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城市污泥应用于我国北方沙地生态修复的探讨

北极星环保网来源:环境工程技术学报 王磊等2017/11/22 11:40:32我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:城市污泥 生态修复 沙地修复

北极星环保网讯:我国北方地区土壤退化和沙化严重,如何改良沙地土壤,恢复沙地植被,是当前区域生态保护工作的重点,也是推进区域生态文明建设进程的重要内容之一。针对北方沙地土壤流动性大、有机质浓度低、保水性能差等现状,在综述前人研究成果基础上,得出:城市污泥具有物源充足、有机质浓度高、矿物质养分(N、P、K)等营养物质富集、黏性物质浓度大、有利于促进沙地植物生长等优良特性,可以通过废物循环利用,实施沙地土壤改良,用于沙地植被修复与重建。

 生态修复

但是,由于城市污泥主要来源于工业或生活污水处理厂,其中含有一定量的重金属、有机污染物和病源微生物等有害物质,直接应用可能对沙地生态环境带来潜在的环境风险。因此,必须采取污染物源头控制、生物堆肥发酵、固化/稳定化预处理等措施,制订相应的应用技术规范以及严格施用范围和施用量,并实施长期的跟踪监测与风险评价,才能确保城市污泥在沙地生态修复中的有效性。

关键词北方沙地;城市污泥;生态修复;风险防控

20世纪60年代以来,受人类活动和气候变化的影响,我国北方地区草原和绿洲出现大面积的退化和沙化,并引起沙暴频发等一系列生态环境问题,对我国北方生态安全和社会经济可持续发展构成严重威胁。沙漠化是我国北方草原区存在的突出环境问题之一,为有效遏制风沙危害和保护沙地生态环境,通过以植被重建为主要措施的生态恢复与重建工程,可有效缓解区域沙漠化,促进沙地生态恢复。

在沙地生态修复过程中,改良沙地土壤发挥着至关重要的作用。影响修复效果的关键因素之一是增加土壤肥力和土壤持水力,而城市污泥作为污水生物处理过程中产生的副产物,是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体,含有丰富的N、P、K、有机质和植物生长所需要的其他微量元素,无害化处理的污泥能改善土壤理化性质,提高土壤持水力和肥力,增加土壤微生物多样性等,是很好的土壤改良剂。

但城市污泥中含有重金属、有机污染物及病原菌等有害物质,直接用于退化沙地生态修复可能具有一定的生态环境风险。笔者将对城市污泥用于沙地生态修复的必要性和可行性进行探讨,分析当前城市污泥用于沙地生态修复过程中存在的问题,并提出相应解决对策,以期能降低城市污泥生态修复的环境风险,并有效提升城市污泥的资源化利用率。

1沙地生态修复技术现状及限制因素

1.1修复技术现状

土地荒漠化和沙化问题仍是目前我国最为严重的生态问题,是实施区域生态恢复的重点和难点。第五次全国荒漠化和沙化监测结果表明,中国荒漠化土地面积为261.2×104km2,约占我国土地面积的27.2%,全国因风蚀沙化每年损失土壤有机质、氮素和磷素高达5590万t。

北方沙地又是我国沙漠化最为严重的地区,沙地生态环境破坏严重,其土壤改良和植被恢复十分迫切。为防止沙地面积进一步扩大,当前采取的修复技术包括植物修复技术、微生物修复技术、设置沙柳沙障、功能高分子材料组装技术、节水灌溉技术等。

经过多年生态修复实践研究发现,这些技术针对不同沙地区域特征解决了一系列问题,对几种常见的沙地修复技术的内涵、适宜利用区域及在我国某些地区影响效果进行了分析对比,结果见表1。

表1沙地修复技术及其应用

 生态修复生态修复

1.2关键限制因素及存在问题

我国沙地区域面积大,不同区域特征差异明显,限制沙地修复的主要因素包括:土壤结构破坏,保水保肥能力差;土壤极度贫瘠,养分(N、P、K)和有机质浓度低,碳氮比不平衡;干旱少雨或雨水太集中,影响植被的生长;风沙大,已经恢复的植被容易被流沙掩埋。除了自然条件限制因素外,目前修复技术也存在一些问题:

1)植物修复技术依靠种植植物来改善土壤条件,但是植物成活率低,后期养护成本高;

延伸阅读:

复合淋洗剂柱淋洗法修复工业废弃地铬污染土壤

化学淋洗修复重金属污染土壤研究进展

污染土壤生物修复的共代谢机制研究进展

污染土壤修复技术研究现状及趋势

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