T/GRM 093-2024 汞工业污染地块植物与微生物协同修复技术指南

ICS 13.020
CCS B 11
中关村绿色矿山产业联盟团体标准
T/GRM 093—2024
汞工业污染地块植物与微生物协同修复技术指南
Guidelines for Synergistic Remediation Techniques of Plants and Microorganisms inMercury industrial contamination site
2024 - 12 - 20 发布2024 - 12 - 21 实施
中关村绿色矿山产业联盟 发布

前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件由中关村绿色矿山产业联盟提出并归口。
本文件起草单位：中国地质大学（北京）、中山大学、桂润环境科技股份有限公司、江苏大地益源
环境修复有限公司。
本文件主要起草人：刘建丽、姚俊、赵中秋、姜顺、唐垂云、晁元卿、汤叶涛、吴克宁、王英滨、
梅振然、史孟超、单晖峰、张燕、胡海娟、郭华明。
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汞工业污染地块植物与微生物协同修复技术指南
1 范围
本文件规定了汞工业污染地块植物与微生物协同修复的实施流程、技术要求、工程设计、施工与运
行、监测以及修复效果评估。
本文件适用于我国汞工业污染地块植物与微生物协同修复工程方案设计、施工及验收。
本文件适用于污染深度较浅（0-1 m），且汞浓度为低浓度（≤ 50 mg/kg）或中浓度（50-100 mg/kg）
的土壤修复。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 43933-2024 金属矿土地复垦与生态修复技术规范
GB/T 43935-2024 矿山土地复垦与生态修复监测评价技术规范
GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》
GB/T 12801 生产过程安全卫生要求总则
GB/T 14848 地下水质量标准
GB 15618 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准
GB 36600 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准
GB 18597-2023 危险废物贮存污染控制标准
GB6141-2008 豆科草种子质量分级
GB6142-2008 禾本科草种子质量分级
GB/T 18337.3 生态公益林建设技术规程
HJ 25.5 污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则
HJ /T 166 土壤环境监测技术规范
HJ 1272 生态保护修复成效评估技术指南
HJ/T 415 环保用微生物菌剂环境安全评价导则
HJ/T299-2007 固体废物浸出毒性浸出方法
HG/T 20719 微生物法修复化工污染土壤技术规范
LY/T 2356 矿山废弃地植被恢复技术规程
LY/T 1607 造林作业设计规程
NB/T 10512-2021 水利水电工程边坡设计规范
SL 287-2014 黄土高原适生灌木种植技术规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 汞工业污染场地Mercury industrial contamination site
汞矿的开采、冶炼以及生产和运输过程等工业活动，可能导致汞污染，从而对当地生态环境和居民
健康构成危害或潜在风险。
3.2 植物修复Phytoremediation
利用植物从环境中提取汞，使其对环境无害的过程。
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3.3 微生物原位修复In-situ bioremediation
利用微生物的生长和代谢作用，长期有效地固化环境中的汞，从而减轻或消除污染的过程。
3.4 汞固化微生物Mercury-solidification microorganism
在微生物或酶的作用下促进汞由可迁移态转变为稳定态的微生物，进而固化环境中的汞。
3.5 汞固化及稳定化率Mercury-solidification and stabilization rate
在植物与微生物协同作用下，修复前后污染场地样品中汞的浸出毒性浓度的比值，反映汞固化及稳
定化的效果。
3.6 浸出率Leaching efficiency
所提取的金属元素（如Hg、Cd、Pb、As、Sb和Tl等）在处理过程中被浸出的程度，即金属元素浸出
量占总量的百分比。
4 协同修复技术流程
植物与微生物协同固化及稳定化修复实施流程见图1。
图1 植物与微生物协同固化及稳定化修复技术实施流程图
5 技术要求
5.1 前期调研
收集当地气温条件，降雨的pH，土壤环境稍微湿度、温度、pH等参数，初步确定适宜当地的功能微
生物菌剂和先锋植物种类。
5.2 植物筛选及配置
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5.2.1 植物筛选与种植
植物筛选与种植应符合以下原则：
1）优先选择乡土植物及对重金属（如汞）具有较强抗性或耐性的植物。
2）根据立地条件优先选择生长迅速、覆盖能力强、根系发达、抗逆性强的植物。
3）参考工矿区成功的修复实践和植物筛选试验研究成果，选出适宜植物种类。
4）乔木和灌木应采用移栽坑种植方式，挖坑移栽尽量使用土壤填坑或采用带土移栽的方法。
5）草本植物宜采用直播种植方式，播种后可覆盖约2 cm 厚的薄层土壤，以防幼苗烧伤。
5.2.2 植被配置
植被配置需符合以下原则：
1）根据不同生物气候带和汞渣场地坡度、坡向、地表物质组成等立地条件，宜选择乔灌草混交、
灌草混交、乔灌混交等不同模式，相关植物种植量可参照LY/T 2356 相关要求执行。
2）生物气候条件较好的汞污染场地，植物群落稳定后宜形成包含乔木层、灌木层、草本层、枯落
物层和土壤层的五层结构，以有效控制地表径流。
5.3 微生物筛选及驯化
5.3.1 微生物筛选
微生物筛选应遵循以下原则：
1）汞固化微生物菌群宜包括能够促进汞固化的厌氧微生物（如脱硫弧菌属的硫酸盐还原菌、希瓦
氏菌属的铁还原菌等）及有益于植物生长的好氧微生物（如解磷菌、解钾菌、解硅菌等）。详细参考附
录1 的菌种信息。
2）微生物的筛选步骤主要包括样品采集、运输及储存，菌悬液的制备，培养物的富集筛选，汞固
化效果检测、菌种保存等。可参照HG/T 20719 执行。
3）安全性评价。在使用汞固化微生物菌剂时，应分析和评估其代谢产物对人畜健康及生态环境的
潜在危害与风险。安全性评价可依据《HJ/T 415》标准进行。
5.3.2 微生物驯化
在汞固化微生物的驯化过程中，应根据场地的汞有效态浓度，设计一系列不同的汞浓度梯度进行微
生物菌株的驯化。驯化过程中，需定期进行扩培并转接菌液，以确保微生物的适应性和汞固化能力。
5.4 操作条件的验证和规定
操作条件验证应按下列步骤执行：
1）微生物与植物联用。修复组中分别添加2000 mL 微生物菌剂到10 kg 污染样品，充分混合均匀，
并将种子、废料、保水剂和水按照一定比例混合成泥浆状，覆盖在修复土壤表面，随后在上层栽种先锋
植物，四组实验组均包含等量的污染样品：
其中第一组为不做处理的对照组，第二组为仅添加微生物组、第三组为仅栽种植物，第四组为微生
物和植物联用组。每组设有3 个重复，所有置于自然条件下培养。
2）采取批序实验，保证每次取样的代表性。分别在第0 d、15 d、30 d、60 d、90 d、180 d、360
d 等时间节点，取50 g 样品，并记录植物的发芽及生长状态。
3）样品检测。监测土壤微生物群落的演替变化，分析汞及其他重金属（如Cd、Pb、As、Sb 和Tl
等）的浸出毒性变化（样品中汞及其他重金属的加速酸化浸出测定可参考HJ/T299-2007）。检测植物
生长趋势，包括根/茎/叶中重金属含量变化，评估修复效果。
4）加速酸化实验。取10 g 修复后的样品进行加速酸化实验，监测汞及其他重金属元素的浸出率，
评估固化及稳定化修复的长效性。样品中汞及其他重金属的加速酸化浸出测定可参考HJ/T299-2007。
5）植物中重金属检测：取修复后的植物样本，参考HJ/T299-2007 方法检测植物中重金属含量变化。
5.5 二次污染控制
在矿区汞污染地块的修复工程施工过程中，必须依照环境管理计划实施严格的二次污染防范与控制
措施。工程团队应定期在预先设定的采样点收集样本，监测可能的二次污染，并评估所采取措施的效果。
此外，二次污染防范与控制效果的评估必须符合HJ 25.5 标准的要求，以确保修复工作的环保性和有效
性。
对于修复后的含重金属植物，所有植物应统一收集，并根据相关部门的安排，运输至符合规定的危
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险废弃物焚烧厂进行处理。焚烧后的灰渣应按以下要求进行管理：
1）灰渣贮藏要求：焚烧后的灰渣应存放在专用的密封容器中，避免重金属物质的逸散；
2）储存地点选择：灰渣应储存于专门的危险废物存储区，该区域应符合《危险废物贮存污染控制
标准》GB 18597-2023 的相关要求，确保储存环境的安全性和污染物的隔离；
3）贮存期间监测：应定期监测储存区域的环境指标，特别是土壤和空气中的重金属浓度，确保无
二次污染风险；
4）回收与处置：当科技水平达到一定程度时，可对贮藏的灰渣进行进一步的重金属回收，相关操
作应遵循《危险废物处理技术规范》和《重金属污染防治法》的相关规定。
6 工程设计
工程设计参数应按下列因素确定：
1）湿度。根据当地气温条件，选择湿度在30% - 60%的季节进行现场施工。
2）温度。根据当地气温条件，设置不同的温度梯度进行重金属有效性降低效果试验，确定最佳温
度范围。最终，依据可选性试验和实际情况，结合当地气温条件，确定适宜实施修复季节。
3）pH。在最佳的温度范围内，根据当地降雨的pH，设置不同的pH 梯度对汞有效性降低效果试验，
以确定最佳的培养物pH。
4）菌剂比例。设置不同比例的微生物菌剂，对污染样品中汞的有效性降低效果进行试验，从而确
定最佳菌剂比例。
5）植被配置方式。渣体平台宜采用“乔木+灌木+草本”为主的混交方式，渣体坡面宜采用“灌木+
草本”为主的混交方式。
6）植被配置密度。“乔木+灌木+草本”和“灌木+草本”的配置密度应结合不同类型生物气候带矿
区特点，按照植被配置的要求，参照GB/T 18337.3 和LY/T 1607 中的相关要求执行。
7 工程施工
7.1 一般要求
1）微生物放大培养时，微生物作用效果应达到可行性验证要求，应将微生物放大培养至每毫升不
低于105 个，可参照HG/T 20719 执行。
2）修复设计、施工应遵守安全技术规程和设备安全性的规定，并应符合GB/T 12801 的要求。
3）种苗要求。植物种子、苗木的质量应达到相关国家强制性标准的最低等级要求，具体参照
GB6141-2008、GB6142-2008 等规定执行。
7.2 施工措施
1）作业道。应优先利用原有矿山道路，新建作业道应尽量减少对现有生态的破坏。
2）给水系统。有条件的矿区应设置给水系统，给水系统包括铺设供水管线、设置水泵、后期养护、
动态监测等，也可修建蓄水池。
3）场地预处理应采取土地平整和机械翻耕等措施，土壤应平整和松散，翻耕土壤深度不宜超过30
cm。
4）菌液喷洒。根据场地修复面积，菌液喷洒可采用人工或者管道喷淋。如果采用管道喷淋，管道
间距应确保覆盖整个修复区域。修复设计和施工应遵守安全技术规程，并应符合GB/T 12801 的规定
5）水泵、电缆、喷头、阀门和接头等调控设备的安装可根据现场需求，在管道铺设基础上进行。
微生物喷洒的周期和菌液量应根据“7.1 一般要求”确定，并结合现场监测数据进行调整。
6）微生物菌剂喷洒。施工时，通过给水系统或人工喷洒的方式将培养好的微生物菌剂均匀地掺入
待修复、已翻耕的污染场地，确保施工要求达到。
7）边坡治理。若污染场地的边坡坡度达到或超过自然安息角，应采取边坡治理措施。可参照《水
利水电工程边坡设计规范》（NB/T 10512-2021）进行设计。
8）植被喷播。在喷洒微生物后进行植物喷播时，将种子、废料、保水剂和水等按一定比例混合，
制成泥浆状，喷射到平台或边坡（已平整）上。乔灌种植方式应采用穴状种植；在条件允许的地方，可
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采用直播、分植和飞播等方式。具体可参照SL 287-2014 执行。
8 管护、监测与修复效果评估
8.1 工程运行管护
1）修复设计、施工应遵守安全技术规程和设备安全性的规定，并应符合GB/T 12801 的规定。
2）应建立符合生态原理的供水和排水系统，定期检查道路、灌溉和排水设施，确保系统正常运行。
若发现设施损坏，应及时修复或更换。
3）在修复全过程中，应加强植被的管护和健康管理，避免二次受损和退化。植被管护的重点时期
为修复的前3-5 年。管护内容包括病虫害防治、防火措施、修枝和间伐等。
4）修复过程和修复结束后，应对汞污染土壤，植物采样检测。具体要求如下：
a）采集的样品应在-20℃低温保存，并采用冰袋低温运输。
b）对于污染物检出限有要求的样品，保存和前处理方法应符合低检出限分析要求。
8.2 环境监测
8.2.1 采样方式
环境监测采样方式可包括监测井采样法、人工钻井采样法、机械钻孔采样法。
8.2.2 监测应包括以下内容：
a）修复前采用调查评估数据。
b）修复过程中的基础监测，评估修复效果。
c）修复工程完工后12 个月的跟踪监测。
8.2.3 监测对象与指标
监测对象应包括场地渗滤液、土壤样品、地下水样品、植物样品等，监测指标应包括：pH、氧化还
原电位、重金属浸出毒性、土壤质量、植物生长状况（包括植物的根茎叶的生长情况、植物内外的汞含
量分布）、生物多样性等。
8.2.4 监测分析方法
在项目修复过程中，按照GB/T 43933-2024、GB/T 43935-2024、GB 36600、GB/T 14848 和HJ /T 166
的相关规定，对修复后的土壤和地下水进行长期监测。修复效果达到修复目标后，编制修复评估报告；
若修复未能达到修复目标，则根据上述相关规定中污染物的分析方法执行，分析其原因，并重新评定修
复技术的可行性。
8.3 修复效果评估
验收应以场地调查评估数据和修复方案中确定的修复目标值为基础，进行修复效果评估和验收。场
地调查评估应参照GB/T 43933-2024、GB/T 43935-2024、GB 36600、GB 15618 和HJ 25.5、HJ 1272 、
HJ/T 415、LY/T 2356、HJ 1272 相关技术规程执行。
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附录
（资料性）
附录1 重金属固化功能微生物组成
汞固化功能微生物包括有从污染场地筛选的具有Hg 及Pb、Zn、Mn 等重金属耐受能力的具有硫酸盐
还原功能的微生物如脱硫弧菌占功能微生物菌群的10% - 15%；铁还原菌占功能微生物的5%左右，其他
好氧菌（如解钾菌、解硅菌、固氮菌）占功能微生物的20%左右，余下的为污染土壤中富集得到的其他
兼性厌氧菌。
附录2 植物推介种类
表1 汞污染地块植被恢复可选择植物种
植物类型植物普通名科属汞污染耐性汞富集效果
建议单播种量
（kg/hm²）
一、二年生
草本植物
狗尾草禾本科狗尾草属  30
狗牙根禾本科狗牙根属 3.75
龙葵茄科茄属9
紫花苜蓿豆科苜蓿属 18
鬼针草菊科鬼针草属 10
苍耳菊科苍耳属 15
多年生
草本植物
蜈蚣草禾本科蜈蚣草属  建议栽植
黑麦草禾本科黑麦草属 30
猪屎豆豆科猪屎豆属45
酸模蓼科酸模属 1.5
香根草禾本科香根草属  30
灌木
苎麻荨麻科苎麻属 建议栽植
胡枝子豆科胡枝子属30
紫穗槐豆科紫穗槐属建议栽植
悬钩子蔷薇科悬钩子属 建议栽植
其他经试验证明可以成功应用的其他种。