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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)
2023-J-38
申報單位
廣東江銅桃林生態(tài)環(huán)境有限公司
推薦單位
廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會
一、技術(shù)簡介
適用范圍
本技術(shù)適用于我國各類礦山廢棄地(包括排土場、尾礦庫、采坑邊坡、污染退化土地等)的土壤重金屬污染治理工作，特別是對酸性金屬礦山土壤污染治理具有較好效果。
技術(shù)原理
礦山土壤酸化實(shí)質(zhì)上是產(chǎn)酸微生物驅(qū)動的金屬硫化物氧化產(chǎn)酸過程。本技術(shù)通過添加具有自主知識產(chǎn)權(quán)的抑酸微生物菌劑并調(diào)控關(guān)鍵理化參數(shù)，引入與培育有益微生物，顯著降低產(chǎn)酸微生物比例，實(shí)現(xiàn)源頭抑酸、大幅降低重金屬溶出。
在源頭減量的基礎(chǔ)上，添加石灰、土壤改良基質(zhì)以及磷肥等，通過拮抗、螯合、共沉淀作用等進(jìn)一步固定重金屬。此外，通過研發(fā)的酸化快速精準(zhǔn)預(yù)測NAG-pH技術(shù)，準(zhǔn)確判斷區(qū)域產(chǎn)酸情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)添加各類改良材料。
在以上基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)選“草-灌-喬”耐酸固化植物并依據(jù)生態(tài)位理論進(jìn)行高效組合，快速形成高覆蓋度的先鋒植被系統(tǒng)，最短時間內(nèi)營造出適合長期定居植物生長的微生境，最終建立一個自維持、不退化、正向演替的植被生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦山重金屬污染的長效固定。
工藝路線
1、前期調(diào)查：對現(xiàn)場土壤進(jìn)行取樣分析，確定改良材料的添加量。
2、地形整理：結(jié)合排水溝設(shè)置，依山就勢整形，保持固有穩(wěn)定性。
3、排水系統(tǒng)修筑：構(gòu)造縱橫排水溝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將區(qū)域徑流有序?qū)С觥?br />
4、原位基質(zhì)改良：土地備耕→土壤有毒物質(zhì)沉降→石灰中和→施加專用土壤改良材料。
5、直接植被：種、播相結(jié)合，分期分階段進(jìn)行植被恢復(fù)。最終建立自維持、不退化的正向演替植被系統(tǒng)。
6、后期撫育：包括澆水、施肥、病蟲害防治等，一年后自維持、無需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
7、修復(fù)評價：評估酸化控制效果、重金屬污染固定效果、植被恢復(fù)效果等。
應(yīng)用效果
土壤污染治理效果：治理區(qū)礦山土壤pH提升至6~9，主要重金屬污染物固定率≥50%；
水體污染治理效果：治理區(qū)外排水pH值達(dá)到6~9，主要重金屬污染物削減率≥90%；pH值，鉛、鋅、銅、鎘、砷等重金屬含量滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)Ⅲ類水限值標(biāo)準(zhǔn)；
植被恢復(fù)效果：治理區(qū)整體植被覆蓋度≥90%，植物種類數(shù)目≥10種，構(gòu)建自維持、不退化的免維護(hù)植被系統(tǒng)；
生態(tài)改善效果：因土地類型變化帶來的碳增匯約50~55 t/hm2，因重建植被帶來的碳增匯約6.0~10 t/hm2。
二次污染：本技術(shù)無需覆土，可以避免挖損周邊山體，避免取土覆土對環(huán)境造成的二次破壞；采用植物-微生物固化技術(shù)源頭控制重金屬，綠色環(huán)保，不會產(chǎn)生二次污染。
研發(fā)背景
土壤重金屬污染是中國面臨的重大環(huán)境問題之一，礦山開采帶來的重金屬釋放是環(huán)境重金屬污染的主要源頭。我國礦業(yè)廢棄地達(dá)300多萬公頃，且每年新增3萬-4萬公頃。黨的二十大報告將“加強(qiáng)土壤污染源頭防控”作為我國污染防治方面的重要舉措，因此，有效開展礦區(qū)重金屬治理，對于源頭解決我國突出的礦山重金屬污染問題具有重要意義。
國內(nèi)外主要采用覆土植被或隔離覆土植被技術(shù)，該類技術(shù)存在成本高、二次環(huán)境破壞、易退化等諸多缺陷，不能有效解決重金屬污染問題。本技術(shù)通過微生物調(diào)控實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)，成本降低一半以上，且生態(tài)環(huán)境效益顯著，是一種適合我國國情的礦山污染源頭治理技術(shù)。
技術(shù)特點(diǎn)
(1)不需要額外土源，成本減半，不會產(chǎn)生二次環(huán)境破壞。添加微生物菌劑等改良材料實(shí)現(xiàn)原位改良，通過調(diào)控微生物群落實(shí)現(xiàn)源頭控制酸化和穩(wěn)定重金屬，避免發(fā)生返酸退化；
(2)綜合利用農(nóng)業(yè)廢棄物以及礦業(yè)廢棄物用于礦山污染治理，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，節(jié)約成本并減少廢棄物處理過程帶來的能源消耗和碳排放量；
(3)優(yōu)選修復(fù)植物品種形成生物多樣性和按照生態(tài)位理論進(jìn)行喬灌草配置，建立自維持、不退化的植被系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦山重金屬的長效固定，極大地降低了后期維護(hù)成本，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升效果顯著，固碳減排效果突出。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
廣東省大寶山礦新山片區(qū)歷史遺留礦山生態(tài)恢復(fù)治理工程(一期)
案例簡介
項(xiàng)目處理對象：項(xiàng)目區(qū)域范圍內(nèi)礦山土壤和外排水中超標(biāo)的重金屬污染物。
項(xiàng)目規(guī)模：250000 平方米
業(yè)主單位：廣東省大寶山礦業(yè)有限公司
設(shè)計(jì)單位：深圳市前海東江環(huán)保科技服務(wù)有限公司
施工/運(yùn)行單位：廣東江銅桃林生態(tài)環(huán)境有限公司
監(jiān)理單位：廣東清源環(huán)保工程設(shè)備有限公司
項(xiàng)目投入運(yùn)行時間：2018年10月31日(按竣工驗(yàn)收時間)
運(yùn)行模式：本項(xiàng)目由施工單位負(fù)責(zé)運(yùn)行，項(xiàng)目最終通過植物長效固定重金屬，實(shí)現(xiàn)治理區(qū)域重金屬污染的源頭阻控，建立的植被系統(tǒng)1年后自維持、不退化，無需后期運(yùn)行維護(hù)。
驗(yàn)收日期：2018年10月31日
驗(yàn)收結(jié)論：經(jīng)查閱竣工資料和實(shí)體工程質(zhì)量察看，認(rèn)為該工程具備竣工驗(yàn)收條件，同意驗(yàn)收。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
1、治理區(qū)礦山土壤pH提升至6~9，主要重金屬污染物固定率≥50%；
2、治理區(qū)外排水pH值達(dá)到6~9，主要重金屬污染物削減率≥90%；pH值，鉛、鋅、銅、鎘、砷等重金屬含量滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)Ⅲ類水限值標(biāo)準(zhǔn)；
3、治理區(qū)整體植被覆蓋度≥90%，植物種類數(shù)目≥10種。
業(yè)主單位
廣東省大寶山礦業(yè)有限公司
投運(yùn)時間
2018年10月31日(按竣工驗(yàn)收時間)
工藝流程
1、前期調(diào)查：在治理范圍代表性地段采集原始礦山土壤樣品，調(diào)研周邊植物。
2、地形整理：結(jié)合排水溝設(shè)置，依山就勢整形，連續(xù)長坡面適當(dāng)進(jìn)行削坡降級，構(gòu)筑緩沖平臺，形成排水坡度。
3、排水系統(tǒng)修筑：構(gòu)造縱橫排水溝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將區(qū)域徑流有序?qū)С觥?br />
4、原位基質(zhì)改良：土地備耕→土壤有毒物質(zhì)沉降→石灰中和→施加專用土壤改良材料。
5、直接植被：采用種、播相結(jié)合，分期分階段進(jìn)行植被恢復(fù)。最終建立自維持、不退化的正向演替植被系統(tǒng)。
6、后期撫育：包括澆水、施肥、補(bǔ)苗、病蟲害防治等，人工輔助植物進(jìn)入演替過程，一年后自維持、無需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
7、修復(fù)評價：采集土壤和水樣，并進(jìn)行植物調(diào)查，評估項(xiàng)目實(shí)施后的酸化控制、重金屬污染固定及植被恢復(fù)效果等，形成效果評估總結(jié)報告。
運(yùn)行情況
第1年治理效果：土壤pH值上升至中性，重金屬鋅、銅、鎘的固定率分別達(dá)到96.8%、98.9%和98.9%；外排水水樣pH均值為6.12，重金屬鉛、鋅、銅、鎘、砷的削減率分別達(dá)到92.6%、99.9%、99.9%、99.8%、98.9%。
第5年治理效果：外排水水樣pH均值為7.53，重金屬鉛、鋅、銅、鎘、砷的削減率均超過99%。
本工程無需覆土，可以避免挖損周邊山體，避免取土覆土對環(huán)境造成的二次破壞，綠色環(huán)保，不會產(chǎn)生污(廢)水、污泥、飛灰、爐渣、廢氣等二次污染。
本工程運(yùn)行穩(wěn)定性、未發(fā)生過任何事故，免維護(hù)下已保持4.5年穩(wěn)定的植被效果。先后入選“廣東省首屆國土空間生態(tài)修復(fù)十大范例”“2021年度廣東省環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀示范工程”，被中央環(huán)保督察組高度評價，并作為“全國土壤污染防治管理班”的現(xiàn)場教學(xué)點(diǎn)，得到生態(tài)環(huán)境部副部長以及全國環(huán)境系統(tǒng)130名學(xué)員的高度認(rèn)可。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
通過本技術(shù)應(yīng)用，減少裸露礦區(qū)土壤的碳排放量；其次，綜合利用農(nóng)業(yè)廢棄物以及礦業(yè)廢棄物，大量減少廢棄物運(yùn)輸、處理過程帶來的碳排放量。
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 基于微生物原位調(diào)控的礦山污染源頭阻控技術(shù)
