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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-38
申報單位
廣東江銅桃林生態環境有限公司
推薦單位
廣東省環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
本技術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。
技術原理
礦山土壤酸化實質上是產酸微生物驅動的金屬硫化物氧化產酸過程。本技術通過添加具有自主知識產權的抑酸微生物菌劑并調控關鍵理化參數，引入與培育有益微生物，顯著降低產酸微生物比例，實現源頭抑酸、大幅降低重金屬溶出。
在源頭減量的基礎上，添加石灰、土壤改良基質以及磷肥等，通過拮抗、螯合、共沉淀作用等進一步固定重金屬。此外，通過研發的酸化快速精準預測NAG-pH技術，準確判斷區域產酸情況，實現精準添加各類改良材料。
在以上基礎上，進一步優選“草-灌-喬”耐酸固化植物并依據生態位理論進行高效組合，快速形成高覆蓋度的先鋒植被系統，最短時間內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系統，實現礦山重金屬污染的長效固定。
工藝路線
1、前期調查：對現場土壤進行取樣分析，確定改良材料的添加量。
2、地形整理：結合排水溝設置，依山就勢整形，保持固有穩定性。
3、排水系統修筑：構造縱橫排水溝網絡系統，將區域徑流有序導出。
4、原位基質改良：土地備耕→土壤有毒物質沉降→石灰中和→施加專用土壤改良材料。
5、直接植被：種、播相結合，分期分階段進行植被恢復。最終建立自維持、不退化的正向演替植被系統。
6、后期撫育：包括澆水、施肥、病蟲害防治等，一年后自維持、無需進行養護。
7、修復評價：評估酸化控制效果、重金屬污染固定效果、植被恢復效果等。
應用效果
土壤污染治理效果：治理區礦山土壤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：治理區外排水pH值達到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境質量標準(GB 3838-2002)Ⅲ類水限值標準；
植被恢復效果：治理區整體植被覆蓋度≥90%，植物種類數目≥10種，構建自維持、不退化的免維護植被系統；
生態改善效果：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：本技術無需覆土，可以避免挖損周邊山體，避免取土覆土對環境造成的二次破壞；采用植物-微生物固化技術源頭控制重金屬，綠色環保，不會產生二次污染。
研發背景
土壤重金屬污染是中國面臨的重大環境問題之一，礦山開采帶來的重金屬釋放是環境重金屬污染的主要源頭。我國礦業廢棄地達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。
國內外主要采用覆土植被或隔離覆土植被技術，該類技術存在成本高、二次環境破壞、易退化等諸多缺陷，不能有效解決重金屬污染問題。本技術通過微生物調控實現原位修復，成本降低一半以上，且生態環境效益顯著，是一種適合我國國情的礦山污染源頭治理技術。
技術特點
(1)不需要額外土源，成本減半，不會產生二次環境破壞。添加微生物菌劑等改良材料實現原位改良，通過調控微生物群落實現源頭控制酸化和穩定重金屬，避免發生返酸退化；
(2)綜合利用農業廢棄物以及礦業廢棄物用于礦山污染治理，實現以廢治廢，節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)優選修復植物品種形成生物多樣性和按照生態位理論進行喬灌草配置，建立自維持、不退化的植被系統，實現了礦山重金屬的長效固定，極大地降低了后期維護成本，生態環境質量提升效果顯著，固碳減排效果突出。
二、典型應用案例
案例名稱
廣東省大寶山礦新山片區歷史遺留礦山生態恢復治理工程(一期)
案例簡介
項目處理對象：項目區域范圍內礦山土壤和外排水中超標的重金屬污染物。
項目規模：250000 平方米
業主單位：廣東省大寶山礦業有限公司
設計單位：深圳市前海東江環保科技服務有限公司
施工/運行單位：廣東江銅桃林生態環境有限公司
監理單位：廣東清源環保工程設備有限公司
項目投入運行時間：2018年10月31日(按竣工驗收時間)
運行模式：本項目由施工單位負責運行，項目最終通過植物長效固定重金屬，實現治理區域重金屬污染的源頭阻控，建立的植被系統1年后自維持、不退化，無需后期運行維護。
驗收日期：2018年10月31日
驗收結論：經查閱竣工資料和實體工程質量察看，認為該工程具備竣工驗收條件，同意驗收。
達到的標準或性能要求
1、治理區礦山土壤pH提升至6~9，主要重金屬污染物固定率≥50%；
2、治理區外排水pH值達到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境質量標準(GB 3838-2002)Ⅲ類水限值標準；
3、治理區整體植被覆蓋度≥90%，植物種類數目≥10種。
業主單位
廣東省大寶山礦業有限公司
投運時間
2018年10月31日(按竣工驗收時間)
工藝流程
1、前期調查：在治理范圍代表性地段采集原始礦山土壤樣品，調研周邊植物。
2、地形整理：結合排水溝設置，依山就勢整形，連續長坡面適當進行削坡降級，構筑緩沖平臺，形成排水坡度。
3、排水系統修筑：構造縱橫排水溝網絡系統，將區域徑流有序導出。
4、原位基質改良：土地備耕→土壤有毒物質沉降→石灰中和→施加專用土壤改良材料。
5、直接植被：采用種、播相結合，分期分階段進行植被恢復。最終建立自維持、不退化的正向演替植被系統。
6、后期撫育：包括澆水、施肥、補苗、病蟲害防治等，人工輔助植物進入演替過程，一年后自維持、無需進行養護。
7、修復評價：采集土壤和水樣，并進行植物調查，評估項目實施后的酸化控制、重金屬污染固定及植被恢復效果等，形成效果評估總結報告。
運行情況
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，避免取土覆土對環境造成的二次破壞，綠色環保，不會產生污(廢)水、污泥、飛灰、爐渣、廢氣等二次污染。
本工程運行穩定性、未發生過任何事故，免維護下已保持4.5年穩定的植被效果。先后入選“廣東省首屆國土空間生態修復十大范例”“2021年度廣東省環境保護優秀示范工程”，被中央環保督察組高度評價，并作為“全國土壤污染防治管理班”的現場教學點，得到生態環境部副部長以及全國環境系統130名學員的高度認可。
技術應用產生的碳減排效果
通過本技術應用，減少裸露礦區土壤的碳排放量；其次，綜合利用農業廢棄物以及礦業廢棄物，大量減少廢棄物運輸、處理過程帶來的碳排放量。
原標題：環保新質生產力 | 基于微生物原位調控的礦山污染源頭阻控技術
