有色金屬礦區(qū)場地固體廢棄物與微生 物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術指南

ISC13.020

B11GRM

中關村綠色礦山產業(yè)聯(lián)盟

T/GRMP-2023-02

有色金屬礦區(qū)場地固體廢棄物與微生

物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術指南

TechnicalGuidelinesforCollaborativeSolidificationandStabilization

RemediationofSolidWasteandMicroorganismsinNonferrousMetal

MiningSites

2023-08-30發(fā)布2023-09-xx實施

中關村綠色礦山產業(yè)聯(lián)盟?發(fā)布

1范圍

本文件規(guī)定了有色金屬礦區(qū)場地固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復的

術語和定義、適用性評價、技術路線、工作程序、固體廢棄物選擇及組合、微生物

篩選及馴化、操作條件的驗證和規(guī)定、可行性驗證、工程參數(shù)的確定、工程措施、

監(jiān)測與分析、驗收要求等。

本文件適用于我國有色金屬礦區(qū)場地固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修

復工程方案設計、施工及驗收。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，

注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其

最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T12801生產過程安全衛(wèi)生要求總則

GB/T14848地下水質量標準

GB/T32722土壤質量土壤樣品長期和短期保存指南

GB15618土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準

GB36600土壤環(huán)境質量建設用地土壤污染風險管控標準

HG/T20719微生物法修復化工污染土壤技術規(guī)范

HJ25.4建設用地土壤修復技術導則

HJ25.5污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則

HJ493水質樣品的保存和管理技術規(guī)定

HJ1272生態(tài)保護修復成效評估技術指南

HJ/T415環(huán)保用微生物菌劑環(huán)境安全評價導則

HJ557固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法

GB32328-2015工業(yè)固體廢物綜合利用產品環(huán)境與質量安全評價技術導則

GB/T39198-2020一般固體廢物分類與代碼

3術語及定義

1

下列術語和定義適用于本文件。

3.1有色金屬礦區(qū)場地nonferrousmetalminingsite

因有色金屬開采、選礦、冶煉等生產運輸過程，導致對生態(tài)環(huán)境和人體健康產

生危害或具有潛在風險的場地。

3.2固體廢棄物修復insituremediationofmultiplesolidwaste

指利用場地周邊的農林-鋼鐵-煤電等行業(yè)所產生的固體廢棄物直接在場地發(fā)生

污染的位置對其進行重金屬固化及穩(wěn)定化的技術。

3.3微生物修復in-situbioremediation

指利用微生物的生長代謝作用長期有效地固化環(huán)境中重金屬的過程。

3.4重金屬固化及穩(wěn)定化材料heavymetalsolidificationmaterials

指運用物理或化學的方法固定及穩(wěn)定化重金屬，或者將重金屬轉化成化學性質

不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴散等過程，從而降低重金屬的毒害程度的

材料。

3.5重金屬固化微生物heavymetalsolidificationmicroorganism

指能夠在微生物自身或酶的作用下促進重金屬由遷移態(tài)轉變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)，固化環(huán)

境中重金屬的微生物。

3.6重金屬固化及穩(wěn)定化率Heavymetalsolidification/stabilizationrate

指固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復后污染場地樣品中重金屬浸出毒

性濃度變化與初始濃度的比值，按如下公式計算，重金屬固化及穩(wěn)定化率=（初始濃

度-修復后濃度）/初始濃度×100%。

4適用性評價及實施流程

4.1修復場地類型

固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復適用于深度較淺或不宜深度開挖的

或大面積污染場地修復。

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4.2適用性評價步驟

固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術適用性評價可參照以下步驟進

行：

（1）有色金屬礦區(qū)場地狀況調查。包括場地地理位置、污染物種類、微生物群

落結構，明確修復目標。確認污染場地概況的技術流程和技術方法按HJ25.4執(zhí)行。

確認的主要內容包括但不僅限于：污染物種類及理化性質、污染物濃度及分布范圍、

污染區(qū)域、場地使用情況、周邊敏感受體及相對位置、場地規(guī)劃類型等。

（2）根據污染場地概況、土地再利用規(guī)劃和功能屬性等綜合制定修復策略，確

認現(xiàn)場是否適合采用固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術等。

（3）固體廢棄物使用的安全性評價。確定固體廢棄物原料安全性，且需要對固

體廢棄物反應過程、以及固體廢棄物與微生物反應過程中間產物和最終產物的環(huán)境

安全性進行評價，具體要求參照GB32328-2015。

（3）根據修復策略比選并確認修復技術，應結合污染分布范圍與深度、修復過

程污染物的排放、修復時間要求、運輸條件和限制因素，以及修復成本、效益等各

種因素，判斷固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術的可行性。

4.3實施流程

固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復按以下技術流程圖執(zhí)行。

3

圖1固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復技術實施流程圖

5固體廢棄物選擇及組合

5.1固體廢棄物選擇

5.1.1根據場地重金屬污染特征及其地質環(huán)境背景特點，對場地周邊農林、鋼鐵、煤

電等固體廢棄物進行采樣。參照GB/T39198-2020進行分類，記錄采樣的時間、地點、

環(huán)境條件、含水率等。將樣品進行干燥后密封保存。

5.1.2將前述采集的樣品進行粉磨并進行礦物相分析、粒徑分析、微觀形貌分析等，

并參照HJ557測定所采樣品的浸出毒性，保證使用的農林、鋼鐵、煤電等固體廢棄

物安全、有效。選取具有活性的固體廢棄物或對樣品進行物理或化學處理后增強固

體廢棄物的活性。

5.2固體廢棄物組合

5.2.1以前述篩選的本土農林-鋼鐵-煤電業(yè)固體廢棄物為主要原料、輔以當?shù)胤墙饘俚V

物等材料，在原料組成、性能研究基礎上，開展多種固體廢棄物材料復配試驗，通

過物理化學手段優(yōu)化粒徑分布與反應物粒度集配，確定固體廢棄物組合種類。

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5.2.2將多種固體廢棄物原材料與取回的試樣按不同配方比例混勻，置于實驗容器

中，模擬當?shù)貪穸群蜏囟冗M行重金屬固化及穩(wěn)定化研究，采用重金屬浸出檢測等方

法分析，考察重金屬有效態(tài)含量、浸出毒性，優(yōu)化多固廢協(xié)同修復配方，優(yōu)化技術

參數(shù)，構建因地制宜的有色金屬礦區(qū)場地重金屬污染高效、靶向多固廢組合。

6微生物篩選及馴化

6.1微生物篩選

6.1.1強還原微生物包括工程微生物和篩選的土著微生物，主要是硫酸鹽還原菌、鐵

還原菌等。

6.1.2微生物篩選步驟應包括樣品采集與儲存、菌懸液的制備、富集培養(yǎng)篩選、效果

檢測、菌種保存等，具體要求參照HG/T20719。

6.1.3按照HJ/T415進行安全性評價分析和評價強還原微生物菌劑及其使用過程中

各類代謝產物對人畜健康及生態(tài)環(huán)境可能產生的有害影響和潛在危害，保證使用的

強還原微生物菌劑安全、有效。

6.2微生物馴化

6.2.1重金屬固化微生物馴化體系中，根據場地總金屬有效態(tài)濃度，將重金屬濃度設

置一系列濃度梯度，由低到高進行菌株的馴化，馴化過程定期轉接。

7操作條件的驗證和規(guī)定

（1）將多種固體廢棄物組合與強還原微生物菌液分別于3:1、1:1、1:3的固液比

例混合，30℃下放置5天制成固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化固體培養(yǎng)物。

（2）上述不同的固體培養(yǎng)物與污染樣品充分混合，測定重金屬的生物有效性，

驗證固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復污染樣品的最佳固液比例。

8可行性驗證

可行性驗證研究按下列步驟進行：

（1）選取效果最佳的多種固體廢棄物組合和處于對數(shù)生長期的強還原微生物

菌液為研究對象，并按照一定的固液體積充分混合，30℃下放置5天制成固體廢棄

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物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化固體培養(yǎng)物。

（2）修復組中分別添加200g一定固液比例的固體培養(yǎng)物到1000g污染樣品，

充分混合均勻，對照組中包含等量的尾礦樣品，每組三個重復，置于自然條件下培

養(yǎng)。

（3）分別于0、7、15、30、60、90、180天取50g污染樣品，用于重金屬生物

有效性的監(jiān)測，以確定固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化的修復效果。若短期

時間內有修復效果，則可應用于工程試驗。

9工程參數(shù)的確定

工程參數(shù)按下列因素確定：

（1）溫度。根據當?shù)貧鉁貤l件，設置不同的溫度梯度進行重金屬效果試驗，確

定最佳的溫度范圍，結合當?shù)貧鉁貤l件確定適宜實施修復的季節(jié)。

（2）pH。根據當?shù)亟涤甑膒H，設置不同的pH梯度進行重金屬有效性降低效果

試驗，確定最佳的培養(yǎng)基pH。

（3）多種固體廢棄物比例。分別設置不同比例的多種固體廢棄物對污染重金屬

有效性的降低效果試驗，確定修復過程中添加多種固體廢棄物的最佳比例。

（4）菌劑比例。分別設置不同微生物菌劑的比例對降低尾礦中重金屬有效性的

效果試驗，確定修復過程中添加微生物菌劑的最佳比例。

（5）固液比例。分別設置不同多種固體廢棄物與微生物菌液的比例的固體培養(yǎng)

基對降低尾礦中重金屬有效性的效果試驗，確定修復過程中添加固體培養(yǎng)基的最佳

固液比例。

10工程措施

10.1一般要求

10.1.1微生物的放大培養(yǎng)。放大培養(yǎng)的微生物作用效果應達到可行性驗證的基本要

求，將微生物放大培養(yǎng)至每毫升不低于105個，具體要求參照HG/T20719。

10.1.2有色金屬礦區(qū)場地微生物修復在設計、施工過程中，應遵守安全技術規(guī)程和

相關設備安全性要求的規(guī)定，應符合GB/T12801的要求。

10.1.3固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化的固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基達到可行

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性驗證的基本要求，具體要求參照GB32328-2015。

10.2工程施工

10.2.1采用土地平整和機械翻耕等工程措施對場地進行預處理，保證土壤平整和松

散，原則翻耕土壤深度一般不超過30cm。

10.2.2將上述培養(yǎng)的微生物菌液按照最適的固液體積比噴灑在粉碎后的農林廢棄物

中（農林廢棄物粉碎至1-20mm），30℃下放置5天制成固體培養(yǎng)物，并與多固體廢

棄物等按照比例充分混合，從而獲得固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化固體培

養(yǎng)基。

10.2.3將混合均勻的固體廢棄物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化固體培養(yǎng)基均勻摻入在

待修復的污染場地表面。

11監(jiān)測與分析

11.1環(huán)境監(jiān)測

11.1.1環(huán)境監(jiān)測采樣方式包括監(jiān)測井采樣法、人工鉆井采樣法、機械鉆孔采樣法。

11.1.2主要監(jiān)測內容包