创新点
通讯作者简介
中国地质大学（武汉）环境学院研究员，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者。主要从事有机固废处理与资源化、污废水深度处理与资源化、湖泊沉积物污染控制等方面的研究工作，先后主持国家优秀青年科学基金（2021年）、国家自然科学基金面上项目、国家水体污染控制重大专项子课题等，以第一/通讯作者身份在Environmental Science & Technology、Water Research、Environment International等期刊发表学术论文100余篇，申请或授权专利14项，获得华夏建设科学技术一等奖，湖北省科技进步二等奖等。
第一作者简介
陈君，博士研究生在读，就读于中国地质大学（武汉）环境学院，主要研究方向为污泥处理处置与资源化，目前已在Water Research、Journal of Hazardous Materials等期刊上发表SCI论文7篇。
固体废弃物制备人造土壤研究进展与展望
作者
单位
1. 中国地质大学(武汉) 环境学院
2. 大唐环境产业集团股份有限公司
3. 中国科学院生态环境研究中心
基金项目
国家自然科学基金资助项目（52270141,52122010）
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摘要
固体废弃物是经济社会发展过程中产生的副产物，具有污染与资源的双重属性，对其进行合理的处理与处置是实现社会绿色发展的重要步骤。对固体废弃物进行资源化利用，可以节约大量的资源，促进社会建设，发展循环经济，并实现“双碳”目标，具有协同增效作用。以我国固体废弃物资源化的技术需求为出发点，综述了我国一般工业固体废弃物的产生、处理和处置现状，并总结了其中典型的固体废弃物特性与资源化路径。同时，对通过人造土壤技术实现固体废弃物的资源化利用研究现状进行了梳理。总结了人造土壤的制备技术与应用场景，综述了利用固体废弃物制备的人造土壤的生态环境效应，并展望了固体废弃物制备人造土壤未来的技术突破方向。
研究背景
经济社会生产活动消耗了大量的资源，同时产生了大量的废弃物。中国统计年鉴数据显示，2022年中国一般工业固体废弃物产生量高达41亿t，综合利用率仅57%。一般工业固废产生量大，但具有污染与资源的双重属性。《“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》明确指出，大宗固废量大面广、环境影响突出、利用前景广阔，是资源综合利用的核心领域。因此，推进大宗固废综合利用对提高资源利用效率、提高环境质量、促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。近年来，由于气候变化与资源日渐短缺，无废城市建设与循环经济系列政策逐渐开展，从而对固体废弃物资源化提出了更加明确的要求。目前，我国一般工业固废处理处置以“减量化”“无害化”“资源化”为原则，传统处理处置技术资源化效率较低，工业固废利用方式主要从减量化的角度出发。基于工业固废庞大的产生量与贮存量，有必要开发新的高价值利用途径。
许多工业固体废弃物中含有丰富的植物生长营养物质，如硅、钙等，部分还含有磷和其他高价值成分。因此，将工业固体废弃物进行农业资源化已受到广泛认可，其中，人造土壤技术目前正受到广泛关注。人造土壤又叫技术新成土，是一种经人工“合成”的具有土壤特性的“材料”。技术新成土是第18届世界土壤科学大会正式宣布的一类参考土壤组，其被定义为土壤中人工材料含量大于 20%且位于地表100cm范围内的土壤。常用的人工材料主要由有机和无机工业固体废弃物组成，如污泥、煤矸石、粉煤灰等。人造土壤应用十分广泛，不仅可用于城市道路建设，还可用于园林绿化、退化土壤修复等土壤建设场景。将合适的固体废弃物制备成人造土壤，不仅可以实现固体废弃物的资源化利用，还可以解决当前城市建设和生态修复过程中优质表土需求的缺口。
本文围绕我国一般工业固体废弃物资源化的技术需求，综述我国一般工业固体废弃物产生与处理处置现状，总结其中典型固体废弃物特性与资源化路径，同时对人造土壤的制备技术与应用场景进行总结，综述了通过固体废弃物制备人造土壤的研究进展与难点，展望了固体废弃物制备人造土壤未来的技术突破方向，以期为我国无废城市建设和实现“双碳”目标提供科学指导。
部分图片
图1 人造土壤制备技术路线图[3]
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