ICS13.020GRMGuidelinesforSynergisticRemediationTechniquesofPlantsandMicroorganismsinMercuryindustrialcontaminationIT/GRM093—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中關(guān)村綠色礦山產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出并歸口。本文件起草單位：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、中山大學(xué)、桂潤環(huán)境科技股份有限公司、江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司。本文件主要起草人：劉建麗、姚俊、趙中秋、姜順、唐垂云、晁元卿、湯葉濤、吳克寧、王英濱、梅振然、史孟超、單暉峰、張燕、胡海娟、郭華明。1T/GRM093—2024汞工業(yè)污染地塊植物與微生物協(xié)同修復(fù)技術(shù)指南本文件規(guī)定了汞工業(yè)污染地塊植物與微生物協(xié)同修復(fù)的實施流程、技術(shù)要求、工程設(shè)計、施工與運行、監(jiān)測以及修復(fù)效果評估。本文件適用于我國汞工業(yè)污染地塊植物與微生物協(xié)同修復(fù)工程方案設(shè)計、施工及驗收。本文件適用于污染深度較淺（0-1m且汞濃度為低濃度(≤50mg/kg）或中濃度（50-100mg/kg）的土壤修復(fù)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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/T43933-2024金屬礦土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范GB/T43935-2024礦山土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)監(jiān)測評價技術(shù)規(guī)范GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》GB/T12801生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則GB/T14848地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)GB36600土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)GB18597-2023危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB6141-2008豆科草種子質(zhì)量分級GB6142-2008禾本科草種子質(zhì)量分級GB/T18337.3生態(tài)公益林建設(shè)技術(shù)規(guī)程HJ25.5污染地塊風(fēng)險管控與土壤修復(fù)效果評估技術(shù)導(dǎo)則HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ1272生態(tài)保護(hù)修復(fù)成效評估技術(shù)指南HJ/T415環(huán)保用微生物菌劑環(huán)境安全評價導(dǎo)則HJ/T299-2007固體廢物浸出毒性浸出方法HG/T20719微生物法修復(fù)化工污染土壤技術(shù)規(guī)范LY/T2356礦山廢棄地植被恢復(fù)技術(shù)規(guī)程LY/T1607造林作業(yè)設(shè)計規(guī)程NB/T10512-2021水利水電工程邊坡設(shè)計規(guī)范SL287-2014黃土高原適生灌木種植技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1汞工業(yè)污染場地Mercuryindustrialcontaminationsite汞礦的開采、冶煉以及生產(chǎn)和運輸過程等工業(yè)活動，可能導(dǎo)致汞污染，從而對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和居民健康構(gòu)成危害或潛在風(fēng)險。3.2植物修復(fù)Phytoremediation利用植物從環(huán)境中提取汞，使其對環(huán)境無害的過程。2T/GRM093—20243.3微生物原位修復(fù)In-situbioremediation利用微生物的生長和代謝作用，長期有效地固化環(huán)境中的汞，從而減輕或消除污染的過程。3.4汞固化微生物Mercury-solidificationmicroorganism在微生物或酶的作用下促進(jìn)汞由可遷移態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)的微生物，進(jìn)而固化環(huán)境中的汞。3.5汞固化及穩(wěn)定化率Mercury-solidificationandstabilizationrate在植物與微生物協(xié)同作用下，修復(fù)前后污染場地樣品中汞的浸出毒性濃度的比值，反映汞固化及穩(wěn)定化的效果。3.6浸出率Leachingefficiency所提取的金屬元素（如Hg、Cd、Pb、As、Sb和Tl等）在處理過程中被浸出的程度，即金屬元素浸出量占總量的百分比。4協(xié)同修復(fù)技術(shù)流程植物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復(fù)實施流程見圖1。圖1植物與微生物協(xié)同固化及穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)實施流程圖5技術(shù)要求5.1前期調(diào)研收集當(dāng)?shù)貧鉁貤l件，降雨的pH，土壤環(huán)境稍微濕度、溫度、pH等參數(shù)，初步確定適宜當(dāng)?shù)氐墓δ芪⑸锞鷦┖拖蠕h植物種類。5.2植物篩選及配置3T/GRM093—20245.2.1植物篩選與種植植物篩選與種植應(yīng)符合以下原則：1）優(yōu)先選擇鄉(xiāng)土植物及對重金屬（如汞）具有較強(qiáng)抗性或耐性的植物。2）根據(jù)立地條件優(yōu)先選擇生長迅速、覆蓋能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、抗逆性強(qiáng)的植物。3）參考工礦區(qū)成功的修復(fù)實踐和植物篩選試驗研究成果，選出適宜植物種類。4）喬木和灌木應(yīng)采用移栽坑種植方式，挖坑移栽盡量使用土壤填坑或采用帶土移栽的方法。5）草本植物宜采用直播種植方式，播種后可覆蓋約2cm厚的薄層土壤，以防幼苗燒傷。5.2.2植被配置植被配置需符合以下原則：1）根據(jù)不同生物氣候帶和汞渣場地坡度、坡向、地表物質(zhì)組成等立地條件，宜選擇喬灌草混交、灌草混交、喬灌混交等不同模式，相關(guān)植物種植量可參照LY/T2356相關(guān)要求執(zhí)行。2）生物氣候條件較好的汞污染場地，植物群落穩(wěn)定后宜形成包含喬木層、灌木層、草本層、枯落物層和土壤層的五層結(jié)構(gòu)，以有效控制地表徑流。5.3微生物篩選及馴化5.3.1微生物篩選微生物篩選應(yīng)遵循以下原則：1）汞固化微生物菌群宜包括能夠促進(jìn)汞固化的厭氧微生物（如脫硫弧菌屬的硫酸鹽還原菌、希瓦氏菌屬的鐵還原菌等）及有益于植物生長的好氧微生物（如解磷菌、解鉀菌、解硅菌等）。詳細(xì)參考附錄1的菌種信息。2）微生物的篩選步驟主要包括樣品采集、運輸及儲存，菌懸液的制備，培養(yǎng)物的富集篩選，汞固化效果檢測、菌種保存等?？蓞⒄誋G/T20719執(zhí)行。3）安全性評價。在使用汞固化微生物菌劑時，應(yīng)分析和評估其代謝產(chǎn)物對人畜健康及生態(tài)環(huán)境的潛在危害與風(fēng)險。安全性評價可依據(jù)《HJ/T415》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。5.3.2微生物馴化在汞固化微生物的馴化過程中，應(yīng)根據(jù)場地的汞有效態(tài)濃度，設(shè)計一系列不同的汞濃度梯度進(jìn)行微生物菌株的馴化。馴化過程中，需定期進(jìn)行擴(kuò)培并轉(zhuǎn)接菌液，以確保微生物的適應(yīng)性和汞固化能力。5.4操作條件的驗證和規(guī)定操作條件驗證應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：1）微生物與植物聯(lián)用。修復(fù)組中分別添加2000mL微生物菌劑到10kg污染樣品，充分混合均勻，并將種子、廢料、保水劑和水按照一定比例混合成泥漿狀，覆蓋在修復(fù)土壤表面，隨后在上層栽種先鋒植物，四組實驗組均包含等量的污染樣品：其中第一組為不做處理的對照組，第二組為僅添加微生物組、第三組為僅栽種植物，第四組為微生物和植物聯(lián)用組。每組設(shè)有3個重復(fù)，所有置于自然條件下培養(yǎng)。2）采取批序?qū)嶒灒ＷC每次取樣的代表性。分別在第0d、15d、30d、60d、90d、180d、360d等時間節(jié)點，取50g樣品，并記錄植物的發(fā)芽及生長狀態(tài)。3）樣品檢測。監(jiān)測土壤微生物群落的演替變化，分析汞及其他重金屬（如Cd、Pb、As、Sb和Tl等）的浸出毒性變化（樣品中汞及其他重金屬的加速酸化浸出測定可參考HJ/T299-2007）。檢測植物生長趨勢，包括根/莖/葉中重金屬含量變化，評估修復(fù)效果。4）加速酸化實驗。取10g修復(fù)后的樣品進(jìn)行加速酸化實驗，監(jiān)測汞及其他重金屬元素的浸出率，評估固化及穩(wěn)定化修復(fù)的長效性。樣品中汞及其他重金屬的加速酸化浸出測定可參考HJ/T299-2007。5）植物中重金屬檢測：取修復(fù)后的植物樣本，參考HJ/T299-2007方法檢測植物中重金屬含量變化。5.5二次污染控制在礦區(qū)汞污染地塊的修復(fù)工程施工過程中，必須依照環(huán)境管理計劃實施嚴(yán)格的二次污染防范與控制措施。工程團(tuán)隊?wèi)?yīng)定期在預(yù)先設(shè)定的采樣點收集樣本，監(jiān)測可能的二次污染，并評估所采取措施的效果。此外，二次污染防范與控制效果的評估必須符合HJ25.5標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保修復(fù)工作的環(huán)保性和有效性。對于修復(fù)后的含重金屬植物，所有植物應(yīng)統(tǒng)一收集，并根據(jù)相關(guān)部門的安排，運輸至符合規(guī)定的危4T/GRM093—2024險廢棄物焚燒廠進(jìn)行處理。焚燒后的灰渣應(yīng)按以下要求進(jìn)行管理：1）灰渣貯藏要求：焚燒后的灰渣應(yīng)存放在專用的密封容器中，避免重金屬物質(zhì)的逸散；2）儲存地點選擇：灰渣應(yīng)儲存于專門的危險廢物存儲區(qū)，該區(qū)域應(yīng)符合《危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18597-2023的相關(guān)要求，確保儲存環(huán)境的安全性和污染物的隔離；3）貯存期間監(jiān)測：應(yīng)定期監(jiān)測儲存區(qū)域的環(huán)境指標(biāo)，特別是土壤和空氣中的重金屬濃度，確保無二次污染風(fēng)險；4）回收與處置：當(dāng)科技水平達(dá)到一定程度時，可對貯藏的灰渣進(jìn)行進(jìn)一步的重金屬回收，相關(guān)操作應(yīng)遵循《危險廢物處理技術(shù)規(guī)范》和《重金屬污染防治法》的相關(guān)規(guī)定。6工程設(shè)計工程設(shè)計參數(shù)應(yīng)按下列因素確定：1）濕度。根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件，選擇濕度在30%-60%的季節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場施工。2）溫度。根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件，設(shè)置不同的溫度梯度進(jìn)行重金屬有效性降低效果試驗，確定最佳溫度范圍。最終，依據(jù)可選性試驗和實際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁貤l件，確定適宜實施修復(fù)季節(jié)。3）pH。在最佳的溫度范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤甑膒H，設(shè)置不同的pH梯度對汞有效性降低效果試驗，以確定最佳的培養(yǎng)物pH。4）菌劑比例。設(shè)置不同比例的微生物菌劑，對污染樣品中汞的有效性降低效果進(jìn)行試驗，從而確定最佳菌劑比例。5）植被配置方式。渣體平臺宜采用“喬木+灌木+草本”為主的混交方式，渣體坡面宜采用“灌木+草本”為主的混交方式。6）植被配置密度?！皢棠?灌木+草本”和“灌木+草本”的配置密度應(yīng)結(jié)合不同類型生物氣候帶礦區(qū)特點，按照植被配置的要求，參照GB/T18337.3和LY/T1607中的相關(guān)要求執(zhí)行。7工程施工7.1一般要求1）微生物放大培養(yǎng)時，微生物作用效果應(yīng)達(dá)到可行性驗證要求，應(yīng)將微生物放大培養(yǎng)至每毫升不低于105個，可參照HG/T20719執(zhí)行。2）修復(fù)設(shè)計、施工應(yīng)遵守安全技術(shù)規(guī)程和設(shè)備安全性的規(guī)定，并應(yīng)符合GB/T12801的要求。3）種苗要求。植物種子、苗木的質(zhì)量應(yīng)達(dá)到相關(guān)國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的最低等級要求，具體參照GB6141-2008、GB6142-2008等規(guī)定執(zhí)行。7.2施工措施1）作業(yè)道。應(yīng)優(yōu)先利用原有礦山道路，新建作業(yè)道應(yīng)盡量減少對現(xiàn)有生態(tài)的破壞。2）給水系統(tǒng)。有條件的礦區(qū)應(yīng)設(shè)置給水系統(tǒng)，給水系統(tǒng)包括鋪設(shè)供水管線、設(shè)置水泵、后期養(yǎng)護(hù)、動態(tài)監(jiān)測等，也可修建蓄水池。3）場地預(yù)處理應(yīng)采取土地平整和機(jī)械翻耕等措施，土壤應(yīng)平整和松散，翻耕土壤深度不宜超過304）菌液噴灑。根據(jù)場地修復(fù)面積，菌液噴灑可采用人工或者管道噴淋。如果采用管道噴淋，管道間距應(yīng)確保覆蓋整個修復(fù)區(qū)域。修復(fù)設(shè)計和施工應(yīng)遵守安全技術(shù)規(guī)程，并應(yīng)符合GB/T12801的規(guī)定5）水泵、電纜、噴頭、閥門和接頭等調(diào)控設(shè)備的安裝可根據(jù)現(xiàn)場需求，在管道鋪設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)行。微生物噴灑的周期和菌液量應(yīng)根據(jù)“7.1一般要求”確定，并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。6）微生物菌劑噴灑。施工時，通過給水系統(tǒng)或人工噴灑的方式將培養(yǎng)好的微生物菌劑均勻地?fù)饺氪迯?fù)、已翻耕的污染場地，確保施工要求達(dá)到。7）邊坡治理。若污染場地的邊坡坡度達(dá)到或超過自然安息角，應(yīng)采取邊坡治理措施。可參照《水利水電工程邊坡設(shè)計規(guī)范》（NB/T10512-2021）進(jìn)行設(shè)計。8）植被噴播。在噴灑微生物后進(jìn)行植物噴播時，將種子、廢料、保水劑和水等按一定比例混合，制成泥漿狀，噴射到平臺或邊坡（已平整）上。喬灌種植方式應(yīng)采用穴狀種植；在條件允許的地方，可5T/GRM093—2024采用直播、分植和飛播等方式。具體可參照SL287-2014執(zhí)行。8管護(hù)、監(jiān)測與修復(fù)效果評估8.1工程運行管護(hù)1）修復(fù)設(shè)計、施工應(yīng)遵守安全技術(shù)規(guī)程和設(shè)備安全性的規(guī)定，并應(yīng)符合GB/T12801的規(guī)定。2）應(yīng)建立符合生態(tài)原理的供水和排水系統(tǒng)，定期檢查道路、灌溉和排水設(shè)施，確保系統(tǒng)正常運行。若發(fā)現(xiàn)設(shè)施損壞，應(yīng)及時修復(fù)或更換。3）在修復(fù)全過程中，應(yīng)加強(qiáng)植被的管護(hù)和健康管理，避免二次受損和退化。植被管護(hù)的重點時期為修復(fù)的前3-5年。管護(hù)內(nèi)容包括病蟲害防治、防火措施、修枝和間伐等。4）修復(fù)過程和修復(fù)結(jié)束后，應(yīng)對汞污染土壤，植物采樣檢測。具體要求如下：a）采集的樣品應(yīng)在-20℃低溫保存，并采用冰袋低溫運輸。b）對于污染物檢出限有要求的樣品，保存和前處理方法應(yīng)符合低檢出限分析要求。8.2環(huán)境監(jiān)測8.2.1采樣方式環(huán)境監(jiān)測采樣方式可包括監(jiān)測井采樣法、人工鉆井采樣法、機(jī)械鉆孔采樣法。8.2.2監(jiān)測應(yīng)包括以下內(nèi)容：a）修復(fù)前采用調(diào)查評估數(shù)據(jù)。b）修復(fù)過程中的基礎(chǔ)監(jiān)測，評估修復(fù)效果。c）修復(fù)工程完工后12個月的跟蹤監(jiān)測。8.2.3監(jiān)測對象與指標(biāo)監(jiān)測對象應(yīng)包括場地滲濾液、土壤樣品、地下水樣品、植物樣品等，監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)包括：pH、氧化還原電位、重金屬浸出毒