CN1654595A - 一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法，涉及一种利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良的方法。该改良方法首先对土样进行采样，通过化验，计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3) 2、±)Na和±)Mg的量；根据公式，计算出改良所需的CaSO4的摩尔量；再根据燃煤脱硫产物的成分，计算得到脱硫产物的需要量。然后将脱硫产物按图斑馓施地表，进行灌溉，并且采用和正常土地相同的田间管理措施。本发明和现有技术相比，具有改良速度快、效果好的优点。能够显著改善土壤特性，增加作物产量，具有良好的经济、社会和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤改良工艺，尤其涉及一种利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良的方法，属于土壤改良技术领域。
背景技术
燃煤脱硫产物的主要成份为石膏(CaSO4·2H2O)或其与亚硫酸钙的混合物，还有一定量的粉煤灰渣。其中硫酸钙(石膏)为普通的建筑材料，而亚硫酸钙则为废弃物，且由于其不稳定，极易对环境造成二次污染。实际上，由于我国是一个富产石膏的国家，以及脱硫后生成的石膏含有大量的水分和灰渣等杂质，不能直接作为建筑材料使用，必须经过进一步的净化及脱水处理才能使用。因此，失去了它在市场上的竞争力，因而它通常也是被作为废物丢弃的。目前，电厂处理脱硫产物的方法主要是土地填埋、贮灰池存储。而每处置1万吨脱硫副产物，火电厂需要征地200m2，灰场运行费投入2～8万元，运灰费2～5万元。因此，无论从环境保护还是经济方面的考虑，对燃煤脱硫产物进行有效的利用，都是值得研究的课题。
目前治理盐碱地的措施一般有水利改良措施(灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等)、农业改良措施(平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等)、生物改良措施(种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等)和化学改良措施(施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等)四个方面。前人利用石膏改良土壤时，计算石膏施用量主要考虑交换性钠减去碱化度的5％或10％所求出的交换性钠的差值，作为石膏施用量的依据，对于Na2CO3、NaHCO3，数量多时就计入石膏施用量，少则忽略，没有考虑将交换性镁也计入计算之中，这样得到的石膏施用量就要少于实际改良所需要的量，影响到改良的效果。
发明内容
本发明一方面使燃煤脱硫产物得到经济有效的利用，变废为宝，另一方面提供一种改良速度快，效果好，用水量少，经济性好，具有良好的应用前景的碱性土壤改良方法。
本发明的技术方案如下：一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法，该方法包括如下步骤：
1)对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为1∶1进行水土混合；取提取液，化验其中的CO3 2-、HCO3 -、SO4 2-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子的含量；并用斯木卡法，测定其中交换性阳离子K、Na、Ca、Mg的含量，从而计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2、±)Na和±)Mg的量；
2).利用公式1/2±)Na+±)Mg+Mg(HCO3)2+Na2CO3+1/2NaHCO3，计算出待改良土壤所需要的CaSO4的摩尔量；
3).根据步骤2)所得到的CaSO4摩尔量以及脱硫产物量所含CaSO4·2H2O的多少，计算得到待改良土壤所需的脱硫产物量：
碱化度为10～20％轻度碱化土壤1200～1500公斤/亩；
碱化度20～30％的中度碱化土为1500-2000公斤/亩；
碱化度＞30％的重度碱化土壤为2000-5000公斤/亩；
4)将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植，第二年开始种植；施入时用旋耕犁翻耕混合，翻耕深度为20～40cm，使脱硫产物与土壤充分混合；
5)脱硫产物施入以后进行灌溉，之后和正常土地一样进行田间管理和农业生产。
上述步骤5)中所述的脱硫产物施入以后进行灌溉，其灌溉水量控制在100～200立方/亩。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明利用燃煤脱硫产物对碱性土壤进行改良，变废为宝，具有良好的社会和经济效益。在计算石膏施用量中，考虑了Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2，交换性钠和交换性镁的量，因而改良速度快，效果明显。从对土壤特性的影响来看，脱硫产物能中和土壤碱性，降低土壤pH值和土壤碱化度，降低土壤容重，改善土壤水分物理性状，增加土壤团粒结构，并提供了大量的Ca、S营养。从改良的结果看，处理区比对照区出苗率提高10％-75％，生物产量提高48.8％-932％，籽粒产量平均提高48.8％-79.1％，总体上土壤碱化程度越高，改良效果越明显。从经济效益方面来看，对于中度碱化区，改良后的净收益是改良前的4.6倍；对于重度碱化区，改良前的净收益为负值，而改良后的净收益可以达到每亩470元以上。
具体实施方式
首先对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为1∶1进行水土混合；取提取液，化验八大离子，即CO3 2-、HCO3 -、SO4 2-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子含量，在用斯木卡法，测定交换性阳离子K、Na、Ca、Mg的含量，从而计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2，交换性钠和交换性镁的量；利用公式1/2±)Na+±)Mg+Mg(HCO3)2+Na2CO3+1/2NaHCO3，计算出待改良土壤所需要的CaSO4的摩尔量；主要化学反应方程式如下：
由于一般燃煤烟气脱硫工艺得到的脱硫产物所含CaSO4·2H2O的量约占脱硫产物总重量的75％以上，根据所得到的CaSO4的摩尔量(CaSO4施用量)，可以计算得到所需的脱硫产物量。本发明确定的脱硫产物施用量为：轻度碱化土壤(碱化度10-20％)为1200-1500公斤/亩；中度碱化土壤(碱化度20～30％)为1500-2000公斤/亩；重度碱化土壤(碱化度＞30％)为2000-5000公斤/亩。将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年就可以种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植。用旋耕犁翻耕混合，翻耕深度为20～40cm，使脱硫产物与土壤充分混合，脱硫产物施入以后进行灌溉，灌溉水量控制在150方/亩，以溶解改良剂，使其与土壤作用。之后采取和其它正常土壤一样的田间管理措施，进行农业生产。从第二年开始，不必再进行改良，可继续进行正常的农业生产，改良效果在10年以上。
实施例1：
轻度碱化土壤：对于碱化度为10％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为1212公斤/亩，翻耕深度为20cm，灌溉水量控制在150立方/亩，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为584公斤/亩，比对照区提高60.4％。对于减化度为17％，采用上述方法，脱硫产物施用量为1500公斤/亩，翻耕深度为20cm，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。出苗率为100％，籽粒产量为621公斤/亩，比对照区提高70％。
实施例2：
中度碱化土壤：对于减化度为20％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为1560公斤/亩，翻耕深度为20cm，灌溉水量控制在200立方/亩，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为748公斤/亩，比对照区提高67％。对于碱化度为28％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为2067公斤/亩，翻耕深度为20cm，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为100％，籽粒产量为848公斤/亩，比对照区提高90％。
实施例3：
重度碱化土壤：对于碱化度约为32％的土壤，采用上述方法，脱硫产物施用量为2230公斤/亩，翻耕深度20cm，灌溉水量控制在100立方/亩，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为93％，籽粒产量为751公斤/亩，而对照区的籽粒产量仅为41.4公斤/亩。对于减化度为79％的土壤，脱硫产物施用量为4708公斤/亩，翻耕深度为40cm，2003年种植作物为粮食玉米，品种为哲单7号，播种量为1.75公斤/亩，播种日期为5月1日-3日。当年出苗率为88％，籽粒产量为492公斤/亩，而对照区的籽粒产量仅为41.4公斤/亩。
Claims (2)
1.一种利用燃煤脱硫产物改良碱性土壤的方法，该方法包括如下步骤：
1)对待改良土壤进行采样，经阴干，过筛，然后按重量比为1∶1进行水土混合；取提取液，化验其中的CO3 2-、HCO3 -、SO4 2-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子的含量；并用斯木卡法，测定其中交换性阳离子K、Na、Ca、Mg的含量，从而计算出Na2CO3、NaHCO3、Mg(HCO3)2、±)Na和±)Mg的量；
2).利用公式1/2±)Na+±)Mg+Mg(HCO3)2+Na2CO3+1/2NaHCO3，计算出待改良土壤所需要的CaSO4的摩尔量；
3).根据步骤2)所得到的CaSO4摩尔量以及脱硫产物量所含CaSO4·2H2O的多少，计算得到待改良土壤所需的脱硫产物量：
碱化度为10～20％轻度碱化土壤1200～1500公斤/亩；
碱化度20～30％的中度碱化土为1500-2000公斤/亩；
碱化度＞30％的重度碱化土壤为2000-5000公斤/亩；
4)将脱硫产物按图斑撒施地表，对于轻度和中度碱化土壤，在春天施入，当年种植作物；对于重度碱化土壤，在夏季施入，当年不进行种植，第二年开始种植；施入时用翻耕土地，翻耕深度为20～40cm，使脱硫产物与土壤充分混合；
5)脱硫产物施入以后进行灌溉，之后和正常土地一样进行田间管理和农业生产。
2.按照权利要求1所述的改良碱性土壤的方法，其特征在于：步骤5)中所述的脱硫产物施入以后进行灌溉，其灌溉水量控制在100～200立方/亩。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |