| 中国工程院院士徐旭常团队创新土壤改良思维，促进工业到农业的循环经济技术体系建设，或为我国新增亿亩良田—— |
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| 工业废弃物让碱土“变绿” |
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□吴昊
工业脱硫废弃物能“种”出绿色无污染的食品？乍听起来颇有些不可思议。然而更为神奇的是，提供作物生长的“母体”，竟然是上百年寸草不生的盐碱地。
“这不是天方夜谭。”中国工程院院士、清华大学教授徐旭常告诉《科学时报》记者，“清华大学开展‘燃煤烟气脱硫废弃物改良碱化土壤’的研究已逾10年。通过规模化推广实验证实，用脱硫废弃物将碱土变为绿色耕地切实可行。”
拓展“18亿”，增加绿色新耕地
“该技术的大规模推广，不但能解决每年数千万吨的脱硫废弃物污染，更为重要的是，它将为我国新贡献1亿亩耕地。”徐旭常强调。
据相关资料显示，我国耕地从2001年的19.1亿亩下降到2006年的18.27亿亩，并且数量仍逐年减少。
18亿亩耕地红线岌岌可危。然而，我国却仍保有大约5.27亿亩盐碱土地，其中1.14亿亩为碱性土地。在现有耕地快速减少的背景下，这些潜在耕地弥足珍贵。以自古富庶的宁夏平原为例，盐碱化土壤面积已占其黄河灌区总面积的49.3％。
“因此，从战略上讲，盐碱土壤的改良是解决目前耕地危机最经济、简便的手段之一。”徐旭常说。
他还介绍，自上世纪90年代起，清华大学及合作单位在内蒙古土默川平原、兴安盟、宁夏银川、吉林白城等地，将燃煤烟气脱硫废弃物用于规模化、连续性的碱化土壤改良，效果十分显著。
截至目前，利用燃煤烟气脱硫废弃物改良碱化土壤的面积已超过12万亩。实施范围已经覆盖黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古、天津、宁夏、甘肃、青海、新疆、山西等我国北方大部分省区。
此外，几乎我国所有碱化土壤类型都适合改良，可生长的作物也多种多样，推广种植的就包括玉米、苜蓿、水稻、葡萄、枸杞以及大约10种树木。
以内蒙古土默川平原的2万亩碱化土壤为例，经过改良，不但荒芜数百年的土地变绿，中低产田还变得高产稳产。
“新改良的碱化地基本没有人为介入，这些改良后的耕地绝大部分是绿色、无污染的。”清华大学教授陈昌和介绍说，“一次改造，理论上是一劳永逸的。因此，只要大规模推广，新增1亿亩绿色耕地指日可待。”
以碱改碱，颠覆传统新理念
“美国同行听到我们用碱改碱土取得突破，都吃惊地瞪大了眼睛。”谈起3年前的美国之行，徐旭常颇为自豪，“美国人主要利用脱硫废弃物改良酸性土壤。而我们的思路则是创造性的。”
记者获悉，清华大学及其合作单位在国际上首开“脱硫废弃物改造碱性土壤”的先河，目前已经成功申请了中美两国专利。
该技术的灵魂是通过脱硫废弃物中的钙离子交换碱土胶体中的钠离子，使钠离子从胶体进入土壤溶液，随灌溉水循环排走。通过离子置换，增加了土壤孔隙度，扩大了下渗水流的通道，从而改善土壤物性。土壤碱性愈强，改良效果愈为明显。
“我们的理念不是‘酸碱中和’，而是‘离子置换’。”徐旭常说。
银川市国营前进农场寸草不生，该重度碱化土壤经过改良，在没施用任何肥料的情况下，当年种植向日葵即大获丰收，效益可与用传统方法连续改造30年的良田等量齐观。
此外，这种思路上的创新具备了大规模推广的条件。据了解，虽然我国在改良盐性土壤方面进展较大，但对碱性土壤却办法不多。并且，以“洗”为主的传统改良方法对于水的需求较大。而我国盐碱土主要分布于半干旱地区，这一瓶颈使得推广难度较大。
“我们使用工业废弃物改造土壤，极大地降低了成本。并且，该方法的用水量只相当于传统方法的1/3。”徐旭常谈到。
不过，工业废弃物进入土壤，会否带来新的安全隐患？
“我们曾有过担心。然而通过对宁夏、内蒙古、吉林等地10多年的不间断监测，并经国家权威部门鉴定表明：经脱硫废弃物改造后的土壤，生长作物中各类有害物质含量不但符合国家标准，有些甚至低于原来土壤的本底值。”徐旭常非常有信心。
增加收入，开创农业新思路
“脱硫废弃物改良土壤，不但从战略上为国家增加了耕地，而且还能给欠发达地区的农民带来实实在在的经济效益，甚至有可能走出一条农业的开创性路子。”徐旭常指出。
经济效益确实显而易见。内蒙古土默川平原试验区2001年种植饲料玉米，每亩经济效益最高达380元，到2003年收益增长了95%。
此外，内蒙古呼和浩特市土左旗沙尔沁乡老龙不浪村2009年利用脱硫废弃物改造碱化土1500亩，前期投入改造费用254万元，今年首次耕种作物。
该村村长云三秃给《科学时报》记者算了一笔账：2010年每亩收获草饲玉米3100千克，以收购价每千克0.42元计，毛收入1302元；除去当年种植成本408元，每亩纯收入894元。1500亩地纯收入约为134.1万元，两年即可收回改地的成本。
“效益并不仅于此，经脱硫废弃物改良后的土地还有一项潜在的巨大商机。”内蒙古农业大学教授张伟华踌躇满志，“我们可以直接利用其打造有机食品基地。”
据悉，目前我国有机食品的种类只占到所有食品的0.1％，仅为国际平均水平的1/20。以2004年为例，中国有机农产品出口额约为3.5亿美元，只占当年农产品出口量的1.7%，国内外商机巨大。
然而，生产有机食品需要几年的土地转换期，并须通过残留物检测，目前我国符合该标准的土地凤毛麟角。
“这对推动脱硫废弃物改良碱化土壤绝对是利好。”张伟华说，“改良后的土地无污染、平整度高、体量较大、产权明晰，易于集团化耕作。”目前，利用该项技术改造碱土种植有机食品已进入立项阶段。
此外，该技术的大规模推广对保证脆弱生态区农村人口就业具有现实意义。“每改良1万亩碱化土壤，大约可解决1000名劳动力的就业。”张伟华说。
节能减排，产业循环新模式
“将工业脱硫废弃物资源化，用于盐碱土的改造，不但体现了节能减排的理念，还真正实现了企业、环境、农民多方受益，从工业到农业的循环经济技术体系。”徐旭常对此给予了高度评价。
事实上，我国能源结构以煤炭为主，由此导致二氧化硫的排放量居世界第一，约占世界总量的15.1%，对环境造成极大威胁。因此，烟气脱硫势在必行。
据了解，目前应用最广的是石灰石脱硫技术，其脱硫后的废弃物称为脱硫石膏，由于成本及能耗关系，除极少量应用于建筑业外，大多野外堆放，造成了二次白色污染。
“用脱硫石膏改造碱土，不但变废为宝，而且还实现了二氧化硫减排，对完成每年度的减排目标起到积极作用。”徐旭常说。
此外，通过改良“变绿”后的碱化土地，大约每亩地每年可以固定2～4吨空气中的二氧化碳。一旦大面积推广，每年可为国家增加数以百万吨计的碳汇。
除了实现减排，节能也非常重要。用该技术改良碱土，不但减少了灌溉用水，而且由于扩大了下渗水流的通道，将使地下水获得更多有效补给，既节水又实现了节能。
据测算，改良每亩碱化土壤可增加地下水资源0.27吨。以金三角及河套地区700万亩盐碱土为例，改造后将增加区域地下水资源189万吨，相当于黄河每年在本地区的农业灌溉总水量。
“不但如此，这项技术还实现了环保产业的循环，将盐碱地特色农业、生物质能源产业和燃煤电厂废弃物资源化利用产业紧密联系在一起。”徐旭常说。
张伟华介绍说，这套综合技术体系即将在内蒙古呼和浩特地区立项。以推广10万亩为例，即可实现年新增产值1.6亿元，资源化处理脱硫废弃物20万吨，并且还将进一步带动项目周边地区其他产业的发展，实现经济效益和社会效益的双丰收。
《科学时报》 (2010-10-11 A1 要闻)
