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2005年8月 灌溉排水学报 Journal of Irrigation and Drainage 第24卷第4期 文章编号：1000—646X(2005)04—0005—06 利用SAR和pH分析脱硫石膏改良碱(化) 土壤的机理 石懿 ，杨培岭 ，张建国 ，王金满 ，段剑波 ，项光明。 (1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083； 2．巴盟水利科学研究所，内蒙古巴盟015100；3．清华大学，北京1OOO84) 摘 要：通过对碱土和强碱化2种土壤施加不同数量脱硫石膏进行改良的大田试验研究，探讨了土壤Na 吸附比 以及土壤溶液pH值的变化规律。研究结果表明：经过1年的大田试验后，2种土壤的在(O～15 cm 的 以 及pH值较对照均有了明显的降低，且不同处理的试验效果差异较大。1年的大田试验对15 cm 以下土层的pH值 影响甚微。这说明经过1年的大田试验后，根区活动层范围内的土壤钠碱化度明显降低，土壤理化性质在一定程度 得到了改善。由于供试土壤的渗透性较差，经过Na 一Ca 交换后，O～15 cm土乘代换出的盐分不能全部被淋洗排 出土体，在土体下层附集，这无疑说明了碱土改良是一个较漫长的过程。在改良的初始阶段，强度碱化土壤的改良 效果要优于碱土区的改良效果，这是由土壤原有的碱化程度以及土壤的理化性质决定的。 关键词：碱(化)土壤；脱硫石膏；SAR；pH值 中图分类号：S156 文献标识码：A 相比而言，盐(化)土壤的改良较之碱(化)土壤容易的多，其改良技术也比较完善和成熟。然而碱(化)土 壤因其成因的特殊性，不仅改良难度大，而且技术要求高。目前国内外改良碱(化)土壤采用的主要方法是利 用石膏改良技术。但是天然石膏是重要的建筑材料，建筑市场对石膏的需求量很大。我国与国外在石膏研究、 开发、应用领域的差距较大，主要矛盾是我国石膏价格偏高。近年来，随着科技水平的总体提高，人们在更深 层次上认识到石膏建筑制品的优越性，石膏制品的应用逐年增加，国家产业部门已将石膏列为重点发展的建 材产品 J。这样过高的石膏成本和石膏数量的相对短缺导致了碱(化)土壤的改良停滞不前。 据粗略统计，每年人类的活动排入大气中的硫化物达1．5×10u kg，燃煤固体废气物2．1亿t。大气中的 SOz气体和由其产生的酸雨导致人类健康受损、植物枯萎坏死、水体生物死亡、建筑物破坏等一系列灾害，给 国民经济带来巨大损失[3]。因此，在环保要求日益严格的今天，为有效减少环境污染，很多企业特别是产生 SOz较多的企业，均在寻找有效方法脱除二氧化硫。近年来热煤利用方面引入了烟气脱硫技术以减少SO。气 体排放，湿法脱硫就是其中的一种。该法用石灰乳液吸收尾气中SO。生成Ca(HSO )。，经氧化生成CaSO ，再 经进一步氧化生成以CaSO 2H。O为主要含量的脱硫石膏。 脱硫石膏如能用于改良碱(／g)土壤，不仅防止了脱硫石膏的二次污染，而且可发挥巨大的经济效益。但 用脱硫石膏改造碱(／g)土壤的研究还刚刚起步，已有的研究主要集中在脱硫石膏改良碱化土壤的效果的研 究，而对改良过程的机理分析方面却很；在改良机理和大田应用方面还存在许多亟待解决的问题，如：改良机 理、阳离子代换速率的定量表征与模拟、大田最佳施用模式以及与其相配套的灌溉方式、耕作、栽培、管理技 术等H 。以大田试验为基础，从土壤的Na 吸附比SAR(sodic absorption ratio)以及土壤溶液的pH值这2个 收稿日期： 基金项目： 作者简介： 通讯作者： 2005——Ol——06 国家高技术研究发展计划“863”基金资助项目(2001AA527015) 石懿(1979一)，男，硕士研究生． 杨培岭(1958一)，男，教授，博士生导师，主要从事灌排理论与新技术方面的研究 5 维普资讯 度量碱(化)土壤特征的主要指标变化人手，分析了脱硫石膏改良碱化土壤的机理。 1 材料与方法 试区位于内蒙古河套灌区的乌拉特前旗树林子乡，海拔高程1007~1050 m。试验区地处荒漠平原地带， 年降水量215 mm，主要集中在7～8月份。年蒸发量达2200 mm，蒸降比在10以上。空气干燥度2．39～ 3．39，湿润度0．1～0．3。年平均风速9．6 m／s，全年风沙日47~105 d，属于大陆季风气候嘲。 试验区碱(化)土壤化学性质为碱化程度严重，其特点是pH高， 表1 试验区土壤的容重、饱和含水率表 均在9．0以上；最为突出的是碱化度高，碱(化)土的碱化度均在 深度／ 容重／ 饱和含水率 17 以上。试验区土壤物理性状很差，土体紧实，水力传导性弱，剖面 ? cm (g‘c ) (体积 ／ 土壤根据颜色和质地可分为4层，0～18、18~37、37~89和89～150 cm。各层土壤的容重、饱和含水率见表1。