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胡振琪:復墾先鋒

2020-1-21 7:59:43 來源:中國礦業報 作者:李秀

近日,“學習強國”學習平臺以《國際復墾先鋒獎獲得者胡振琪》為題,對中國礦業大學環境與測繪學院胡振琪教授從事土地復墾與生態修復研究與實踐的事跡進行了報道。

作為我國第一位中美聯合培養的土地復墾學博士,胡振琪在土地復墾與生態修復領域辛勤耕耘三十載,先后成為“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、教育部長江學者特聘教授,榮獲中國青年科技獎等榮譽。2018年6月4日,第35屆美國采礦與復墾學會學術會議在美國密蘇里州圣路易斯市召開,來自中國礦業大學的胡振琪教授走上頒獎典禮領獎臺,領取礦山復墾領域國際大獎——復墾先鋒獎。

胡振琪

美國采礦與復墾學會每年在世界范圍內對礦山土地復墾與生態修復領域杰出貢獻者頒獎,“復墾先鋒獎”頒給在推動礦山土地復墾與修復領域研究和實踐方面作出突出貢獻和杰出成就的人員,每年全球評選1人,這也是中國土地復墾與生態修復學者在世界范圍內首次獲得該獎項。而這距離胡振琪當年選擇到美國學習土地復墾和生態修復,正好整整30年。

帶著24箱土地復墾珍貴資料回國

在胡振琪看來,“土地復墾”這個詞源自reclamation,restoration或者rehabilitation這三個英文詞,指的是對各種擾動的土地或場地,如采礦、公路、鐵路、管道等建設工程采取整治措施,使其恢復利用。它其實是一個非常大的概念,而中文翻譯成土地復墾,常被人誤解或狹義地理解為恢復耕地。

胡振琪與土地復墾結緣30年,起源于一個偶然的機會。

1980年,17歲的胡振琪接到了中國礦業學院(后來的中國礦業大學)地質系礦山測量專業的錄取通知書,而懷著工業報國夢的他高考志愿填寫的是合肥工業大學,只因在志愿書上的服從調劑一欄畫了個鉤,意外進了自己壓根沒有報考的學校專業。

但胡振琪很快調整了自己的情緒,老師們“干一行愛一行”的教導被他深深銘記在心,大三時他放棄了留校當輔導員的機會,繼續攻讀研究生。

1988年,胡振琪獲得赴美留學的機會,當時有三個方向可以選擇,土地復墾就是其中之一。胡振琪上大學的時候,煤炭學會正好在淮北做采煤塌陷地治理,他對這方面有些了解。而當時美國的礦產土地復墾和生態修復比較熱門,設有國家礦山土地復墾研究中心,南伊利諾斯大學正是美國國家礦產土地復墾中心中西部分中心的所在地。胡振琪順利申請到了獎學金,開始了他與土地復墾和生態修復的緣分。

去美國學習之前,胡振琪到當時的國家土地管理局規劃司拜訪,當時的司長劉廣金對他說:“國家剛剛頒布法規推動土地復墾工作,非常缺這方面的人才,希望你到美國好好學習,學成后回來報效國家。”

1991年學習結束,當時很多去美國留學的人選擇了留下,但胡振琪想起出發時領導的期待,想到國家急需人才,還是毅然決定回國。

當時美國有一家圖書館有大量土地復墾方面的技術資料要捐獻,胡振琪得到消息后,積極爭取到這批資料。就這樣,他帶著24箱關于土地復墾的珍貴資料回國,現在這些資料還在中國礦業大學的圖書館里。

1996年,胡振琪再次前往英國?巳卮髮W坎伯恩礦院,研究污染土壤的修復。英國康沃爾在上世紀三四十年代的鉛鋅產量是全世界的一半,有色金屬污染比較嚴重。他們在土壤修復方面,也有很多值得借鑒的經驗。

在科研攻關的同時,胡振琪也不忘為國家培養人才,除了帶博士、碩士研究生之外,他還堅持每年給本科生上兩門基礎課,結合自己的科研情況,把最新的土地修復知識傳授給學生。

讓煤矸石山變綠,讓采煤塌陷區變美

1991年胡振琪回國時,正逢中國土地學會在平頂山召開土地復墾專業分會年會,他被增補為委員。我國96%的煤礦都是采用井工開采的方式,因此煤矸石和塌陷地是井工礦的兩大環境問題。圍繞著這兩個難題,他不斷進行技術革新。

1991年,胡振琪帶學生到山西潞安礦業集團實習,看到礦區煤矸石山污染很嚴重,就和礦區一起探討如何綠化,分析情況,總結經驗,在短時間內完成了矸石山的綠化造林,項目“煤矸石山綠化造林的基本模式及其應用”獲得原國家環保局1996年度科技進步二等獎。

最早的煤矸石修復是采用成本低的無覆土修復技術,針對的是沒有自燃的情況,效果非常好。但是煤矸石的復燃率特別高,這在國際上也是一個難題。胡振琪帶領團隊,著力攻克煤矸石的滅火和防火技術。

要滅火,首先要科學診治著火點位置,這方面胡振琪團隊擁有三個發明專利,包括采用熱紅外線遙感與測繪技術的耦合技術。但治理煤矸石的復燃,更重要的是防火。煤矸石的自燃是由氧化導致的,在這個過程中,微生物催化往往是正常氧化速度的106倍,要抑氧首先要殺死煤矸石中的微生物,同時還要采用覆蓋碾壓的方式隔絕氧化,這兩種技術結合使用,在治理煤矸石污染方面效果非常好。

在采煤塌陷地治理方面,傳統的做法是挖深墊淺,最初是采用泥漿泵復墾,但是泥漿容易土層混合,使得土壤質量比較差。胡振琪發現這個問題后,提出采取分層剝離交錯回填的技術。

一些采煤區特別是在黃泛區,上面只有40厘米厚的表土,下面都是漏水漏肥的砂漿或泥沙,復墾時稍不注意,就會影響土地生產力,而采用分層剝離技術正好將珍貴的表土保護起來,構造出較好的土壤剖面。他的相關成果論文發表后,被煤炭學報評為50年來最有影響力的百篇論文之一,項目成果《煤礦區土地生態環境損害的綜合治理技術》也獲得了2004年國家科技進步二等獎。

在土地復墾過程中,胡振琪一直在思考一個問題:大量采煤塌陷地都是塌陷了再治理,其實是一種末端治理。能不能從源頭和過程中控制,實現邊采邊復。經過多年的研究,他提出了“邊采邊復”的原理和技術體系,攻克了復墾時機、復墾標高和動態復墾工藝等關鍵技術,可多恢復耕地10%~40%。

“魚與熊掌兼得”是很有成就感的事情

在中國,一提到土地復墾,人們首先想起的是恢復耕地,要想將采煤塌陷地治理成可耕地,充填復墾是首選,因此充填材料就很重要。過去最常采用的是粉煤灰、煤矸石,但是這兩種材料存在著潛在的污染風險。能不能找到一種更環保的充填材料?胡振琪將目光投向了黃河泥沙。

從2012年到2016年,胡振琪潛心研究,終于完成了“十二五”國家支撐計劃課題——大型煤炭基地沉陷區黃河泥沙充填修復技術及示范。有了好的想法,首先就要解決一系列工藝難題,比如取沙、輸沙以及沉沙排水等問題。他將試驗區選在離黃河較近的山東省梁山縣,與采煤沉陷區具有相似的地貌特征,都是坑塘澇洼地。

試驗區建成了,但土地復墾效果卻不理想,主要是種植的農作物產量只有周圍正常農田的一半,查找原因改進技術,可是依舊沒有達到預期目標。“原因可能是復墾后的土地呈‘上土下沙’結構,一般來說,泥沙上面需要覆蓋70厘米厚的土壤才有利于農作物生長,可是有些地方沒有那么多的土壤,怎么辦?”胡振琪繼續尋找答案。

最終,他們找到了分層充填的方法。胡振琪戲稱其為“五花肉式”夾心土壤,充填一層泥沙,覆蓋一層土壤,再充填一層泥沙,如此反復循環,泥沙中夾雜著若干層土壤,既有利于保水保肥,又有利于微生物活動加速土壤熟化,復墾后的農田產量很快達到正常農田水平。

2015年,這種夾層式充填方法成功申請了發明專利。胡振琪認為,不僅是針對黃河泥沙,其他充填材料也可以考慮這種方法,不僅成本低,而且對土地生產力恢復也大有好處。

“2005年,我們就在國內首次提出煤糧復合區的概念。要知道,我國10.8%的煤炭可采儲量與耕地重合,如果將煤糧復合區的這些煤炭都挖出來,2億畝耕地可能就沒了。魚與熊掌不可兼得,要煤炭還是要糧食,成為一對矛盾,但是我國的國情是既要煤炭又要糧食,怎么辦?利用充填復墾技術對采煤塌陷區進行生態修復,能將耕地修復如初,甚至更好,就能實現魚與熊掌兼得。”胡振琪信心滿滿地說。

胡振琪一直忘不了當年在安徽淮北周口村治理塌陷地時的情景。皖北礦務局劉橋一礦所在地的周口村有千余畝采煤塌陷區,他們按照生態工程原理規劃設計,通過挖深墊淺,將采煤塌陷地改造成了一個生態農場。治理完成后,村民又找上門來了:“你們給我把土地弄成魚塘了,可我們原來只會種地,不會養魚啊。”沒有辦法,他只好又找資料研究怎么養魚,在村里開課講養魚的基本知識,比如魚塘塘埂的標高、坡度和深度,按什么樣的密度和種類放養等等,沒想到就連老太太都來聽課,有些甚至帶著家里的小孩子來。

回首三十載,胡振琪感慨很多,雖然爬矸石山采樣很辛苦,雖然土地復墾路上有著一道道難關,但每當看到光禿禿的煤矸石山變成了綠山,看到廢棄的塌陷地變身為高產良田或百姓休閑的公園,他心中就特別有成就感,為自己做了一件美好的事情感到自豪!

網站編輯:宮莉

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