专访胡振琪院士：修复煤矸石山，筑牢健康城市之基丨世界土壤日
时间：2025-12-05 08:32:32 来源：中国环境APP 作者：中环报记者韦璐
今天是第12个世界土壤日，今年的主题是“健康土壤造就健康城市”。在我国众多煤矿城市及其周边，长期堆存的煤矸石山犹如巨大的“生态伤疤”，是土壤健康与城市发展的双重挑战。近日，由中国工程院院士、中国矿业大学教授胡振琪牵头编制的《煤矸石山生态修复技术规范》国家标准正式发布。本报记者为此专访胡振琪，探讨如何以科技创新与标准引领，系统性治理这一顽疾，为筑牢城市生态安全屏障、实现城市绿色健康发展提供支撑。
图为胡振琪
煤矸石山生态修复是建设健康城市的关键环节
中国环境报：在您看来，对城市及其周边的煤矸石山进行生态修复，对于建设“健康城市”有哪些意义？
胡振琪：对城市及其周边的煤矸石山进行生态修复，对建设“健康城市”具有重大而紧迫的意义。煤炭是我国的主体能源，是国家能源安全的“压舱石”。然而煤炭开采必然产生大量煤矸石，我国煤炭资源分布广泛、产量大，每年新增煤矸石约8亿吨，众多煤炭资源型城市长期面临煤矸石堆积带来的环境挑战。
首先，煤矸石山是典型的污染源。其经雨水淋溶会污染土壤与地下水，随风起尘则加剧空气颗粒物污染；若发生自燃，更会同时释放二氧化硫、硫化氢等有害气体，对水、土、气、生等多环境要素造成复合型危害。以京津冀及周边地区为例，山西省阳泉市等地的煤矸石山自燃问题，曾直接影响区域大气环境质量。这也是《打赢蓝天保卫战三年行动计划》将京津冀及周边“2+26”个城市的煤矸石山治理纳入重点任务的原因之一。
其次，煤矸石山也构成城市景观的负面因素。其“黑脏乱”的外观与城市风貌极不协调，影响居民视觉感受与心理健康，是城市生态文明建设的短板。
因此，推进煤矸石山生态修复是消除污染源、改善环境质量，提升城市景观、促进人与自然和谐的关键举措，是建设“健康城市”不可或缺的一环。
中国环境报：不久前，您牵头编制的《煤矸石山生态修复技术规范》国家标准（以下简称《标准》）出台，其实施后将对保障城市生态安全、服务城市可持续发展起到哪些支撑作用？
胡振琪：我们编制这项《标准》，旨在通过系统化、标准化的技术路径，从根本上实现煤矸石山的生态修复，将原有的“污染源”转化为“生态源”。
一方面，《标准》针对历史遗留的大量堆积煤矸石山，尤其是具有酸性、自燃等突出环境风险的堆场，提供了系统的生态修复技术方案。这些煤矸石长期露天堆放，已成为影响区域环境的重要污染源。通过原位治理与生态化利用，可有效遏制其污染扩散，显著改善周边城市环境质量，是解决存量环境问题的关键手段。
另一方面，《标准》也为煤炭生产过程中，新产生的煤矸石指明了规模化生态利用的技术方向，从源头杜绝新增污染。这既为煤基固废的资源化、生态化处置开辟了新路径，也为推动“无废城市”建设、促进城市可持续发展提供了可操作的技术依据，助力实现矿区与城市协同绿色发展。
同时，《标准》提出的相关技术可以延伸应用于其他类似工业固废的治理，为城市生态安全与可持续发展提供支撑。
国标引领土壤重构，让煤矸石“变废为土”
中国环境报：《标准》中提到，“土壤重构”是生态修复的关键技术，倡导通过新技术，将煤矸石转化为适合植物生长的土壤。目前，这类创新材料的研究和应用情况如何？
胡振琪：用煤基固废制备生物土是一项起步较早的技术。它的原理是，从煤炭加工产生的固体废物中筛选出适宜做土壤的成分，如泥岩、页岩等含碳量较高的岩石，通过特定工艺并添加其他材料，将其制备成有益于植物生长的土壤替代材料。
2003年，我承担了国家高技术研究发展计划，从那时起便着手研发煤基生物土、煤基营养剂等材料，相关材料在野外与室内试验都已获得了成功。近年来，随着煤矸石在建材骨料领域应用的市场下行，煤基生物土重新成为研究和工程关注的热点，并被视为潜在的经济增长点。
目前，将煤基生物土作为补充土源，用于煤矸石山生态修复、固废治理等，是比较常见的场景，并且值得提倡。同时，应添加氮、磷、钾等营养成分，或掺入腐殖酸含量高的褐煤、风化煤等物质，以进一步提升煤基生物土的品质。未来，这类材料若能实现产业化生产，将有望在一定程度上缓解生态修复中“缺土”的难题。
中国环境报：如何保证煤基生物土的生态安全性和长期稳定性？
胡振琪：保证煤基生物土生态安全性的核心在于源头管控。煤基生物土的主要原料是煤基固废，但并非所有煤基固废都适合用于制备煤基生物土。比如，在利用煤矸石制备煤基生物土时，必须经过严格的分级与分质筛选，优先选用重金属含量低、无自燃风险等生态安全的物料，这是确保其环境兼容性、不产生二次污染的前提。
在长期稳定性方面，则需要通过科学的“活化”与系统构建来实现。煤基生物土由煤基固废与保水材料、营养材料等混配而成。在初始阶段，它的结构和性质与自然土壤仍存在一定差异，因此业界提出了“活化”技术，即在施用后的一段时间内，有针对性地添加改良材料，通过科学合理的配方设计提升土壤活性，为植物生长创造条件。当植物根系、微生物与土壤材料充分互作，形成一个自我维持的微生态系统时，其性质与功能可与天然土壤媲美，它才真正成为有生命的“活土”，实现长期稳定。
中国环境报：《标准》的一个核心目标是让修复后的生态系统能够“自我维持”。在您看来，要实现这一目标需要经历哪些过程，或满足哪些条件？
胡振琪：实现生态系统自我维持，是煤矸石山修复一个比较高的目标，要实现这一目标，最核心的是为植被提供适宜的水土环境。经过30多年的研究，我提出了土壤重构理论，在应用于煤矸石山生态修复场景时，关键在于重构阻隔层和生长层的土壤条件。
首先，要进行地形重塑，消除高陡边坡，进行整体平整，以防止水土流失并确保堆体结构稳定；其次，严格防控煤矸石山的自燃风险及伴随的环境污染。煤矸石含碳量较高，容易发生自燃，其根本原因在于氧化反应。因此，建立有效的阻隔层至关重要——它能够抑氧隔氧，阻断由于氧气进入导致的氧化、产酸和产热过程，同时防止污染物质迁移扩散。
在形成稳固基底之后，植被恢复需注重科学选种与合理管护。植被的选择很重要，应进行多物种混交配置，以增强生物多样性，促进生态可持续性。此外，适当浇水是修复初期保障植被成活率的必要措施，而成活的植被可以进一步保持和改善水土环境，吸引本土物种入驻，形成良性循环，此时即使不再人工浇水，也可以实现自维持。
图为山西常村煤矿矸石山治理前后及近期照片
矿区生态修复需迈向智能与源头减损
中国环境报：目前，AI技术的发展给煤矸石山生态修复带来了哪些帮助？在使用AI的过程中有哪些需要注意的问题？
胡振琪：AI技术为煤矸石山生态修复提供了新的助力，我们团队也正在相关领域开展初步探索与实践。例如，通过研发特定算法，让AI对遥感影像进行自动解译，高效识别煤矸石山的分布位置，并初步判断其是否存在自燃迹象，从而为环境监管提供及时、大范围的技术支持。此外，AI还可用于优化修复工程的施工参数设计，辅助生成修复方案，提升工程规划的科学性与精准性。
但AI在生态修复领域的应用仍处于起步阶段，未来，关键在于将领域专家长期积累的实践经验、历史修复案例形成的有效知识，系统地转化为机器可学习、可迭代的模型与算法。这就像医生不仅需要看到医学影像，更要凭借深厚的医学知识进行分析诊断。利用遥感“拍片子”之后，要更好地发挥AI的“诊断”能力，仍需持续投入研究与数据“喂养”，不断更新其“大脑”。
中国环境报：今年是“十五五”规划谋篇布局的关键之年。结合《标准》，您认为未来的矿山生态修复科技应朝着哪些方向重点发展，才能更好地赋能“十五五”时期国家整体的生态环境保护？
胡振琪：“十五五”期间，整个煤矿区乃至各类矿区，依然面临诸多生态修复难题，不仅包括煤矸石山，还有露天矿大规模挖损区、排土场以及采煤塌陷地等的治理难题。我们主持编制的《标准》体现了我们团队的生态修复主旨，即在消除历史旧账的同时，少欠或不欠新账。我认为，未来生态修复科技的重点发展方向是减损，即最大限度地减小生态损伤。比如，对于不得不排出的煤矸石，持续研发规模化生态利用技术体系；对于采煤塌陷区，继续研发并规模化实施边开采边修复技术；对于露天矿，推动探索开采、排废、复垦一体化工艺。
《标准》只是一个起点，要实现矿区生态修复的整体提升，还需要更多相关标准与关键技术的支撑，共同推动我国矿区生态修复实现新的跨越，真正为建设美丽矿区、美丽中国作出扎实贡献，为“十五五”时期的生态文明建设目标提供坚实赋能。
