随着经济发展,城市人口增加,大量的城市垃圾难以处理,既有垃圾场填满,新建垃圾场征地困难。为了安全、经济地处理城市垃圾,可将非正规生活垃圾堆放点和不达标的生活垃圾处理设施中的存量垃圾进行原地筛分,将富含腐殖质的筛分土作为植物生长基质,运用到工矿废弃地生态修复中。本文对存量垃圾筛分土的物理、化学、生物特性进行研究,评价存量垃圾筛分土资源化利用的可行性。将筛分土与粗颗粒采石废弃物按照不同比例混合配制成植生基质,对植生基质的水分物理特性和植物生长适宜性进行研究。针对粗粒土质地松散、漏水漏肥的特点,对石砾含量较高的植生基质进行不同程度的机械压实,对压实植生基质的水分物理特性和植物生长适宜性进行研究。主要结论如下:(1)存量垃圾筛分土的颗粒组成与砂质黏壤土一致,是一种容重小,孔隙度大,渗透速率高,保水性强,抗剪强度低,富含有机质和氮、磷、钾等营养元素的类土体。根据《北京市土壤养分分等定级标准》,北京地区存量垃圾筛分土的有机质、全氮、速效钾含量均处于极高等级水平,速效氮处于中等级至及高等级水平;有效磷含量处于极低等级至极高等级水平。砷、铬、铜、镍、铅、锌、镉、汞8种重金属含量符合《土壤环境质量标准》二级或三级标准;水溶性盐总量接近轻度至重度盐化土壤;阳离子交换量低于绿化种植土壤。153种半挥发性有机污染物中,检出苯酚类2项、多环芳烃类9项、邻苯二甲酸酯类2项、有机氯农药类1项,但浓度均低于《展览会用地土壤环境质量评价标准》规定的土壤环境质量评价标准限值且未明显高于城市和/或农田土地;大肠菌群最可能数接近短期堆肥产品。存量垃圾筛分土浸提液对植物种子萌发没有显著的影响。存量垃圾筛分土对植物幼苗生长的影响具有种间差异,有利于桑树(Morus alba)、沙地柏(Sabina vulgaris)生长,不利于花木蓝(Indigofera kirilowii)生长,对侧柏(Platycladus orientalis)生长没有显著影响。(2)与存量垃圾筛分土相比,筛分土、石砾配制而成的植生基质其容重显著增加,孔隙度、田间持水量显著下降,抗剪强度增加。筛分土:石砾配比对植生基质的水分物理特性及植物生长适宜性具有显著影响。径流小区试验表明,在自然降水条件下,随着筛分土体积分数降低,植生基质的平均含水量下降,雨季土壤含水量受到雨前土壤含水量和降雨量的影响减小,含水量日变化幅度下降,地下径流量及径流总量增加,降水量等级对径流量的影响增加,日蒸散量下降。植生基质的日蒸散量、日蒸散比例与同层土壤含水量显著正相关;随着土壤深度增加,日蒸散量、日蒸散比例与土壤含水量的相关性下降;表层土壤含水量与深层日蒸散比例显著负相关,深层土壤含水量与表层日蒸散比例显著负相关。筛分土体积分数对植物覆盖度、植物生长量具有显著影响,筛分土:石砾配比为1:8的植生基质中植物生长不良。(3)对于筛分土:石砾配比为2:8的植生基质来说,机械压实能够显著提高植生基质的自然含水量和持水能力。雨季期间,压实植生基质含水量主要由雨前含水量和降雨量决定,随着压实度增加,雨前含水量及降雨量对土壤含水量的影响增强。压实植生基质日蒸散量受到压实度、土层深度和土壤含水量的影响。随着压实度提高,刺槐(Robinia pseudoacacia)、苜蓿(esMdcago iativa)的叶含水量下降,但侧柏的叶含水量不受影响;刺槐的存活率、生长量显著下降,侧柏的存活率、生长量显著增加,苜蓿的单株生长量显著增加。分布在压实区边缘的刺槐存活率比内部刺槐增加19%～63%;当孔隙度小于21.1%时,几乎所有的刺槐都分布在压实区边缘,但边缘及内部刺槐生长量没有显著差异;压实度对刺槐根型具有显著影响。分布在压实区边缘的侧柏存活率比内部侧柏增加11～25%,株高增加0%～34.8%,地径增加19.7%～39.9%,根长、根表面积及根系生物量为内部个体的1.6～2.7倍。研究表明,存量垃圾筛分土能够资源化利用在采石场迹地植被修复中。利用筛分土及粗颗粒采石废弃物配制植生基质能够支持植物生长,改善采石场迹地立地条件,促进植被修复。筛分土:石砾配比为7:3～5:5的植生基质养分、水分、通气条件适宜目标植物生长。当筛分土体积含量低于3:7时,可通过机械压实措施,改善植生基质的水分物理性质,提高植物生长适宜性。对于刺槐等不适应土壤压实的植物种,可调节孔隙度至22.1%～26.8%;对于侧柏、苜蓿等能够适应土壤压实的植物种,可调节孔隙度至13.3%。