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贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 摘要 本论文采用盆栽试验、贮灰场小区试验、室内分析、人工模拟降雨等方法研究了 不同配比的改良粉煤灰基质对草坪草种植的影响，并对不同试验处理下的环境影响进 行了评价，分析了粉煤灰在草坪草生产中应用的可行性；并在粉煤灰的改性措旋及其 技术与指标等方面开展了系统研究，有针对性地提出了贵阳电厂和安顺电厂贮灰场粉 煤灰直接作为植草基质的改良方案，得出如下主要结论： l 、粉煤灰添加垃圾堆肥、磷石膏等改良剂和高吸水树脂作为草坪栽培基质，对促 进单播多年生黑麦草的生长和提高草坪质量有明显作用，多年生黑麦草在4 7 5 粉煤灰 + 4 7 5 垃圾堆肥+ 5 磷石膏+ 高吸水树脂改良基质、4 7 5 粉煤灰+ 4 7 5 垃圾堆肥+ 5 磷石膏改良基质、5 0 粉煤灰+ 5 0 垃圾堆肥改良基质的综合评分均达到实际建坪要 求，表明改良的粉煤灰作为草坪栽培基质，在多年生黑麦草生产中的应用具有一定的 可行性。 2 、添加1 0 磷矿渣和1 0 磷石膏的改良粉煤灰基质和纯粉煤灰基质的狗牙根、杂 三叶、高羊茅和多年生黑麦草等四种草种混播效果均比其中两种或三种草种混播好； 同时，五个混播草种配比组合草坪草在改良的粉煤灰基质上的长势和草坪质量明显优 于纯粉煤灰基质；草坪综合质量评定得出，改良的粉煤灰基质种植2 8 3 狗牙根、2 8 3 杂三叶、2 8 3 高羊茅、1 5 多年生黑麦草和3 0 狗牙根、2 0 杂三叶、4 0 高羊茅、1 0 多年生黑麦草的混播草坪草是可行的。 3 、对改良的粉煤灰基质的主要化学性质进行测定并结合盆栽试验结论分析得出， 影响草坪草生长的主要问题是养分含量欠缺、p h 值偏高以及颗粒组成欠合理等问题。 4 、通过分析测定得出贵阳和安顺两地粉煤灰改性的相关技术和配方，在贮灰场 粉煤灰中添加磷石膏、磷矿渣和炉渣以降低p h 值和改良质地，重量比为磷石膏：贵阳 电厂贮灰场粉煤灰：磷矿渣= 1 ：1 ：8 和磷石膏：安顺电厂贮灰场粉煤灰：炉渣= 2 ：5 ：3 。通 过降雨淋溶模拟实验得出，贮灰场粉煤灰植生基质的淋滤液中p h 值、重金属c u 、p b 、 z n 、c d 含量均达到我国地表水i 类水环境质量标准( g b3 8 3 8 2 0 0 2 ) 。 5 、在贮灰场粉煤灰植生基质上种植狗牙根、杂三叶、多年生黑麦草、高羊茅的比 例为3 0 ：2 0 ：1 0 ：4 0 的混播草坪的成坪速度快、草坪质量高、综合评分均达到实际 建坪的要求，表明在贮灰场粉煤灰上种植混播草坪草是可行性。 贵j 州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 6 、人工模拟降雨实验得出：改良的粉煤灰基质种草比纯粉煤灰基质种草的粉煤灰 侵蚀量显著减少j 减少量为2 3 7 , - - - , 1 3 7 3 9 0 0 6 6 m 2 ；纯粉煤灰基质种草比未种草的粉煤 灰侵蚀量也显著减少，减少量为1 1 8 , - - , 7 8 6 9 0 0 6 6 m 2 ；同时，粉煤灰的侵蚀量随坡度 的降低而显著减少。 关键词：粉煤灰；贮灰场；改良基质；磷石膏；磷矿渣；炉渣；混播草坪草 2 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉燥灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 a b s t r a c t t h i sa r t i c l es y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c h e dt h eg r o w i n gc o n d i t i o na n de f f e c ti n d e xo fl a w n g r a s si nt h ea m e l i o r a t i v ec o a la s hg r o u n d m a s s ，t h ea m e l i o r a t i o na n da p p l i c a t i o no fc o a la s h 舒o t m d m a s si na s h e r ya n dt h es e l e c t i o no fm i x e dt u r f g r a s ss p e c i e sa n dt h ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n tb e n e f i ta s s e s s m e n tb yp o te x p e r i m e n t ，a s h e r yp l o te x p e r i m e n t ，l a ba n a l y s e sa n d s i m u l a t e da r t i f i c i a lr a i ne x p e r i m e n t t h ef o l l o w i n gw e r et h em a i nc o n c l u s i o n s ： 1 t h ea m e l i o r a t i v ec o a la s hg r o u n d m a s sc o u l da c c e l e r a t et h eg r o w i n go fp e r e n n i a l r y e g r a s sa n di m p r o v et h eq u a l i t yo fl a w n ，o fw h i c ht h ee f f e c to fa d d i n gw a s t ec o m p o s t ， p h o s p h o g y p s u ms l a g a n dl o e s sp l a t e a ua r e a sw e r et h em o s tr e m a r k a b l e ，f o l l o w e db y i n c r e a s i n gw a s t ec o m p o s t ，a n di n c r e a s i n gp h o s p h o g y p s u ms l a gw a so f as o r t m e a n w h i l e ，t h e a m e l i o r a t i v eg r o u n d m a s sa d d e dw i t hl o e s sp l a t e a ua r e a sh a da l la c c e l e r a t e de f f e c to nt h e g r o w i n go fp e r e n n i a lr y e g r a s s 2 t h el a w nn a t u r ea n dc o m p l e xg r a d eo ff o u rg r a s s e sm i x e dc o m b i n a t i o n ，w h i c hw e r e b e r m u d a g r a s s ，a l s i k ec l o v e r ，t a l lf e s c u e ，p e r e n n i a lr y e g r a s sw e r ep r i o rt ot w om i x e do rt h r e e m i x e do ft h ef o u ri np u r ec o a la s hg r o u n d m a s sa n da m e l i o r a t i v eg r o u n d m a s sc o n t a i n i n g8 0 c o a la s hi n g u i y a n g sp o w e rs t a t i o n ，l0 p h o s p h a t es l a g a n d10 p h o s p h a t es l a g m e a n w h i l e ，t h eg r o w i n gc o n d i t i o na n dq u a l i 够o ff i v em i x e dd a w ng r a s s e si na m e l i o r a t i v e g r o u n d m a s sw a sp r i o rt oi np u r ec o a la s hg r o u n d m a s s ，t h ec o n c l u s i o n st h r o u g ht h et o t a l q u a l i t ye s t i m a t ew e r e2 8 3 b e r m u d a g r a s s ，2 8 3 a l s i k ec l o v e r ，2 8 - 3 t a l lf e s c u ea n d15 p e r e n n i a lr y e g r a s sa n d3 0 b e r m u d a g r a s s ，2 0 a l s i k ec l o v e r ，4 0 t a l lr e s c u e ，1 0 p e r e n n i a lr y e g r a s sp l a n t e d i na m e l i o r a t i v eg r o u n d m a s s ，t h em i x e dl a w no fw h i c hw a s f e a s i b l e 3 c o a la s hd i r e c t l yr e g a r d e da sg r o u n d m a s sc o u l da f f e c tt h ed a w ng r o w i n gi n d e x ，w h i c h w e r el o w e ra v a i l i b l en u t r i e n t , h i g hp ha n db a dt e x t u r ea n ds oo r lb ya n a l y z i n gt h ec h e m i c a l c h a r a c t e ro fa m e l i o r a t i v ec o a ld a s hg r o u n d m a s sa n dc o m b i n i n gt h ec o n c l u s i o n so fp o t e x p e r i m e n t s 4 a d d i n gl a r g ep h o s p h o g y p s u m ，p h o s p h a t es l a ga n ds l a g t od e c r e a s et h ep ha n d a m e l i o r a t et e x t u r eo fc o a la s hi na s h e r y ，a n dt h e0 v e i g h tp r o p o r t i o no fp h o s p h o g y p s u m ， 3 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 c o a la s hi n g u i y a n g sp o w e r s t a t i o n a s h e r y a n dp h o s p h a t es l a gw a s1 ：l ：8a n d p h o s p h o g y p s u m ，c o a la s hi na n s h u n sp o w e rs t a t i o na s h e r ya n ds l a gb e i n g2 ：5 ：3 a n dt h e y c o u l da l s oi n c r e a s et h ec o n t e n t so fr a p i d l ya v a i l a b l ep h o s p h o r t l s t h ec o n c l u s i o n so ft h e s i m u l a t e dr a i n f a l le l u v i a t i o ne x p e r i m e n tw e r ea sf o l l o w ：t h ep ha n dt h eh e 氨7m e t a lc u , p b ， z n ，c do fs o a k i n gw a t e ro fa m e l i o r a t i v ec o a ld a s hg r o u n d m a s si ng u i y a n g sp o w e rs t a t i o n a s h e r ya n da n s h u n sp o w e rs t a t i o na s h e r y r e a c h e dt h es u r f a c ew a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t y s t a n d a r dt h r o u g hg b38 38 2 0 0 2 5 t h ec o n c l u s i o n so fm i x e ds e e d i n gt u r fe x p e r i m e n ta n dp l o te x p e r i m e n ti na s h e r yw e r e a sf o l l o w ：i no r d e rt os h o r t e nt h eg r o w i n go fl a w na n di n p r o v et h eq u a l i t yo fl a w n ，t h e p e r f e c tm i x e dt u r f 驴a s ss p e c i e so fb e r m u d a g r a s s ，a l s i k ec l o v e r ，p e r e n n i a lr y e g r a s sa n d t a l l r e s c u eg r a s sw a s3 0 ：2 0 ：l0 ：4 0 6 f r o mt h es i m u l a t e da r t i f i c i a lr a i ne x p e r i m e n t ，w ec o u l dc o n c l u d et h ee r o s i o nq u a n t i t y o fp l a n t i n gg r a s si na m e l i o r a t i v ec o a la s hg r o u n d m a s so b s e r v a b l yd e c r e a s e dc o m p a r e dw i t h i np u r ec o a la s hg r o u n d m a s s t h ee r o s i o nq u a n t i t yo fp l a n t i n gg r a s si np u r ec o a la s h g r o u n d m a s sa l s oo b s e r v a b l yd e c r e a s e dc o m p a r e dw i t hn o tp l a n t i n gg r a s s m e a n w h i l e ，t h e e r o s i o nq u a n t i t yo fc o a la s hd e c r e a s e da c c o m p a n yt ot h er e g r e s s i o no fa n g l ea tt h es a m e c o v e r e dc o n d i t i o no fl a w ng r a s s k e yw o r d s ：c o a la s h ；a s h e r y ；a m e l i o r a t i v eg r o u n d m a s s ；p h o s p h o g y p s u m ；p h o s p h a t e s l a g ；s l a g ；m i x e ds e e d i n gt u r f g r a s s 4 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 原刨性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：孥靠拯 日 期： 21q 星生兰旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：颦凇导师签名：3 如江日期：至q q 星生旦 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 第一章前言 随着我国经济的迅速发展，火力发电在今后相当长时期内仍然是电力工业发展的 主流。“西电东送”工程的建设，使贵州成为西部地区主要的能源基地之一，火力发 电成为贵州的支柱能源产业，粉媒灰的产生量必会随之快速增多。由于受技术水平的 限制，目前粉煤灰的利用率较低，大量粉煤灰不得不露天堆放于贮灰场，不仅占用大 量的良田沃土，而且由于粉煤灰特殊的理化性质，干燥时，风吹扬灰；下雨时，雨淋 成河，给贮灰场周围生态环境造成很大的影响。 1 1 粉煤灰的概况 1 - 1 1 粉煤灰的概念及其理化性质 1 1 1 1 粉煤灰的概念 粉煤灰是火力发电厂煤炭燃烧时排放出来的一种黏土类火山灰质材料。狭义地讲， 它就是指锅炉燃烧时，烟气中带出的未充分燃烧的粉状残留物，简称灰或飞灰；广义 地讲，它还包括锅炉底部排出的炉底渣，简称炉渣。灰和渣的比例随着炉型、燃煤品 种、及煤的破碎程度等不同而变化，目前世界各国普遍使用的固态排渣煤粉炉，产灰 量占灰渣总量的8 0 - - 9 0 0 ( 高艳玲，2 0 0 4 ) 。 1 1 1 2 粉煤灰的物理性质 粉煤灰是煤粉进入1 3 0 0 1 5 0 0 的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷 却而形成的。由于表面张力的作用，粉煤灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一 部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子， 常具有空腔和蜂窝两种构造。随煤种、粉碎程度、燃烧设备、回收方式、贮存时间及 方法的不同，粉煤灰的物理、化学性能也不同。 粉煤灰是由很多具有不同结构和形态的微粒组成的大小不等，高度分散的微细颗 粒集合体，其中大多数是玻璃球体，其余部分是结晶物质和未撰尽炭、富钙玻璃体、 多孔玻璃体、多孔炭粒和不规则粒子。粉煤灰一般呈灰白色、深灰色，炉底渣呈灰白 色或深灰黑色、玻璃质结晶，粉末状颗粒，其密度、堆积密度、密实度、比表面积、 5 贵州大学2 0 0 8 餍硕士研究生毕业论文 粉煤灰贮灰场植革基质改良与草坪草生长及评价研究 标准稠度、需水量等是反映粉煤灰物理特性的指标( 施惠生，2 0 0 5 ) ( 表】1 ) 。 表1 1 粉煤灰的物理性质 t a b l ei 1 t h e p h y s i c a lc h a r a t e r i t i co f c o a la s h 1 1 1 3 粉煤灰的化学性质 粉煤灰的化学成份属c a o a 1 2 0 3 s i 0 2 系统，s i 0 2 和a 1 2 0 3 是粉煤灰中最有效的成分， 其它主要成分还有f e 2 0 3 、c a o 、m go 、k 2 0 、n a 2 0 、s 0 3 和未燃尽的碳以及多种微量 元素，有些粉煤灰还可能富集锗、铀、镍、铂等稀有元素。其中s i 、a l 、f e 、c a 和m g 的氧化物约占9 0 左右，同时微量元素与游离的c a o 含量与颗粒大小有关。粉煤灰化学 成分受地区、煤种、排放方式及处理方法等因素的影响而有所变化。据统计，我国粉 煤灰的化学成分( 王福元和吴正严著，2 0 0 4 ；边炳鑫等著，2 0 0 5 ) 如表1 2 所示。 表1 2 我国粉煤灰的化学成分( ) t a b l e1 2t h ec h e m i c a lc o m p o n e n to fc o a la s h ( ) l1 2 粉媒灰的利用情况 粉煤灰产生量一般占到燃煤量的1 0 一- - 5 0 ( 欧阳培，2 0 0 4 ) ，据统计( 李桂中 著，2 0 0 2 ) ，1 9 7 9 年火电厂排灰量为2 6 7 5 1 0 7 吨，利用部分为2 7 9 。8 1 0 4 吨，利 用率为1 0 5 。8 0 年代以来，粉煤灰的利用率有所提高，但利用率仍然很低。另据中 国环境报，9 0 年代末期，如1 9 9 8 年我国粉煤灰排放量为1 4 亿吨，到2 0 0 0 年己 达1 6 亿吨，居各种工业废渣之首，利用率无明显提高( 胥书霞等，2 0 0 3 ) 。我国粉 6 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 煤灰排放量与利用情况的数据见表1 3 。 表1 0 全国火力电厂粉煤灰( 渣) 捧放、利用情况 t a b l e1 3t h en a t i o n a lt , h e r m o d 3 ，n a r n i cp o w e rs t a t i o nc o a la s hf r o ms t o v ee x h a u s t , m a k e su s eo f t h ec i r c u m s t a n c e 1 1 3 粉煤灰的危害 粉煤灰是电厂产业的工业废弃物，尽管目前粉煤灰的露天堆放场选择在距离城市 或居民点一定的距离，但它具有呆滞性、不可稀释性和长期潜在的危害性( 伊武军著， 2 0 0 1 ) ，其产生、运输、到贮存及处置的各个环节都给环境带来很多有害影响。 1 1 3 1 侵占土地 由于受技术水平的限制，目前粉煤灰的利用率较低，目前对粉煤灰的处理，我国 电厂以灰场贮灰为主要堆存手段。据统计计算，每万吨粉煤灰渣需堆场4 - - 5 亩，至2 0 0 0 年底，我国粉煤灰渣堆存量已高达1 2 5 亿吨，需要贮灰场5 0 - 6 2 5 万亩( 能源节约与 资源综合利用“十五”规划，2 0 0 0 ) ，侵占大量的土地。 i 1 3 2 污染水体 露天堆放于贮灰场的粉煤灰，由于粉煤灰的颗粒细小，稳定性差、松散易流动， 下雨时，受雨水淋溶和渗透作用，其有害组分很容易浸出而污染土壤、地下水并导致 水质硬度增加，不但破坏土壤和水体的生态平衡，而且还威胁周围群众的健康。另外， 部分冲灰水溢流外排至江河，对江河水质造成一定的污染，并加速了河流的淤积。 7 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文j 盼煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 1 1 3 3 污染大气 粉煤灰的水含量低颗粒细，风吹容易飞扬，极易产生扬尘。研究表明，贮灰场粉 煤灰含水率较低时，当风力达到3 级以上时就会产生扬尘，当风速为5 - 1 0m s 时空气 中的含尘量可达到7 0 0g m ，而风速为2 7 7m s 时空气中的含尘量可达到1 0 0 0 一- 1 5 0 0 9 m ，较轻的粉煤灰颗粒可漂移离灰场几千米的地区，且空气中的含量有2 - 1 0g m ( 吕绍敏，1 9 9 7 ) 。在我国大多数城市，粉煤灰是悬浮颗粒物的主要来源，造成区域 性空气污染，危害人体健康，特别是春、秋季节，气候干燥，降尘量显著增加。 1 - 1 3 4 放射性污染 粉煤灰的放射性来源于它所含有的铀、镓和铯。由于它们属非挥发性元素，在煤 的燃烧过程中会进行富集，所以在粉煤灰中的这些放射性元素的含量要比原煤中高出 2 - - 5 倍。这些物质进入周围空气或渗入地下被人体吸入，会沉积于人的呼吸系统对人 体造成严重的危害( k a r a n g e l o sd j ，e ta 1 ，2 0 0 4 ；谢援柱，2 0 0 3 ) l - 2 粉煤灰的国内外研究现状 1 2 1 国外对粉煤灰的研究现状 早在1 9 1 4 年，美国a h o n 率先对粉煤灰中的氧化物进行了研究( 王福元和吴正严著， 2 0 0 4 ) ，但对粉煤灰比较系统的研究是从1 9 3 1 年开始的。当前，全世界对粉煤灰的研 究主要包括建筑工程和基础工程应用、农业利用、环境影响等方面。 1 2 1 1 建筑工程和基础工程应用方面 对粉煤灰研究较多的是在建筑工程和基础工程上的应用，如生产粉煤灰水泥、混 凝土、烧结砖与蒸养砖、墙板、砌块、陶粒、粉煤灰砂浆及道路工程的回填等。美国 蒙大拿州在5 0 年代修建的俄马坝工程被称为粉煤灰应用史上的第一块里程碑，并在 1 9 7 4 年将其列为国家最丰富的第七位固体矿物资源( 谢援柱，2 0 0 3 ) 。从1 9 5 5 开始， 日本在工程建筑、道路、桥梁等工程中大量使用粉煤灰( t a k a d a t 1 9 9 5 ；邹汉骐，1 9 9 9 ) ， 9 0 年代又开始研究利用粉煤灰脱除烟气中的二氧化硫，从粉煤灰中回收碳、回收铁和 分选微珠等。西欧国家则早己在海峡隧道工程中应用粉煤灰；在精细化工利用方面研 8 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 究主要是在粉煤灰中提取有价矿物做合金组分材料、塑料填充剂及回收稀有金属等 ( s t e e n b r u g g e ng & h o l i m a ng g ，l9 9 8 ；m u r a y a m an ，e ta 1 ，2 0 0 1 ；韩怀强和蒋挺大 著，2 0 0 1 ) ；目前已成功研制出一种粉煤灰混合材料和泡沫陶瓷( 宗润宽等，2 0 0 3 ； 程爱华和姚改焕，2 0 0 5 ) 。 到目前为止，丹麦、荷兰、比利时和日本等国家对粉煤灰进行了1 0 0 的利用，德 国、法国和英国的利用率分别为6 5 ，7 5 和4 6 2 ( t a y l o re m & s c h u m a ng e ，1 9 9 8 ) 。 1 - 2 1 2 农业利用方面 粉煤灰在农业上的利用的研究是从5 0 年代开始的，2 0 世纪6 0 年代初，美国、英 国、日本等国家先后开展过用粉煤灰改土或以粉煤灰作植物生长刺激剂等研究( 吴家 华等，1 9 9 5 ) ，并取得了些成果：2 0 世纪7 0 年代初，前苏联在农业中应用磁场处理 过的粉煤灰首先获得成功( 王福元和吴正严著，2 0 0 4 ) ；1 9 9 5 年g h o d r m i 等( 1 9 9 5 ) 研究表明，粉煤灰作为土壤改良剂具有明显降低土壤容重、提高土壤p h 、增加土壤孔 隙度、提高土壤温度和保持土壤水分的作用，改良粘土质地和提高作物产量等作用； 归纳各国对粉煤灰用量的研究成果得出，粉煤灰改土的施用量以7 5 1 0 4 k g h m 2 增产 效果显著( p u n s h o nt ，e ta 1 ，2 0 0 1 ) 。日本等一些国家已经成功的研制出硅钾肥，有 关研究还表明粉煤灰对水稻、油菜和橄榄等有增产作用( 李芬，2 0 0 5 ) 。 1 2 1 3 环境影响方面 近年来，国外关于粉煤灰的环境治理方面的研究很多。p u n s h o n 等( 2 0 0 2 ) 研究 表明，粉煤灰对污泥有一定的钝化作用，以及对污染土壤起到一定的修复作用；q u e r o l 等( 2 0 0 6 ) 研究表明，从粉煤灰中提取某种物质能吸附土壤中的重金属( 如c d 、c o 、 c u 、n i 和z n 等) ，可避免地下水污染，k u m p i e n e 等( 2 0 0 7 ) 研究表明，粉煤灰和泥 炭混合可降低c u 、p b 重金属污染土壤中的c u 、p b 的活性和生物有效性，减轻重金属 对植物和微生物的毒性。s a r k a r 等( 2 0 0 6 ) 研究表明，运用粉煤灰可有效的去除污水 中苯酚及其类似物。 同时，国外有学者作了关于粉煤灰在草坪业中的应用研究。如a d r i a n o 等( 2 0 0 1 ) 等定量评价高量粉煤灰对土壤物理性质及其施用对草坪草苗期和建坪的影响；b o l a n 等 ( 2 0 0 3 ) 和w e b e r 等( 2 0 0 2 ) 通过田间试验评估施用高量粉煤灰作为土壤添加剂对多年 生黑麦草的影响，并评估对土壤质量和潜在地下水的影响。 9 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 1 2 2 国内对粉煤灰的研究现状 我国对粉煤灰研究工作起步于2 0 世纪5 0 年代，主要研究用作混凝土、砂浆的掺合 料，路面基层材料，生产粉煤灰砖，但总的用量较少；6 0 年代粉煤灰研究重点转向墙 体材料，开展粉煤灰密实砖块j 墙板、粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰粘土烧结砖等方面的 工作，开始粉煤灰在农业上的利用研究；8 0 年代改革开放后，国家加大对粉煤灰综合 利用研究，除用于建材、筑路外，在高分子材料中也做了大量的研发工作，并已经取 得显著成果( 张金安等著，2 0 0 5 ) 。到目前为止，我国对粉煤灰的研究主要是用于建 筑工程、道路工程、回填、农业应用、资源回收等，其中前4 项用量占总用量的9 5 以 e 。 1 2 2 1 建筑工程和基础工程应用方面 全国己广泛开展粉煤灰应用于制作建筑制品和建筑材料的研究，包括粉煤灰作为 水泥原料、水泥混合料、无熟料水泥、硅酸盐密实砌砖和墙板、空心砌砖、加压混泥 土制品、烧结粉煤灰砖、烧制陶瓷、蒸养法陶粒、岩棉、硅钙板和免烧砖等。同时， 也开展了粉煤灰用于工程建设的研究，包括粉煤灰在混泥土、砂浆中的使用，双灰粉、 磨细粉煤灰用于路堤、路面基层、路面、回填、矿井回填、筑坝和灌浆等。如东北地 区冶金基地建设，三门峡水利枢纽工程及城市高层建筑( 如上海东方明珠塔) 等。 刘圣勇等( 2 0 0 2 ) 、谢慧东等( 2 0 0 1 ) 、剂哲新等( 2 0 0 1 ) 、樊益棠( 2 0 0 5 ) 和 周士琼等( 2 0 0 4 ) 研究发现脱炭处理的粉煤灰可明显改善混凝土的性能，并对粉煤灰 水泥和粉煤灰混凝土做了进_ 步的研究，取得一定的成果；金卓仁等( 2 0 0 1 ) 用粉煤 灰制成种新型的胶凝材料，其抗压强度大，耐水性良好。 粉煤灰在精细化工利用方面研究也很多，如提取漂珠、氧化铝和氧化锗等。利用 粉煤灰微珠作塑料、橡胶填充剂、生产漂珠耐火砖、保温集渣剂、有价矿物坐合金组 分材料、塑料填充剂及回收稀有金属等。段正山( 1 9 9 6 ) 研究粉煤灰陶粒生产工艺， 王云红等( 2 0 0 5 ) 用粉煤灰生产建筑材料微珠等。 1 2 2 2 农业利用方面 我国粉煤灰农用的研究是从6 0 年代后期开始的，7 0 年代北方十余省市相继开展了 包括粉煤灰改良土壤、育秧、覆盖越冬作物，用粉煤灰制作农肥，在贮灰场覆土造田、 1 0 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 纯灰上种植作物等研究，收效显著。这些成果已在全国电力工业系统推广应用，而且 在化工、冶金、煤炭、矿山开采等行业亦得到推广应用。 粉煤灰作为改良剂的研究热点主要集中在改土培肥、提高作物产量方面( 阎存仙， 1 9 9 6 ) 。粉煤灰施入砂姜黑土后，具有明显降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土 壤温度和保持土壤水分的作用，且效果随粉煤灰用量的增加而增强( 马新明等，1 9 9 8 ) 。 贾德义等( 1 9 9 4 ) 和袁菊等( 2 0 0 4 ，。2 0 0 5 ) 研究表明：施用粉煤灰可起到疏松土壤、 减少土壤容重、改善通气性、提高土表温度、改良土壤的效果，调节土壤p h 值，促进 作物生长，显著提高产量。同时，粉煤灰含有作物需要的大量及微量营养元素，可以 刺激作物生长，显著提高作物产量( 孙振元和李潞滨，2 0 0 0 ；杨安忠，2 0 0 0 ) 。 我国从7 0 年代末开展了磁化肥、磁化农作物种子、磁化粉煤灰的研究，进入8 0 年以后，磁化粉煤灰在农业上得到广泛应用。对粉煤灰肥料也进行大量的研究，如生 产粉煤灰的复混肥硅钾肥、硅钙钾肥、磁化肥、磁化复混肥和磷肥等( 芈振明和高忠 爱，1 9 9 3 ) 。 1 2 2 3 污水处理与环境影响方面 近年来，对粉煤灰作为吸水剂、絮凝剂和助凝剂处理印染、造纸、含铬、含氟、 含磷废水或焦化废水等研究较多。刘心中等( 2 0 0 3 ) 和阮湘元等( 2 0 0 4 ) 利用粉煤灰 吸附去除煤矿酸性废水和污水中悬浮物、色度、c o d 、氨氮、硫化物和苯胺，取得了 良好的效果。匡少平和徐倩( 2 0 0 3 ) 通过实验研究指出，运用粉煤灰可同时治理含铬 废水中c r ( 1 1 1 ) 和c r ( ) ，具有较好的应用前景。王红( 2 0 0 6 ) 研究表明，粉煤灰 草坪草生长基质对河流污水有一定的净化作用。宋晓红( 1 9 9 6 ，1 9 9 7 ) 通过调查分析 并运用灰色理论模式进行评价，表明贮灰场渗水粉煤灰会使地下水水温、氟化物、总 硬度、总矿化度含量明显增加，并造成一定范围内的地下水变为不宜饮用的中等污染 地下水；曹良国等( 2 0 0 3 ) 研究指出贮灰场重金属和有毒元素( 如s b 、c d 、c r 、p b 、 n i 、b 、t i 、z n 、m n ) 的浸出，严重影响周围地区的地下水水质。 1 2 2 4 贮灰场种植植物方面 刘永军( 1 9 9 8 ) 和吕绍敏等( 1 9 9 7 ) 提出：在灰场覆土部分种植豆科植物( 如沙 打旺、紫花苜蓿等草本植株，锦鸡儿、紫穗槐等灌木) 可以防治扬尘。张树礼等( 1 9 9 7 ) 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉娱灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 和阚忠南( 1 9 9 9 ) 先后提出在旧灰场边上种植防护林带抑制扬尘。山东莱芜电厂、太 原电厂和河北邯郸等在灰池上种植树木的成活率都达到8 0 以上。山东肥城矿务局自 1 9 8 5 年起在粉煤灰贮灰场成功种植农作物、蔬菜2 0 余种( 李芬，2 0 0 5 ) ，。 已有研究表明( 王福元和吴正严著，2 0 0 4 ) 贮灰场粉煤灰上直接种植植物是可行 的，如徐塘、邵武、梅溪、焦作、莱芜等发电厂在贮灰场粉煤灰上种植白菜厂等电厂 在贮灰场粉煤灰上种植小麦、油、萝b 、茄子、辣椒：番茄等蔬菜；韩庄、梅溪、太 原二电菜、山芋、黄豆等粮食作：邵武电厂在贮灰场粉煤灰上种植西瓜、葡萄等水果： 莱芜电厂在贮灰场粉煤灰上种植柳树、刺槐、苜蓿、沙打旺、小冠花牧草均获得成功。 但到目前为止，在我省关于火力发电厂贮灰场粉煤灰上种植植物的研究未见报道。 1 2 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 2 1 研究内容 第二章研究内容、目的和意义 ( 1 ) 改良的粉媒灰基质对草坪草生长状况及影响因素分析 通过盆栽实验，研究在改良的粉煤灰基质上单播多年生黑麦草和混播狗牙根、杂 三叶草、高羊茅和多年生黑麦草等的生长状况及其坪用性状的差异，评价粉煤灰作为 草坪基质的可行性及影响草坪草正常生长的主要因素。 ( 2 ) 贮灰场粉煤灰植生基质的改良 通过对贮灰场粉煤灰基质主要化学性质的测定，结合草坪草正常生长的条件提出 针对性的改良方法。 ( 3 ) 贮灰场粉煤灰植生基质草种混播比例的优选 通过贮灰场粉煤灰植生基质上的混播草坪草的试种试验和小区试验结果，确定粉 煤灰贮灰场植生基质上快速成坪的草种混播的比例。 ( 4 ) 改良的粉煤灰基质植草后的生态环境效益评价 通过人工模拟降雨实验，研究改良的粉煤灰基质种草后对减少粉煤灰侵蚀量的效 果；并通过瓮栽实验，研究改良的粉煤灰基质种草后渗透水质量的变化及其对水环境 的影响。 2 2 技术路线 技术路线见下页( 图1 ) 。 r 3 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 图1 、技术路线图 1 4 费m 大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文 耢攥灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 2 3 研究目的和意义 本论文选题于贵州发电厂和安顺发电厂粉煤灰贮灰场草坪草种植的研究，通过采 用盆栽试验、贮灰场小区试验、室内分析、人工模拟降雨等方法，将寻求粉煤灰的农 业有效利用途径和栽培基质研究两个目标有机的结合，研究了不同配比的改良粉煤灰 基质对草坪草种植的影响，并分析其主要影响因素，探讨贮灰场粉煤灰经改良后作为 草坪基质的可行性及其环境效应，有针对性地提出了贵州发电厂和安顺发电厂粉煤灰 作为植草基质的改良方案。 在发电厂贮灰场粉煤次上成功种植草坪草后，即可有效抑制扬尘和显著降低雨水 对粉煤灰的冲刷量，还能达到长期的绿化作用和较好的景观效应，进而改善贮灰场周 围的生态环境。同时，这不但为粉媒废在栽培基质应用方面提供定的理论依据，而 且在理论上丰富了粉煤灰资源化利用技术，还在实践上为实现以废治废提供了一定的 指导意义。 贵州大学2 0 0 8 属硕士研究生毕业论文粉煤灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 第三章改良的粉煤灰基质对草坪草生长状况及影响因素分析 根据文献资料和对贵阳电厂粉煤灰的主要化学性质分析表明，粉煤灰的物理化学性 质与土壤差异很大。粉煤灰的p h 值偏高，活性有机碳( 即有机质) 严重缺乏，氮素含 量极少，磷素和钾素含量也较少，较高的p h 值和极低的养分含量使草坪草几乎不能生 长。本研究选用富含有机质和氮、磷、钾营养元素的垃圾堆肥、呈酸性的磷石膏和颗粒 较大的磷矿渣添加到粉煤灰中以促进草坪草生长。 3 1 材料与方法 3 1 - 1 试验材料 3 1 1 1 基质材料 供试粉煤灰取自贵阳电厂粉煤灰贮灰场，磷石膏取自开阳磷矿厂渣场，磷矿渣取白 花溪黄磷厂渣场，垃圾堆肥由遵义市欣环垃圾处理厂提供，高吸水树脂和复混肥购买于 贵阳市花溪区农贸市场。供试粉煤灰和垃圾堆肥的主要化学性质见表3 1 。 表3 1 粉煤灰和垃圾堆肥的主要化学性质 t a b l e3 1c h e m i c a lc h a r a c t e ro fc o a la s ha n dw a s t ec o m p o s t 3 1 1 2 试验材料 结合灰场植被调研结果和前人研究结果( 袁菊，2 0 0 5 ) 得出，适合在粉煤灰上种植 的草坪草有过渡型杂三叶草、暖季型狗牙根、冷季型多年生黑麦草和高羊茅等。为保证 试验的可行性，根据草坪草的品种特征，选择供试草种及品种为暖季型狗牙根为普通 ( c y n o d o nd a c 纱l o n ( l ) p r e s c o m m o n ) 、过渡型杂三叶( t r f f o 砌小h y b r i d u ml c o l l l r i l o n ) 、 冷季型高羊茅为艾瑞3 号( f e s t u c aa r u n d i n a c e as c h r e b a r i d3 ) 和多年生黑麦草为球道 1 6 贵州大学2 0 0 8 届硕士研究生毕业论文耢燥灰贮灰场植草基质改良与草坪草生长及评价研究 ( l o l i u m p e r e n n elf a i r - w a y ) ，所有草种均由贵阳怡安绿化公司提供。 根据草坪草混播的原则，本研究选择四种草坪草混播，以狗牙根和杂三叶草为建群 种，高羊茅为伴生种，多年生黑麦草为保护种，供试草种品种特性如下： 狗牙根具有根茎和匍匐茎，匍匐茎平铺地面或埋入土中，长1 0 - - 1 2 0 c m ，可在匍匐 茎节上产生不定根和分枝，覆盖力强、养护管理较粗放，抗寒能力、再生能力和侵占能 力极强，在轻度盐碱地上也能很好的生长；种子成熟后易脱落，具有一定的自播能力。 但狗牙根种子小，发芽慢，苗期生长速度慢，幼苗活力较差，耐阴性差，对温度很敏感。 狗牙根由于覆盖力强且耐粗放养护管理，常用于路边及水库等地作护坡材料。 杂三叶为多年生草本，豆科三叶草属，春、夏、秋均可播种，直根系，主根穿透力 强，侧根发达，根部分蘖能力及再生能力极强，具有与豆科根瘤菌共生的特性。并且耐 寒力强，喜凉爽湿润气候，且耐寒冷气候，耐湿、耐碱、较耐干早和高温，生长迅速、 覆盖力极强、抗杂草性好。但幼苗生长缓慢，怕干旱，耐盐性和耐阴性较差。因此，杂 三叶由于覆盖力强且耐粗放养护管理，常用于路边及水库等地作护坡材料。 高羊茅对土壤条件适宜性广，养护管理粗放，根系深，具有吸收深层土壤水分的能 力；种子较大，种子储藏的养分多，发芽后生长较快，活力较强，抗病性、抗热抗干旱 能力、抗践踏能力、再生能力、耐贫瘠能力和耐盐碱能力均很强，所以生长速度和成坪 速度快。但它属丛生型草坪草，不耐低修剪，对地表的覆盖度和密度较小。 多年生黑麦草草种粒大，发芽速度快，分蘖力强，幼苗活力强，成坪速度也较快， 再生快，抗寒、抗霜、耐湿、耐践踏强，通常适用于混播，建立混合草坪时起到保护作 用和提高成坪速度的作用。但它对土壤要求较严格，喜肥不耐极薄，不耐热、也不耐干 旱、耐酸和盐碱能力较差，其丛生特性和损伤后的恢复能力较差，春秋季生长快，炎热 和夏季呈休眠状态。 3 1 2 试验方法 3 1 2 1 改良的粉煤灰基质对单播多年生黑麦草生