指标均有明显改善，非盐生草本植物取代了盐生草本植物，乔木的成活率为70-80%，加速了围垦滩涂的植被演替。

通过实施例1和实施例2可以得到：采用利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐技术，可以显著降低滩涂围垦盐碱地土壤的碱度（ESP）和其它理化指标，还能有效改变滩涂围垦盐碱地的植被群落结构，加速了盐碱地的演替过程。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用烟气脱硫石膏加速滩涂围垦盐碱地脱盐的方法，其特征是，步骤如下：

(1)将拟改良的滩涂围垦盐碱地翻耕，翻耕深度不小于50cm；

(2)在翻耕围垦盐碱地周边开挖排水沟并设置排水闸门或排水设施；

(3)将烟气脱硫石膏均匀混入翻耕的滩涂围垦盐碱地，烟气脱硫石膏的混入比例为60-100吨/公顷；

(4)降雨后排出由排水沟收集的雨水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤(2)中所述排水设施由清洁能源驱动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤(3)中所述烟气脱硫石膏为燃煤电厂或其他工业行业的烟气脱硫副产品。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤(3)中：对于含盐量小于10g/kg的滩涂盐碱地，烟气脱硫石膏混入量按滩涂围垦盐碱地单位面积的施用量计：60-80吨/公顷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤(3)中：对于含盐量大于10g/kg的滩涂盐碱地，烟气脱硫石膏混入量按滩涂围垦盐碱地单位面积的施用量计：80-100吨/公顷。