“去年試種了10多種草木植物，長勢都很好，今年栽的樹苗全活了，辣椒也檢測過，完全可以放心吃！”初秋時節(jié)，貴州六盤水市盤州市盤南煤炭公司一塊“年輕”土地讓大家真切感受到科技的魔幻魅力，原本一片荒蕪的廟田矸石山煥發(fā)勃勃生機(jī)，“點石成土”碩果累累。
7.5畝試驗場地，上千噸煤矸石、粉煤灰等大宗煤基固廢完美蛻變，從生態(tài)“破壞者”轉(zhuǎn)化為綠色“守護(hù)者”。在這里，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所研究員白冰的“人工造土造地技術(shù)”從理論研究變成應(yīng)用成果，也標(biāo)志著我國首塊“人造土地”種植成功。
科技引領(lǐng)破局
煤炭是我國主要基礎(chǔ)能源和重要工業(yè)原料，一般而言每生產(chǎn)一噸原煤，會產(chǎn)生約0.15-0.2噸煤矸石，電煤燃燒也會產(chǎn)生粉煤灰。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，我國煤矸石存量約60億噸，每年新增5億噸至8億噸。
白冰介紹，煤矸石、粉煤灰等大宗煤基固廢長期大量堆放可能會帶來嚴(yán)重的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)甚至社會問題。土地被占用，造成耕地、林地等面積減少，因自燃產(chǎn)生有毒有害氣體、元素也會隨雨水淋溶和滲濾而污染地下水體和土壤，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。
“這些歷史難題，得不到徹底解決，主要還是技術(shù)路線問題。”白冰認(rèn)為，傳統(tǒng)的煤矸石綜合利用途徑很多并發(fā)揮巨大作用，如矸石發(fā)電、工業(yè)提煉、建筑業(yè)制磚、生產(chǎn)肥料土壤改良劑等。受技術(shù)經(jīng)濟(jì)和外部因素限制，市場仍在渴求一種規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)性好的新技術(shù)。
踐行綠色發(fā)展理念，對煤矸石、粉煤灰等大宗煤基固廢處置利用提出更高要求，于煤炭行業(yè)而言，解決問題迫在眉睫。
2017年，白冰在貴州六盤水掛職工作期間，發(fā)現(xiàn)六盤水的煤矸石、粉煤灰的成分與天然土壤成分很相似，巖土工程專業(yè)背景讓他深知天然土壤也是石頭長期風(fēng)化而成，便想可否把煤矸石、粉煤灰變成“人造土”。
說干就干。除在住地開展初步探索，掛職一結(jié)束，白冰立刻帶著團(tuán)隊開始進(jìn)一步研究，并在貴州六盤水市水城區(qū)開展小規(guī)?，F(xiàn)場試驗，完成技術(shù)論證。
2020年以來，白冰團(tuán)隊聯(lián)合貴州盤江煤電集團(tuán)盤江股份(9.420, -0.17, -1.77%)公司開展煤矸石山治理規(guī)模化示范，累計示范面積約20畝。開展人工造土造地與天然土地作物種植對比，在同等管護(hù)情況下，示范區(qū)與對比區(qū)域形成鮮明對比，“人造土地”作物長得更加快速和茂盛。
開辟綠色征程
天然土壤到處都是，誰會用人造土？
追問至此，白冰想到石漠化治理的重大需求，石漠化根源在于“缺土”，“造土造地”思路應(yīng)運(yùn)而生。
“人工造土工藝，以煤矸石、粉煤灰等大宗煤基固廢為主料，其他材料為輔助調(diào)節(jié)，可根據(jù)應(yīng)用場景進(jìn)行優(yōu)化定制?！卑妆f，這種人造土原料為石頭或石頭生成物，與天然土相比，在成分上相同、結(jié)構(gòu)上類似、功能上一致，可稱為“人造的天然土”，主要差別在于人工手段快于自然風(fēng)化過程。
這意味著，“人造土地資源”為其他“深度應(yīng)用開發(fā)”提供多種可能，可以實現(xiàn)多元化“附加效益”。
目前，白冰團(tuán)隊已掌握人造砂性土、人造生態(tài)粘土、人造壤土、優(yōu)化配比與改良工藝等成套技術(shù)，在內(nèi)蒙古干旱地區(qū)開展了試驗。“這個技術(shù)路線不僅可用于治理石漠化，開展礦山修復(fù)，還能拓展用于荒漠化治理、土地沙化修復(fù)等更多場景，而且可以有效控制成本。”白冰說。
“從我們參與試驗來看，新技術(shù)成本很低，而且見效非?？臁！辟F州盤江精煤股份有限公司環(huán)境保護(hù)部主任周洪說，人工造土造地技術(shù)為煤矸石綜合利用，推進(jìn)生態(tài)修復(fù)與土地整治提供新方案，實現(xiàn)生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益“三贏”。
在中科院武漢巖土力學(xué)研究所原副所長、特殊土專家孔令偉研究員看來，該技術(shù)將煤矸石等大宗固廢轉(zhuǎn)為土，代替客土移植，避免取土破壞生態(tài)和“損人利己”，且整個造土工藝基本不涉及化工過程，不會新增污染。同時，人造土地延伸利用會產(chǎn)生多重經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，值得大力深化研究和推廣。
來源：工業(yè)固廢網(wǎng)
