第04版:深读
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逐风踏浪 建起海上风电场
为矿坑穿上“绿衣”
 
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3上一篇 2023年9月15日 放大 缩小 默认        
让海拔4000多米的高寒矿石上长草
为矿坑穿上“绿衣”

 

◆本报见习记者张韵晨

5月的北京,气温已爬升,在24摄氏度—27摄氏度左右徘徊。中国矿业大学(北京)化学与环境学院教授、土壤修复生态材料研究所所长黄占斌,正和学生孔令健裹上厚厚的羽绒服,坐上飞往青海省果洛藏族自治州(以下简称果洛州)的飞机。彼时,果洛州气温在-3摄氏度—15摄氏度左右,依旧延续着冬日寒凉。

果洛州位于青海省东南部,地处青藏高原腹地的巴颜喀拉山和阿尼玛卿山之间,平均海拔4200米以上。他们此行的目的,是将实验室研究调配的高寒矿区绿化喷播基质配方,带到果洛州玛沁县矿区进行实地验证。

“简单来说,我们的课题任务是将矿渣改造为种植基质,为高原植物建造一个适合其生长的‘住房’。”黄占斌告诉本报记者。那么,这有望变成现实吗?

修复矿山土壤,给植物“造房”

青海省地理位置特殊且矿产资源丰富,如何正确处理生态环境保护与矿产资源勘查开发的关系,探索“既要金山银山又要绿水青山”的绿色发展之路,对青海省来说至关重要。

对于青海省矿产资源在产企业来说,选择“边生产、边修复”的生态修复方式是国家高质量发展的需求。位于果洛州的青海威斯特铜业有限责任公司(以下简称威斯特铜业)于2022年结束了德尔尼铜矿的开采活动,将在后续业务全部完成后开展闭矿工作。

与此同时,威斯特铜业严格按照青海省果洛州委、州政府《德尔尼铜矿生态修复治理工作方案》与《矿山地质环境保护与土地复垦方案》要求,在海拔4200多米的雪域高原上开展矿山生态修复工作。

德尔尼铜矿所在的阿尼玛卿雪山末端地区具有较高的生态价值,按照地方要求,威斯特铜业要在2026年闭矿前全面完成矿区内的生态修复工作,将矿坑修复到近似于被天然植被所覆盖的程度。

时间紧,任务重。“2021年,威斯特铜业邀请我们前往矿区考察,为生态修复施工技术提供科学指导并商定合作。”黄占斌说。

土壤是植物生长与生存的“住房”,房子好不好,要看其结构、材质和功能,而德尔尼铜矿区的土壤在这三个方面并不能满足植物生长的需求。

“首先,矿区‘客土’资源缺乏,矿山渣土结构差,缺乏土壤团粒结构;其次是土壤肥力(水肥气热)低下,有机质及水肥保持能力差,低温缺氧和植物生长缓慢;最后,该区域高海拔低温缺氧、冻融侵蚀、水蚀突出,边坡水土流失问题严重。”黄占斌向记者列举了矿区土壤所存在的三方面问题。

矿区土壤修复若想达到土壤结构改良、土壤肥力提升、降低土壤重金属污染和植物生长环境改善等修复目标,需要专业人士来保驾护航。

2022年2月,威斯特铜业签订《高寒矿区边坡绿化喷播基质配制及其应用技术研究》课题技术(委托)合同,课题由中国矿业大学(北京)承担。这也意味着,黄占斌所负责的课题组需要以矿区产生的矿渣(主要成分为蛇纹石)为原料,研究出适合高原植物生长的“住房”建造方案,即种植基质配方。

反复研发调配,完成矿渣变种植基质的实验室模拟

课题研究里反复提及的种植基质是什么?黄占斌解释:“相较于自然形成的土壤,种植基质则是人工配制的,模拟了自然土壤的种植材料。”

将矿渣变成种植基质,这个“变废为宝”的过程能实现吗?

两年时间过去了,阶段性修复目标已完成。黄占斌向记者介绍:“截至目前,已完成了高寒矿区边坡绿化喷播基质材料的分析、筛选和基质配方研发,得到蛇纹石渣土为主高寒矿区边坡绿化喷播基质配方3个,高寒矿区植被恢复土壤基质应用技术规程一份。”

这份成绩喜人,但过程并不容易。

“我一开始跟着老师接触这个课题的时候,觉得这就是让石头上长草,相当有挑战性和创新性,一度认为不可能实现。”孔令健告诉记者。

从“不可能”到“可能”,经历了实验室内一次次地反复研发调配,直至翠绿的嫩芽从一方小小的土地中破土而出。

在黄占斌的指导下,基质配方的研发由孔令健在中国矿业大学(北京)的实验室内模拟完成。其中,混土比例与改良剂添加的比例很有讲究。“在实验过程中,需要测试土壤的团粒结构指标,经过多轮测试,团粒结构始终不稳定,无法形成土块。”孔令健回忆起实验过程,印象颇深,“这一指标决定着土壤是否能够固坡,十分重要。后来,黄占斌老师指导我进行基质材料改良及其用量把控,最终解决了这一卡顿问题。”

在实验室内,虽然成功研制出蛇纹石渣土与原土配比、高寒矿区平地种植基质与边坡植被恢复喷播基质配方,但实验方案走出实验室是否适合青海的气候条件?答案还尚不可知。

应用于矿区生态修复的基质改良配方实现三个“第一”

由于青海省年平均温度较低且含氧量不足10%,植物生长周期很短,“原生条件”并不占优势。加之矿区土壤修复是需要在开采留下的裸露矿岩上喷播覆土,并将其稳定留住,形成“后天的生态系统”,其中的难度可想而知。

“基质配方虽然在实验室成功了,但其实我们内心也不踏实,到现场实际应用后发现效果还是不错的,试验田的结果显示与实验室结果基本一致。”黄占斌话语中露出一丝欣喜。

结合实地验证,最终确定了高寒矿区蛇纹石渣土与原土的配制比例为6:4,高寒矿区平地种植的基质则需要添加当地出产的羊板粪、课题组研制的TG改良剂以及提高基质水肥保持的保水剂。

而高寒矿区边坡植被恢复喷播土壤基质与高寒矿区平地种植的基质略有不同。在添加羊板粪、TG改良剂和保水剂的基础上,还需添加提高水土保持能力的粘合剂,以及长纤维和短纤维等材料。

黄占斌表示:“研制的基质改良配方应用于矿区生态修复,相比大量添加有机肥的传统修复方法,成本可节约近一半左右,还大大提高植被后续演替到自然养护的能力。”

往返于北京与青海的这条线路,黄占斌与孔令健加起来跑了共有十余次。尽管北京与青海都属于北方,但青海独特的高寒缺氧环境导致的高原胸闷、头疼等症状,让师徒二人在田间验证基质配方的可行性又增添了几分难度。

“在矿区用环刀和锤子取样的时候,身体特别不适应,砸一下就得歇两分钟,高原反应症状很严重。”孔令健回忆道。

高原天气十分多变,一年中适合生态修复的最好时节也只有在6月到8月期间。“3个月的修复黄金期很短,我们只能争分夺秒。我的学生每次在矿区都会待上半个月至一个月左右的时间,能耐得住寂寞,并且和工人们一起吃住。”说起学生,黄占斌十分欣慰,他表示生态修复从来都不是一个人、一个地方的事,而是需要社会各界共同坚守迈进。

看似只是一个研究“基质配方”的实验,但背后却藏着三个“第一”。“这是全国第一例成功实现矿山渣土改良成为种植基质的案例,也是第一例实现在4000米以上高海拔地区边坡喷播成功的案例,还是第一次大规模在高寒地区金属矿山完成生态修复(面积达3000亩)的案例。”黄占斌自豪地说。

掷地有声的三个“第一”,在高原矿区生态修复的进程中留下了浓墨重彩的一笔,课题研究已接近尾声,但生态修复仍在路上。在这个“半年冬季、半年好似在冬季”的高原上,为矿坑穿“绿衣”的故事还在持续上演着……

 
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