脫硫廢棄物改良堿化土壤可增億畝耕地

　　城市化的快速推進、經濟的迅猛發展，帶來對土地的強勁需求，中國18億畝耕地紅線岌岌可危。與此同時，我國北方干旱和半干旱地分布著數以億畝計的鹽堿土地，存在巨大開發潛力。清華大學一項研究表明，利用燃煤煙氣脫硫廢棄物改良堿化土壤，可以最終實現為國家增加一億畝耕地的目標，同時解決每年數以千萬噸計的脫硫廢棄物二次污染問題，在不另外增加任何投資的情況下為國家每年增加數以百萬噸計的碳匯。

　　記者近日在中國工程院和清華大學共同舉辦的“能源與環境的協調生態建設――以及堿化土壤改良和荒漠化治理研討會”上了解到，清華大學燃煤煙氣脫硫廢棄物改良堿化土壤項目經過十幾年的基礎研究和田間實踐，目前改良面積已達到12萬畝，實施范圍覆蓋黑龍江、遼寧、吉林、內蒙古、天津、寧夏、甘肅、青海、新疆、山西等我國北方有堿化土地的大部分省區，當年施用、當年見效，在長年荒蕪甚至寸草不生的堿化土地上，作物能夠正常出苗、生長。理論研究和土壤作物測試結果都證明，采用此技術，土壤、作物的秸稈和果實中的重金屬及其他微量、痕量元素的含量都低于它們原來的本底值，也都低于國家標準允許的含量。

　　在我國的能源構成中，煤一直占據主要地位，致使二氧化硫排放總量世界第一，1/3的國土面積酸雨污染嚴重。為改變這種狀況，國家主管部門要求燃煤裝置要加裝煙氣脫硫設備，現行煙氣脫硫技術中，應用最廣、費用較低的是石灰石―石膏法，脫硫后的廢棄物為脫硫石膏，主要成分為硫酸鈣（85%～90%）及一定量的水分（10%～15%）。據該項目學術指導、中國工程院院士徐旭常介紹，這些廢棄物僅少量用來制造建筑用石膏板和做水泥添加劑，其余大量堆放在荒地或山谷。脫硫石膏逐年堆積，越來越多。如不妥善處置，既占用寶貴的土地資源，又可能造成二次環境污染。上世紀90年代，日本東京大學定方正毅、松本聰等教授建議和中國合作嘗試把脫硫石膏用于改良堿化土地。

　　徐旭常介紹，從1995年開始清華大學熱能工程系、日本東京大學和國內有關單位合作，在實驗室和大田中試驗改良堿化地，并研究重金屬對土地和作物的影響。改良的土壤幾乎涵蓋了我國所有的堿化土壤類型。1996年開始，清華大學和內蒙古農業大學、寧夏大學等單位合作，對我國北方大面積的堿化土壤施用脫硫石膏，進行不同規模的改良試驗。2000年開始，清華大學與廣東省生態環境與土壤研究所合作，對我國南方大面積的酸性土壤（紅壤）進行了改良試驗。脫硫石膏對堿化土壤的改良機理是石膏中鈣離子交換土壤中的可代換性鈉離子，理論上是一勞永逸的，實際應用中可在15年以后再施用一次；對酸性土壤的改良也能在較長周期內維持效果；不會累積增加土壤中的鹽分。按2010年裝有煙氣脫硫的燃煤發電機組達4.6億千瓦計算，有煙氣脫硫廢棄物（脫硫石膏）2660萬噸/年，則若干年內可使一億多畝堿化土壤改造為豐產耕地。對于地處偏遠、改良后不宜種植糧食作物的堿化土地還可以種植能源植物，解決生物質能源的原料來源。改良后的土壤及其所種林木也可捕捉和儲存溫室氣體二氧化碳。

　　該項目負責人、清華大學鹽堿地區生態修復與固碳研究中心教授陳昌和介紹，十多年來，他們和當地農學家合作，不僅系統、深入、全面地研究了燃煤煙氣脫硫廢棄物改良堿化土壤的機理、影響因素，以及脫硫廢棄物中重金屬等痕量有害元素對土壤和作物的影響，還通過千畝量級的大田試驗與示范和萬畝級的推廣應用，初步形成了燃煤煙氣脫硫廢棄物改良堿化土壤的理論和一整套改良堿化土壤的技術和工藝，包括脫硫廢棄物的施用量、施用技術，用水量、灌溉技術，作物篩選和種植技術等。堿化土地用此法改良的用水量，僅為用傳統灌排法改造的用水量的1/3左右；脫硫廢棄物中重金屬含量遠低于它們在土壤中的本底值，也沒有累積效應；改良后的土壤和作物的秸稈和果實中的重金屬含量遠低于國家標準的允許值，這項技術對土壤和作物及人體都是安全的；當年施用，當年見效，第二、三年的效果更好，而且土壤的堿化程度愈高，效果愈加明顯。

　　據悉，清華大學和有關的參加人員已經向中國、美國等國家申請了發明ZL，并已獲得中國國家知識產權局的發明ZL授權。