報告者：Xu Gao
Tohoku University(日本東北大學)

2011年因福島大地震所導致的海嘯，造成了當地沿海道路與港口的全面破壞以及對沿海農地的嚴重鹽化與酸化污染，因此本研究報告為針對轉爐石內含微量元素(詳圖19-1)以及本身特性做為土壤改良劑的探討。

報告指出經實際投入到受污染土壤後，對於水稻生長的幫助十分顯著，使用了該土壤改良劑的農地所種植出的稻米產量遠比其他沒有使用改良劑的土地提高了8~14%。且該轉爐石用做土壤改良劑已成功商品化在日本東北等地區進行販售與使用』。

圖19-1 日本目前鋼鐵廠所產出產出鋼(鐵)爐渣(含轉爐石)化學組成份

福島海嘯後約產生了1,300~2,800萬噸的殘破瓦礫廢棄物並且覆蓋了薄薄一層的海底淤泥，經過多年努力後將固體廢棄物清除後，統計了受到海水淹蓋的土地面積共達2,360 km2，而受到鹽化汙染的農地面積則占了1500km2，如下圖19-3。

圖19-3 為海嘯侵襲日本東北海岸線的分佈圖。

土壤鹽害分析：
下圖4 為福島海嘯前後的農地土壤離子濃度變化。結果說明了海嘯過後的農地中鈣離子當量濃度的大幅減少而鈉離子濃度暴增，其原因為海水中富含的大量鈉離子進入到了農地土壤中並取代了鈣的位置，導致土壤顆粒易於分散，不易結成強韌及發達的粒團構造，詳圖5。(鈉是良好的土壤分散劑；鈣是良好的土壤膠結劑)

圖4 農地土壤離子濃度變化表

圖5 鈉離子分散土壤顆粒的機理

土壤酸害分析：
圖6 為海底淤泥對一般農地造成的硫化污染途徑，因海底淤泥中的二硫化亞鐵與空氣中的氧接觸後產成了硫酸鹽反應，該硫酸鹽將直接的對土讓造成酸害的影響；而土壤中本身存在的嗜硫菌將硫酸鹽進一步的代謝後產生出對植物有害的硫化氫。，然轉爐石裡富含的亞鐵離子可針對海底淤泥所造成的硫化氫污染物進行有效的還原成硫化亞鐵。

圖6 土壤被海底淤泥酸化的機制圖

轉爐石裡富含的游離鈣、與亞鐵離子能夠有效針對土壤鹽化、酸化的問題進行解決，其中所富含的微量元素矽鎂錳磷等還能提供給植物作為生長所需養分(詳圖7)，是非常適合做為東北海嘯汙染農地的土壤改良劑。

圖7 轉爐石成份作為土壤改良劑的機制

轉爐石做為土壤改良劑並成功的商品化運用在日本東北海嘯後污染的農地，詳圖8。而使用了該土壤改良劑的農地所種植出的稻米產量遠比其他沒有使用改良劑的土地提高了8~14%。足以證實轉爐石土壤改良劑已成功在日本東北驗證其良好的應用成果。

圖8 轉爐石做為土壤改良肥料，實際販售的成品。

圖9 使用轉爐石土壤改良劑的農地所生長的水稻

資料來源： Utilization of steelmaking slag in Japan and the recent progress towards soil amendment