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废矿山变良田,这位科学家太厉害!

浏览:28 发表时间:2020-08-03 11:14:56

整个7月,媒体头条被水淹了大半,成灾的洪水,以及酸化的“黄水”。

洪水不陌生,在粤、黔、桂等20多个省泛滥。“黄水”则不同,是陕西省秦巴山区的特产,又称磺水,因硫铁矿矿渣造成。

据澎湃新闻报道,汉江上游秦巴山区已经被这种水“毒”害几十年。2000年左右开始,那里的矿区虽被关停,但矿渣随雨水、泉溪跑得漫山遍野,不仅造成了村民吃水难问题,还为整个汉江流域埋下重金属污染的隐患。

露天堆放的矿渣随处可见,有矿渣的地方流水就呈土黄色,PH值显示为强酸性。

面对触目惊心的“黄”,为什么不治理?资金和技术随舆论发酵,成了摆在台面上的硬骨头。

这块骨头并非最近才卡进中国环境治理的咽喉。它已经卡了几十年,因矿业污染历史欠账过多,“旧账”未还、“新账”又欠等问题,咽不下去,也吐不出来。憋得国家难受,搞治理的人也着急。

中国矿业大学教授胡振琪跟着着急了30年。他是最早一批投入到土地复垦与矿区生态重建的学者,见证了国内矿山生态修复技术的从无到有。如何让荒芜变沃土,他,最有发言权。

哪里需要,到哪去

1980年,胡振琪高中毕业,在全国统一考试后,被分配到自己并没有报考的矿山测量专业。当时,煤炭行业苦是大家公认的。有人劝他,“是不是就不要去了,以后再重新考”。

苦,胡振琪不怕,但对专业的一无所知让他犹豫了。恰好这时,中国矿业学院的老教师们拉了他一把。那些有着几十年经验的老先生们,握着胡振琪的手,给他讲专业要干嘛、跑野外的特别经历……临走时,拍拍他的肩膀:“小伙子,好好干,以后给国家干大事!”

胡振琪听入迷了,心里澎湃的期待打消了最后的顾虑。在中国矿业大学,他不光读完本科、研究生,还成了我国第一位中美联合培养的土地复垦学博士。

土地复垦,就是把被破坏或退化的土地再利用。因为采矿业一直以来破坏力最强,所以很多时候,会狭义地把它看作是对工矿业用地的生态恢复。

在国际上,英、美、澳等国家很早就注意到采矿后的植被恢复问题。比如德国,1940年开始就要求最大程度减少破坏生态环境;美国在1971年的矿山土地复垦率已经达到79.5%……而我国在1988年才正式从国家层面重视,颁布了《土地复垦规定》。

巧的是,规定推出之前,胡振琪拿到了美国国家矿山土地复垦研究中心—中西部中心的录取通知。于是,他立马拜访了当时负责全国土地复垦的司长,听到了一番振奋人心的回答,“这个领域是我们国家急缺人才的领域,你要有机会到国外去,好好学习……”

国家急缺,这几个字印在胡振琪心里。因为需要,他开始了异国求学之行。两年后也因为需要,胡振琪拒绝了导师的挽留,扎进一穷二白的中国土地复垦建设当中。那是20世纪90年代,国内修复生态学方面的工作才刚起步,一些地区的土地复垦率还不到1%。

会自燃的矿山怎么治

初出茅庐的胡振琪拿着1万多块钱项目经费,到了潞安王庄煤矿,调查污染程度,想在这些矸石山上种些花草树木。

种什么活得久,怎么种恢复得快,这些都成为他要考虑的问题。最终,胡振琪用3年时间给四个山头种满了刺槐、臭椿,让4公顷土地产生了400万元的直接经济效益。煤矸山“活”了,胡振琪也打响了自己回国第一枪,获得了国家环保局科技进步奖二等奖。

山西省杜儿坪治理前后对比图

废矿山绿了,就没事了?答案是否定的,并且再次破坏的凶手不是人,是矿山自己。

据1994年矿山环境调查,淮河以北半干旱地区的1072座矸石山中有464座发生过自燃,自燃率达43.3%。而且像近期被曝光的硫铁矿,最是顽固。它一与空气大面积接触就会发生氧化,释放出热量和酸性物质,导致山体自燃。这样子,哪怕治理了,恢复的植被一下子又全没了。

怎么才能全面恢复?胡振琪觉得,光灭火还不行,防是关键。

爬矸山、搞检测、做设计……胡振琪冒着危险,用土里来、矿里去的几年琢磨出了门道:一是对隐伏的着火点位置进行预判、诊断,“比如把热红外遥感和先进的测绘技术结合,我们就能把这个位置准确地定下来……”;二是对氧气本身的驱逐。胡振琪提出的抑氧、隔氧方法从源头上阻止了氧化反应的发生,没了氧气,硫铁矿自然没办法自个儿作妖。

如果火真正燃起来了,也不怕!远距离喷浆和近距离注浆的强强联合,是胡振琪给矿山火灾上的最后一道保险。这一点,可是经过了一线企业的认证。

山西是煤矿大省,煤炭企业时刻盯着国内的前沿技术。胡振琪因浅层注浆灭火降温技术得到关注,“这个技术在当时的技术里,工程效率最高、速度最快、效果非常明显,而且从根本上解决了最困难的复燃问题”,山西大地民基生态环境股份有限公司总工程师耿侃认准了技术,夸起来赞不绝口。

一山更比一山难

矿山不止自燃一个大问题。

2017年的两会期间,安徽省淮南市养牛大户刘琴代表提交了一份“关于建立沉陷区综合治理专项资金的建议”。养牛大户为什么突然关心沉陷区?这得从淮南市说起。

淮南是国家13个亿吨级煤炭生产基地和6个大型煤电基地之一。地下采煤越多,形成的沉陷区越大。到2013年底,淮南市塌陷面积约220平方千米,波及31.1万居民。而且如果不及时控制,全市最终塌陷面积将达687平方千米。这相当于100个杭州西湖。

被遗弃的矿山,我国不止一两座;被塌陷区攻占的城市,一定也不止淮南。

在淮南市大李家庄,受影响的区域短短几年内就形成了一个巨大的湖泊。

煤层挖空后的土地塌陷,胡振琪也早就留意了,还发现往期治理中的一个大漏洞。

因为技术和认识的不足,我国起初针对采煤塌陷区的土地复垦,多使用一些泥浆棒填充。成本低、填得快、技术难度小,在全国很快流行起来。但是,填完10年过去,地下的泥浆还是泥浆,水汪汪的,根本长不了农作物,更别提建房、修路。

这个问题大家习以为常,可胡振琪看不下去,于是提出了“分层剥离,交错回填”的新办法,在河南、安徽、江苏等地成功复垦1000多公顷采煤塌陷地。并且,光是填还不够。1993年,皖北矿务局刘桥一矿所在地的周口村和黄新庄,村民们养的鱼肥了、多了,年收入从300元增加到1000元。靠的什么?不仅是填土造地,还有胡振琪手把手教给农民的:塘埂造多高、深度挖多少、鱼的密度怎么放……

的确,对于塌陷地利用,除了单纯的填埋,胡振琪还容易想很多,比如能不能超前治理,边采矿边复垦。

在国外,这样的模式不新鲜,但多用在露天的矿区。像我国这种井下煤矿,胡振琪的想法是先例。恰好,他矿产测量专业起了大作用。“我们能够预知未来要塌陷多深、在哪个位置,那就提前把会被水泡的土壤取出来,有了土壤,我就能恢复地了。”一遍开采,一遍恢复,经技术一分析,可以多恢复土地10%到40%呢!

一寸耕地一寸金。为了鱼虾满塘、鸭鹅满地,荒山重回绿林,胡振琪努力了30年。等待他的还有下一个30年、再一个30年……

《我是科学人》纪录片由长安信托特约赞助。

(来源:我是科学人 绿色矿山网)


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