赤泥快速生态修复新策略：巴西热带雨林地区赤泥与石膏协同改良促进微生物功能与植被重建

本研究针对赤泥(BR)高碱度、盐度及低肥力导致的生态修复难题，创新性地采用巴西特色a?aí种子废弃物(8% w/w)与石膏(5%-13% w/w)协同改良方案。通过为期一年的田间试验证实，该组合处理使Urochloa brizantha生物量达1.46 kg/m2，显著提升脱氢酶、β-葡萄糖苷酶活性和AWCD值，为热带地区赤泥储存设施(BRSF)生态修复提供了经济高效的技术路径。

　　

在全球铝工业生产过程中，每年产生约1.5亿吨赤泥(BR)，这种强碱性(pH>12)、高盐度的工业副产品长期堆积在赤泥储存设施(BRSF)中，不仅占用大量土地，其可溶性钠和重金属更对周边生态环境构成持续威胁。传统处理方法需要5-20年的自然风化才能启动植被重建，而新兴的压滤技术虽提高了赤泥固含量(>70%)，却使新鲜赤泥的生态修复面临更大挑战。巴西作为全球第三大赤泥生产国，其热带雨林气候下的赤泥修复亟需兼顾效率与可持续性的解决方案。

来自Alunorte氧化铝精炼厂的研究团队创新性地将当地特产a?aí种子废弃物与石膏组合应用于非风化压滤赤泥的修复。这项发表在《Environmental Technology》的研究通过完全随机设计的田间试验证明，8% a?aí废弃物与8%石膏的组合处理能在6个月内使Urochloa brizantha生物量达到15吨/公顷，同时使脱氢酶活性提升至100 μg g^-1 h^-1，β-葡萄糖苷酶活性达2500 μg g^-1 h^-1，显著优于单一改良处理。

研究采用Biolog EcoPlates分析微生物群落生理特征(CLPPs)，结合脱氢酶(TTC法)和β-葡萄糖苷酶(pNPG法)活性检测，系统评估了微生物代谢功能。植物样本通过微波消解-ICP分析元素含量，土壤理化参数则包括pH、电导率(EC)、可提取钠百分比(ESP)等指标的测定。所有处理设3次重复，在巴西Barcarena热带季风气候区(年降水2085mm，均温26.6°C)进行为期12个月的监测。

在植物生长方面，仅接受a?aí废弃物处理的BrA组生物量(0.5 kg/m²)显著低于组合处理组(BrG2A达1.46 kg/m²)，未改良对照组则完全无植被生长。元素分析显示组合处理使植物组织钠含量降低80%，砷和钒的积累也显著减少。微生物活性结果显示，BrG3A处理的AWCD值(0.87)和香农指数(3.4)最高，碳源利用谱显示其对羧酸(27%)和氨基酸(23%)的偏好性。酶活性与土壤团聚稳定性呈显著正相关(r=0.64)，而与pH(r=-0.82)和ESP(r=-0.5)负相关。

讨论部分强调，石膏的钙离子通过离子交换加速钠淋洗，使ESP从98.8%降至8.4%，而a?aí废弃物分解产生的有机酸协同中和碱性。这种"化学改良-生物刺激"的协同效应使赤泥在1年内达到类似当地施肥土壤的生产力，且无需额外微生物接种。研究创新性地证实压滤赤泥可直接改良，突破了传统需长期风化的认知局限。

该成果为实施《全球尾矿管理标准》(GISTM)提供了技术支撑，特别是解决了热带地区赤泥修复面临的降雨强度大、有机质分解快等特殊挑战。采用的a?aí废弃物作为本土化有机改良剂，既降低了成本又实现了资源循环利用，为全球铝工业的可持续尾矿管理提供了可复制的技术范式。未来研究可进一步优化石膏配比，并评估长期稳定性及生物多样性演变规律。