廢棄礦山修復(fù)了，不僅能種田,，還能“種太陽(yáng)”,！
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】技術(shù)創(chuàng)新正在悄悄改變著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和能源生產(chǎn)方式,。在湖北省武穴市,，工業(yè)廢料磷石膏被轉(zhuǎn)化為再生土壤，讓廢棄礦山重現(xiàn)生機(jī),；修復(fù)后的土地上,，垂直雙面光伏與分光薄膜技術(shù)“種”出了清潔的太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化農(nóng)光互補(bǔ)……通過(guò)一系列科技革新,，武穴蹚出了一條“固廢利用+智慧農(nóng)業(yè)+清潔能源”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展路子,。
磷石膏變?cè)偕寥溃糜诘V山修復(fù)
曾經(jīng)的廢棄礦山褪去舊衣,，化身青蔥翠綠的試驗(yàn)田，作物栽培時(shí)無(wú)意混入的南瓜籽,，已結(jié)出黃燦燦的果實(shí),，讓人驚喜不已。
這番景象,，脫胎于湖北省武穴市的一個(gè)礦山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目,。
湖北省磷礦資源豐富，磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),，武穴市作為省內(nèi)磷化工產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn),，面臨著不小的固廢處理壓力。據(jù)了解,，當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)江邊的一家龍頭化工企業(yè)每年產(chǎn)生500萬(wàn)噸磷石膏,，二期擴(kuò)建工程完成后，每年預(yù)計(jì)產(chǎn)生900萬(wàn)噸磷石膏,，占湖北省總量的近1/3,。
作為濕法磷酸工藝的副產(chǎn)品，磷石膏的處理一直是世界性難題,。數(shù)據(jù)顯示,，每生產(chǎn)1噸磷肥，就會(huì)產(chǎn)生4噸至5噸磷石膏,，而其全球綜合利用率不足5%,。
長(zhǎng)久以來(lái)，磷石膏主要進(jìn)行堆存處理,。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),，我國(guó)磷石膏每年新增量超8000萬(wàn)噸，歷史堆存量已突破8億噸,。然而,，長(zhǎng)期堆存不僅占用大量土地資源，更存在滲漏風(fēng)險(xiǎn),，可能對(duì)土壤和地下水造成污染,，給長(zhǎng)江大保護(hù)帶來(lái)隱患,。數(shù)量如此龐大的磷石膏應(yīng)如何處理？
“在武穴市,，我們依托全域國(guó)土綜合整治項(xiàng)目,，以磷石膏、礦山尾泥等固廢為原材料,，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研制出安全的再生土壤,，用于當(dāng)?shù)氐V山修復(fù)。”中能建綠色建材有限公司黨委書(shū)記,、董事長(zhǎng),，中國(guó)能建綠色先進(jìn)材料研究院院長(zhǎng)蔣洋告訴記者。
目前,，我國(guó)共有5400萬(wàn)畝工礦廢棄地急需開(kāi)展生態(tài)修復(fù),，有超257萬(wàn)平方公里的荒漠化土地需要治理，約5億畝的鹽堿地具備開(kāi)發(fā)潛力,。“這些土壤經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)理,，未來(lái)都可能用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。”蔣洋介紹,，由于化工原料的成本過(guò)高,，多數(shù)土壤改良材料選用天然礦物甚至尾礦作為載體，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和微生物多樣性,。
這一創(chuàng)新舉措既為磷石膏找到了歸宿,，又讓荒蕪之地重獲生機(jī)，為守護(hù)國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全開(kāi)辟了新路徑,。
垂直雙面光伏+分光薄膜,，打破農(nóng)能邊界
改良土壤只是第一步，如何讓修復(fù)后的土地發(fā)揮更大價(jià)值,？當(dāng)?shù)匕涯抗馔断蛄祟^頂?shù)奶?yáng),。
在距離試驗(yàn)田不遠(yuǎn)處的一座茶園中，幾塊光伏電板赫然“豎”立在陽(yáng)光下——與常見(jiàn)光伏電板朝南“橫蓋”不同的是,，這些光伏電板采用雙面垂直設(shè)計(jì),，能夠更高效地捕捉陽(yáng)光。
國(guó)家能源咨詢專家委員會(huì)副主任杜祥琬曾介紹：“根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部估算,，我國(guó)農(nóng)村可再生能源每年可開(kāi)發(fā)潛力折合標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)73億噸,，相當(dāng)于目前全國(guó)農(nóng)村能源總量的12倍。”這一巨大潛力為“農(nóng)能融合”新業(yè)態(tài)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。
蔣洋告訴記者,，傳統(tǒng)“農(nóng)光互補(bǔ)”是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地上方設(shè)置南向光伏，將太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用于種植、養(yǎng)殖,、灌溉,、為農(nóng)業(yè)機(jī)械提供動(dòng)力等。南向光伏對(duì)土地利用存在較高要求,，并且通常在中午時(shí)段集中發(fā)電,，形成發(fā)電高峰，對(duì)電網(wǎng)消納造成一定壓力,，而且電板之間逼仄的空間不利于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè),。
“從橫到豎”的轉(zhuǎn)變背后藏著不小的奧秘——垂直雙面電板的發(fā)電高峰期在上午和下午陽(yáng)光斜射時(shí)段，中午恰恰是其低谷期,，從而與電網(wǎng)負(fù)荷曲線形成互補(bǔ),，有效實(shí)現(xiàn)削峰填谷。寬闊無(wú)頂?shù)目臻g和電力保障,，更方便智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè),。
為進(jìn)一步提高太陽(yáng)光利用效率，茶園中的垂直光伏電板配套裝上特殊研制的“分光薄膜”,。所謂分光,，即利用光譜篩選技術(shù)把光“分開(kāi)”,。
“在太陽(yáng)光的7種色光中,，農(nóng)作物普遍喜愛(ài)紅光和藍(lán)光，幾乎不需要綠光,，而且過(guò)多的綠光會(huì)影響植物生長(zhǎng),。我們的分光薄膜可以根據(jù)作物的光譜喜好，選擇性透過(guò)作物光合作用所需的光波,，將剩余的光波反射到電板上用于發(fā)電,。”蔣洋說(shuō)，這樣一來(lái),，光合作用不再是“眉毛胡子一把抓”,，而是基于作物需求的精準(zhǔn)分配。
據(jù)介紹,，相較普通農(nóng)光互補(bǔ),，垂直光伏與分光薄膜相配合，可增加15%—50%的發(fā)電量,。同時(shí),，薄膜的使用可以減少水分蒸發(fā)浪費(fèi)、調(diào)節(jié)作物的濕度環(huán)境,，提升作物的質(zhì)量與產(chǎn)量,，打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與能源生產(chǎn)的邊界。
引入“土壤醫(yī)生”，守護(hù)農(nóng)田健康
在蔣洋口中,，研發(fā)薄膜就像和作物“對(duì)話”——不同作物會(huì)用獨(dú)特的光譜“語(yǔ)言”表達(dá)自己的喜好,。
“研究表明，茶葉,、藍(lán)莓和亞麻的光譜吸收曲線略有區(qū)別,，未來(lái)，根據(jù)不同作物的喜好,，研究定制有針對(duì)性的薄膜,，在技術(shù)層面都將得以實(shí)現(xiàn)。”他介紹,。
事實(shí)上,，種田是一門(mén)“技術(shù)活”，要掌握的遠(yuǎn)不止作物對(duì)光照的喜好,。因物制宜,、因地制宜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展必須遵循的基本原則，其核心在于,，準(zhǔn)確把握作物與土壤的作用關(guān)系,，既能精準(zhǔn)識(shí)別作物對(duì)土壤環(huán)境的偏好，又能科學(xué)判定土地對(duì)作物的適宜性,。
例如,，當(dāng)小麥葉片泛起銹斑、果實(shí)干癟,，當(dāng)柑橘無(wú)故枯黃腐爛,，它們可能患上了黃銹病或黃化病，而這也是土地發(fā)出的“健康警報(bào)”,。這時(shí)候,，引入專業(yè)的“土壤醫(yī)生”來(lái)把脈問(wèn)診，能夠幫助土壤質(zhì)量問(wèn)題得到解決,。
中關(guān)村眾信土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)高杰向記者介紹,，“土壤醫(yī)生”是指專業(yè)從事土壤生態(tài)保護(hù)與質(zhì)量提升工作，并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)與嚴(yán)格考核獲得專業(yè)資格認(rèn)證的農(nóng)業(yè)技術(shù)人才,，這一創(chuàng)新職業(yè)模式在當(dāng)下具備推廣價(jià)值,。
據(jù)了解，日本,、泰國(guó)等國(guó)家已建立完善的土壤醫(yī)生認(rèn)證體系,，不僅助力提升土壤肥力，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),，也創(chuàng)造了就業(yè)與創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì),，成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。
當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)耕種仍主要依賴傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn),。面對(duì)日新月異的農(nóng)業(yè)技術(shù)和數(shù)以千計(jì)的農(nóng)作物品種,，大多數(shù)耕作者缺乏科學(xué)判斷土地適宜性的能力。
高杰表示,，立足國(guó)情,，對(duì)標(biāo)國(guó)際，我國(guó)應(yīng)加快建立高水平的土壤醫(yī)生職業(yè)資格認(rèn)證體系,，通過(guò)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的課程體系與考核標(biāo)準(zhǔn),，同時(shí)結(jié)合本土實(shí)際，培養(yǎng)一批兼具專業(yè)素養(yǎng)與實(shí)踐能力的土壤健康守護(hù)者,。
記者注意到,，今年4月，中共中央,、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)規(guī)劃（2024—2035年）》提出,，應(yīng)國(guó)家農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略力量建設(shè)，健全公益性和經(jīng)營(yíng)性相結(jié)合的農(nóng)業(yè)科技推廣體系,，加強(qiáng)基層農(nóng)技推廣隊(duì)伍建設(shè)等,。在政策指引下，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù),、建立專業(yè)化農(nóng)業(yè)服務(wù)體系,，或?qū)⒊蔀樘嵘覈?guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的重要路徑。
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