中国工业报记者曹雅丽

金属资源是社会发展的重要原料，是支撑先进制造业的基础，而先进制造业是国家核心竞争力的重要组成部分。我国金属矿产资源多以共伴生矿形式存在，受技术限制，冶炼过程中尚残存大量伴生稀贵金属未回收利用，造成资源巨大浪费。尾矿是矿石磨细、选取有用组分后排放的“废弃物”。受我国资源禀赋条件的制约，开采1吨金属矿石约有0.9吨尾矿形成，尾矿产生量约占工业固体废弃物总量的30%。我国各类金属尾矿贮存总量多达60亿吨，且以3亿吨的年均增长率不断增加。尾矿堆积形成的尾矿库不仅压占土地，而且尾矿直接裸露堆置其中残留的重金属、选矿药剂等有毒物质在风蚀水蚀过程中，通过地球化学链、食物链进入生物体，给矿区及其周边的生态安全和社会稳定带来了严重隐患。尾矿治理及其关键技术研究是当前环境保护所面临的紧迫任务。

本报记者就尾矿治理，采访了矿区生态修复专家、华北理工大学副教授谷海红。她指出尾矿的治理技术已引起了国内外的广泛关注，科学高效地综合利用好尾矿资源，有利于缓解资源和环境的双重压力，但受技术限制，我国尾矿综合利用率尚较低。

谷海红从中山大学取得博士学位，现任教于华北理工大学，长期从事矿区生态修复、土壤重金属污染修复等方向的教学和研究工作。近年来发表学术论文50余篇，引用1500余次；发明专利7项；主持国家自然科学基金项目、省自然科学基金项目、省高等学校青年拔尖人才计划项目、省留学人员科技活动择优资助项目等10余项；荣获河北省科技进步奖、绿色矿山科学技术奖、河北省山区创业奖等奖励多项。

谷海红表示，尾矿是有待挖潜的宝藏，随着科学技术的进步和自然资源的紧缺，尾矿将会成为重要的二次矿物资源，进行再次开发分离有价金属，实现尾矿的资源化利用，变废为宝，其价值远远超过金属元素的价值，尾矿综合利用具有巨大的市场潜力和光明的发展前景。

尾矿综合利用

记者：请问目前尾矿综合利用主要有哪些方式？

谷海红：在国家废弃资源综合利用和矿业循环经济政策引导下，尾矿在二次回收，回填，研发建筑材料和产品，制备肥料和土壤改良剂等方面得到了广泛的研究和应用。但目前由于工艺复杂、效益低，尾矿综合利用技术大多处于研发阶段，尚未得到广泛的应用。对于二次回收技术，因为受资源禀赋特征以及技术限制等因素的影响，尾矿二次分选困难，存在环境污染等问题；对于尾矿充填采空区技术，可以吸收大量的尾矿，而且替代原有胶结充填材料可以降低充填成本，是一种有效的尾矿减量利用技术，但目前存在充填质量差、成本高等问题；对于研发建筑、农业等方面的尾矿新材料和新产品技术，由于尾矿成分复杂，含有较多的金属离子和化学物质，产品性能的长期稳定性及安全性仍然存在一定的问题，产品的社会接受和认可程度依然不高。统计数据显示，2022年中国尾矿的综合利用量4.58亿吨，占比不足总量的10%。因此，从长远考虑，对于尚不能有效利用的尾矿的治理问题，有必要采取以尾矿资源保护为前提的尾矿生态修复技术，具有良好的经济、社会和生态效益，既可以解决尾矿环境污染问题，又可以保护尾矿中含量依然较高的金属资源，待以后技术成熟再挖潜。尾矿生态修复是促进废弃矿山变成“绿水青山”乃至“金山银山”的关键环节。

尾矿生态修复技术

记者：请问目前尾矿生态修复技术主要有哪些方法？

谷海红：目前尾矿生态修复方法主要有物理修复、化学修复、生物修复以及综合修复等。物理方法是指通过工程措施减少尾矿库内的渗漏和滑坡，将尾矿堆积体堆筑为相对稳定的尾矿库的方法，以及通过客土法、换土法和深耕翻土法等将土壤覆盖在尾矿表层的原位修复及现场修复方法，但此方法工程量大、成本高，没有被广泛推广应用。化学修复包括化学淋洗、化学氧化等，利用化学药剂降低土壤重金属含量或活性，以及通过添加改良剂改变尾矿环境质量，促进植物生长，但此方法存在成本高，效果不稳定等问题。生物修复是指利用植物、动物、微生物，及联合应用对土壤中的有毒有害物质进行吸收、降解和转化，使其变成低毒甚至无毒的物质，其中植物修复技术可减少尾矿表面风和水的侵蚀过程，具有成本低、技术简单、易操作等优点，且能在不同程度上提升矿区的植被碳汇和土壤碳储的能力，是面向“碳中和”的矿山修复有效路径。但植物修复也存在不足，如治理周期较长；植物对重金属等有毒物质的吸收积累能力有限；植物生长需要充足的养分和水分，但尾矿存在养分贫瘠、持水能力弱等问题。而且已有尾矿植物修复研究对碳汇效应的关注不够，相关技术难于满足双碳战略下生态修复技术需求。因此，要想将植物修复法应用于尾矿库生态修复治理中还需进一步改进完善。

尾矿植物-微生物联合修复

记者：面向“双碳”目标，请问尾矿植物-微生物联合修复技术有哪些优势？

谷海红：针对养分贫瘠、结构不良、重金属含量高和种类多等尾矿复合逆境，单靠植物修复方法很难达到较好的修复作用，传统的尾矿复垦方法，常常会出现“一年绿，二年黄，三年死光光”的现象，因此尾矿复绿不应仅仅是覆绿，必须科学治理，通过建立结构稳定并能自我维持的生态系统来解决问题。越来越多的研究正在通过微生物辅助植物修复来提高修复效率。大量的微生物种类包括细菌和真菌，已被证实可以通过沉淀、化学吸附、离子交换、与有机配体形成稳定的络合物，以及氧化还原反应等方式来改变基质中金属离子含量，同时还具有促进植物生长，改善基质结构等作用。因此，从长远考虑，植物-微生物联合矿区生态修复技术，能够建立结构稳定并能自我维持的生态系统，且能够有效提高矿区碳固持，助力“双碳目标”的实现，具有良好的生态与社会效益。先锋植物品种的选择是金属尾矿生态修复的重要环节，需要具有耐重金属胁迫、耐干旱、耐贫瘠、耐盐碱等重要特征。豆科植物是具有独特优势的物种，具有顽强的生命力，并且生长迅速，具备改良尾矿的潜能。豆科植物能对胁迫环境具有较强的适应能力，是由于其能与微生物建立共生关系，共生是生物适应营养物质匮乏、干旱、高温、毒害等胁迫环境的有效策略之一。豆科植物不仅能与根瘤菌（Rhizobium）天然共生，且大多能与丛枝菌根真菌（ArbuscularMycorrhizalFungi，AMF）共生，建立丛枝菌根真菌-豆科植物-根瘤菌双重共生系统。该双重共生系统最为突出的效果表现在增强植物氮、磷等吸收，丛枝菌根真菌根外菌丝能增加根际土壤磷酸酶活性，提高植物磷营养，并能弥补根瘤菌受磷素限制的缺陷，促进根瘤固氮。此外，双重共生系统可增强植物抗金属毒害、抗旱、抗病等抵抗逆境的能力。丛枝菌根真菌-豆科植物-根瘤菌双重共生系统能够通过协同增效作用，提高植物在金属尾矿复合逆境中的生存能力，具有较好的应用前景。但双重共生体系作用机制复杂，其确切的作用机制尚未阐明。此外，植物品种的合理配置，是尾矿生态重建的重要环节。草本植物大多只是生态系统恢复过程的先锋种，植被的顶极群落往往是森林，更为重要的是，根据生态学自然演替规律，物种多样性是生态系统稳定的基础，但以往研究对生物多样性及生态稳定性的研究尚较缺乏。

因此，从长远考虑，尾矿联合植物和微生物修复，建立结构稳定并能自我维持的生态系统，具有良好的生态与社会效益，且最为经济可行。探索并利用植物和微生物间的共生关系，激发植物和共生微生物自身的潜能，充分发挥其互利互惠的协同增效作用，提高宿主植物在尾矿胁迫环境中的定殖能力，促进生态系统的多样性及稳定性，将在尾矿生态修复和可持续发展中发挥重要作用，对积极践行“绿水青山就是金山银山”的理念，助力“双碳”目标实现，具有重要意义。