張豪哲,李 文,杜明澤,姜 鵬,李江華
(1.煤炭科學(xué)研究總院,北京 100013;2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 安全分院,北京 100013;3.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100013)
煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中一直處于主體地位,為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展起到關(guān)鍵的保障作用。近年來由于資源枯竭以及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因,廢棄煤礦的數(shù)量大幅增長。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅十三五期間全國關(guān)閉煤礦數(shù)量達(dá)到7448個(gè)[1,2]。煤礦一經(jīng)廢棄或關(guān)閉,往往伴隨著大量礦井水被污染進(jìn)而影響到周邊大范圍的地下水資源。我國水資源分布本不均衡,尤其在相對缺水的西北、華北地區(qū),地下水資源對人們的正常生產(chǎn)生活有著至關(guān)重要的作用。對閉坑礦井地下水污染以及防治技術(shù)的研究已經(jīng)刻不容緩。
國外對礦井閉坑產(chǎn)生的地下水污染研究始于20世紀(jì)80年代,英國、美國、俄羅斯等國對廢棄礦井造成的地下水污染做了大量試驗(yàn)、監(jiān)控和治理研究。烏克蘭下令對廢棄礦井區(qū)建立地下水監(jiān)測網(wǎng),并進(jìn)行必要的充填以及灌漿封堵來對礦井水污染進(jìn)行防治;美國采礦業(yè)每日處理礦山酸性廢水費(fèi)用達(dá)上百萬美元[3,4]?;⒕S岳等[5]分析廢棄礦井地下水污染特點(diǎn),提出地下水動(dòng)力場和地下水循環(huán)是造成大面積污染的根本原因;馮啟言等[6]針對全國范圍礦井水污染特點(diǎn)將其劃分為6種類型,并構(gòu)建了廢棄礦井地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系;杜明澤等[7]通過分析煤礦區(qū)場地地下水污染特征,闡述了煤礦區(qū)地下水污染監(jiān)測預(yù)警及防控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀并提出未來污染精準(zhǔn)探測技術(shù)、監(jiān)測預(yù)警技術(shù)等發(fā)展方向;孫亞軍等[8,9]對煤礦礦井水污染問題在形成機(jī)理、特征、防控技術(shù)以及材料和設(shè)備方面進(jìn)行詳細(xì)分析并提出存在問題,構(gòu)建了污染防控技術(shù)體系。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國開采1t煤炭約產(chǎn)生2t礦井水,全國煤礦一年的實(shí)際排水量約71億t。若不及時(shí)進(jìn)行有效管理,受污染的礦井水參與地下水循環(huán)將會(huì)造成更大范圍的地下水污染,對周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境以及居民正常生產(chǎn)生活造成難以估計(jì)的影響。因此,研究針對閉坑礦山地下水污染的防控技術(shù)與手段,可以使大量的地下水資源免遭污染,并使其最大限度地資源化和可利用化,對于緩解我國部分地區(qū)水資源短缺的難題具有重要意義。
礦山在正常開采期間,為了安全生產(chǎn)的需要,需大量抽排含水層中的地下水,形成了以礦井為中心的大范圍地下水降落漏斗,某礦開采前后地下水降落漏斗如圖1所示。
圖1 某礦開采前后地下水降落漏斗
礦井關(guān)閉后地下水抽排工作停止,致使地下水位快速回彈,打破原本的礦井地下水系統(tǒng)的平衡,形成一種新的混合地下水系統(tǒng)。礦井水回充礦井原有的巷道、采掘空間及裂隙等,隨后與各含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系,進(jìn)而造成地下水大面積污染。烏克蘭的頓尼茨可煤田礦井報(bào)廢導(dǎo)致22礦區(qū)被淹沒,總面積達(dá)到635hm2;俄羅斯連續(xù)幾年關(guān)閉虧損煤礦導(dǎo)致進(jìn)入采空區(qū)的礦井水與其他含水層發(fā)生水力聯(lián)系,串層污染潔凈含水層深度達(dá)1000m,污染半徑25km;美國阿巴拉契亞礦區(qū)因礦山閉坑造成了4000km2地下水流域的污染;同樣在國內(nèi)大量煤礦的關(guān)閉也影響著地下水的質(zhì)量。門頭溝地區(qū)礦井報(bào)廢造成附近一礦泉水水源地污染,陜西黃陵沮河地區(qū)40多個(gè)小煤礦關(guān)閉導(dǎo)致河道塌陷,地表水系也遭到污染,造成嚴(yán)重的水環(huán)境災(zāi)害[10];2010年初,徐州夏橋、韓橋煤礦關(guān)閉,導(dǎo)致地下水污染并突入附近的旗山煤礦,且攜帶著嚴(yán)重超標(biāo)的鐵、錳離子,最終對約1000萬m3水體造成不同程度的污染[11]。由此可見,礦井開采由于其采動(dòng)影響范圍廣、采掘深度大等特點(diǎn),一旦任其關(guān)閉將造成原有礦井地下水系統(tǒng)破壞,進(jìn)而導(dǎo)致大范圍地下水污染,嚴(yán)重威脅周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境安全及人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。
1)地表水及大氣降水污染。礦區(qū)及周邊工廠廢氣,裸露的煤、可燃礦物以及排土場排放的煤矸石及可燃貧礦的自燃均會(huì)向空氣中釋放大量有毒有害物質(zhì),隨大氣降水進(jìn)入淺部含水層造成污染;處理不當(dāng)?shù)木用裆钗鬯约肮まr(nóng)業(yè)污水排放至地表或者河流水庫后通過灌溉、塌陷坑積水等方式下滲造成淺層地下水大面積污染[12]。
2)地表固體堆積物污染。大氣降水或地表水對矸石山淋濾后產(chǎn)生的淋濾液含有大量的污染因子,是造成礦區(qū)范圍淺層地下水污染的重要原因[13]。閉坑礦山通常伴隨著巨大的矸石山、廢料場等地表固體堆積物,這些堆積物經(jīng)過風(fēng)化作用,再結(jié)合淋濾時(shí)間、溫度以及淋濾溶液酸堿度等條件,產(chǎn)生的淋濾溶液能夠造成該地區(qū)地下水中重金屬及其他微量元素等十余種元素的超標(biāo)[14,15]。矸石山的長期存在使得此類淋濾污染具有長期性的特點(diǎn)。
3)深部高承壓水頂托補(bǔ)給污染。深層受污染地下水可以作為淺層地下水的污染源。原理是深部的高水頭承壓水回彈經(jīng)過閉坑礦井空間受到污染后,同時(shí)水頭高于淺部含水層水位向上補(bǔ)給造成污染。這類污染情況多見于我國華北地區(qū)的閉坑礦井[5]。
4)深層地下水污染。礦山閉坑后深層地下水被污染的途徑主要有以下幾種:一是由于閉坑礦井地下水位回彈,重新涌入采掘空間及巷道等區(qū)域發(fā)生一系列物理化學(xué)生物作用,造成礦井水污染[16];二是淺部含水層污染水通過天窗、封閉不良鉆孔等方式補(bǔ)給深層含水層;三是污染礦井水回彈后水位高于深層承壓水位,從而向下補(bǔ)給。
在實(shí)際礦井環(huán)境下,深層礦井水的污染往往是物理-化學(xué)-微生物作用同時(shí)發(fā)生、相互結(jié)合、共同作用的結(jié)果,而目前的對于礦井水污染因子成分和形成特點(diǎn)的研究還很缺乏,對影響水質(zhì)演化的主要因素和主控作用還需進(jìn)一步研究。
污染通道是污染源與潔凈水體之間發(fā)生水力聯(lián)系的必要條件,并且存在形式多樣。在受污染礦井水水位回彈超過周邊含水層水位時(shí),就會(huì)通過這些通道與周邊含水層發(fā)生相互補(bǔ)給從而造成污染物的遷移擴(kuò)散;自然條件下形成的污染通道有斷層、裂隙以及陷落柱、天窗等。而人為的采掘、取水、勘查等活動(dòng)同樣在地表及地下留下了大量的污染通道。潛水越流污染深部含水層污染通道如圖2所示。
圖2 潛水越流污染深部含水層污染通道
1)開采活動(dòng)導(dǎo)致地表產(chǎn)生塌陷坑或塌陷裂縫,導(dǎo)致降雨積水、工業(yè)廢水及生活污水等可直接灌入地下空間造成污染[17]。
2)采礦活動(dòng)導(dǎo)致周邊巖體產(chǎn)生斷層活化、巖體裂縫以及“人造天窗”等,加大了潛水與深層承壓水的水力聯(lián)系,從而造成地下水污染。
3)礦區(qū)范圍內(nèi)的破損水井或者封閉不良鉆孔。若水井成井質(zhì)量不合格、井壁銹蝕且穿過煤層及采空區(qū),在礦井水位及周邊含水層水位產(chǎn)生水力差時(shí)便成為補(bǔ)給的通道,造成污染。馮美生等[18]通過對洪山寨里煤礦串層污染進(jìn)行研究,采用井下電視的手段直觀證實(shí)了礦坑水滲入供水井中發(fā)生串層污染。
對于瀕臨關(guān)閉的礦山來說,及時(shí)采取措施預(yù)防和控制地下水污染在治理有效程度和經(jīng)濟(jì)投入方面都十分有利。因此本文提出將閉坑礦山地下水污染防治技術(shù)分為三個(gè)階段:閉坑前的預(yù)防、閉坑后的控制以及污染礦井水治理。
1)相關(guān)部門制定法律法規(guī),規(guī)范閉坑程序。補(bǔ)充完善礦井水文地質(zhì)資料,為閉坑規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料依據(jù)。
2)改進(jìn)采煤方法,減少污染行為。提高工藝的機(jī)械化水平、建立地下污水處理站,減少廢棄礦井水排放量,控制外排污水的水質(zhì)。同時(shí)對井下作業(yè)行為進(jìn)行規(guī)范,如及時(shí)回收施工設(shè)備、清理廢棄垃圾及油污,清洗巷道,避免造成二次污染。
3)污染通道的預(yù)處理。由于采動(dòng)影響造成的裂隙、破碎帶或活化斷層,以及封閉不良的井筒、鉆孔等均有可能成為串層污染的通道。對此可以采取留設(shè)防(隔)水煤柱、構(gòu)筑擋水墻、注漿封堵破碎巖體裂隙、重新充填或封堵封閉不良鉆孔以及失去隔離效果的水井等措施。海州露天礦及淄川礦區(qū)分別提出在邊幫及坑底采用防滲墻及防滲帷幕、采用高標(biāo)號水泥封堵污染井的措施[19]來防止串層污染。
4)矸石山等處理及防滲工作;及時(shí)處理礦井水及其他污水,避免出現(xiàn)廢水滲坑、滲井等情況[20];做好充填,避免地面塌陷等情況。另外,在尾礦區(qū)等周邊設(shè)置隔離墻等措施也可有效控制污染擴(kuò)散。
閉坑前的預(yù)防需要詳細(xì)周密的前期規(guī)劃與準(zhǔn)備,相關(guān)部門和礦方應(yīng)提高意識,進(jìn)行礦井生命全周期計(jì)劃,切實(shí)落實(shí)閉坑準(zhǔn)備工作。
1)建立地下水污染監(jiān)測網(wǎng)。詳細(xì)的水文地質(zhì)資料以及完善的地下水監(jiān)測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)控制閉坑后地下水的關(guān)鍵。在閉坑礦山的重要含水層水位建立長期監(jiān)測水位水質(zhì)的網(wǎng)點(diǎn),獲取污染信息,分析污染程度,從而制定合理有效的控制措施。
2)控制地下水流場。針對礦區(qū)地下水動(dòng)力場特征,對礦井水水位或者其他含水層水位進(jìn)行人為干預(yù),主要手段包括:①控制礦井水位使其低于灰?guī)r水位;②控制灰?guī)r水位使其高于礦井水位;或者同時(shí)控制兩者使其達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[21]。
閉坑礦山地下水污染范圍廣、污染因素復(fù)雜,難以進(jìn)行統(tǒng)一治理;另一方面存在礦山開采深度大,污染區(qū)域地形特殊以及深層地下水污染程度難探清等特點(diǎn)。當(dāng)前對于礦山污染地下水的治理技術(shù)可分為異位治理技術(shù)和原位治理技術(shù)。
2.3.1 異位治理技術(shù)
異位治理技術(shù)通過把污染水抽至地面,處理過后再回灌至地下含水層中,使得地下水質(zhì)得到治理和恢復(fù)。目前對于污染礦井水的處理技術(shù)主要有:物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)以及生物處理技術(shù)。
1)物理處理技術(shù)。主要包括吸附法[22]、重力分離法、絮凝法[23]、膜分離技術(shù)[24]等。其中膜分離技術(shù)利用滲透膜的選擇透過性,污染水中大分子物質(zhì)被過濾出來從而去除,效果較好。但膜污染與堵塞問題限制了其應(yīng)用和推廣,且膜容易受到污染水體中微生物、油污等的影響而降低有效性。
2)化學(xué)處理技術(shù)。主要包括混凝沉淀法、氧化還原法、離子交換法和中和法等?;瘜W(xué)處理技術(shù)的關(guān)鍵在于添加的化學(xué)藥劑的特性。王勇等人通過對阜新礦區(qū)礦井水選用聚合氯化鋁或者聚合硫酸鐵為混凝劑,聚丙烯酰胺為助凝劑的混合藥劑方法,對礦井水處理效果良好[25]?;瘜W(xué)沉淀法常用于處理高濃度含氟廢水,化學(xué)藥劑通常選用如生石灰和石灰乳等鈣鹽類[26]。
3)生物處理技術(shù)。主要包括活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法和土壤處置法等。利用原生微生物在不同的污染場地通過好氧、厭氧等微生物反應(yīng)來降解污染物質(zhì)。Katsutaka Nakamura等[27]研究了利用微生物處理金屬污染礦井水的方法,原理是通過厭氧硫酸鹽還原細(xì)菌(脫硫弧菌)使礦井水中金屬離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀從而除去。張磊等[28]利用Fe2+、Mn2+氧化細(xì)菌為主的生物氧化作用來去除廢水中的鐵錳離子。
2.3.2 原位治理技術(shù)
原位治理技術(shù)區(qū)別于異位治理的抽出再處理,是在污染區(qū)域通過水體的循環(huán)處理或者向污染水體投放藥劑去除污染物等方式,在污染水體的原位對水體進(jìn)行修復(fù)治理。主要方式有:
1)添加藥劑法。通過井群系統(tǒng)向區(qū)域內(nèi)受污染水體添加化學(xué)藥劑,通過發(fā)生氧化、還原、吸附、沉淀等化學(xué)反應(yīng)使得污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)或產(chǎn)生沉淀而去除[29]。
2)井中汽提方法。使地下水進(jìn)行循環(huán),并在受到污染的井中將地下水中揮發(fā)性有機(jī)物VOCs汽化,產(chǎn)生的污染氣體采取抽出處理或進(jìn)行微生物降解處理。
3)抽提地下水與回注系統(tǒng)結(jié)合法。主要是在抽提地下水的同時(shí),將空氣、營養(yǎng)物和已馴化的微生物回注到污染區(qū)域,從而促進(jìn)有機(jī)污染物的生物降解[30]。經(jīng)過改進(jìn)產(chǎn)生了生物反應(yīng)器法,即抽取地下水用生物反應(yīng)器加以處理和修復(fù),并加入氧氣、營養(yǎng)物和微生物進(jìn)行回灌,使得生物降解作用在土壤及地下含水層中得到促進(jìn)。近年來還改進(jìn)出了連泵式生物反應(yīng)器、連續(xù)循環(huán)升流床反應(yīng)器以及泥漿生物反應(yīng)器等[31]。
4)處理墻/反應(yīng)帶方法。處理墻法也被稱為被動(dòng)屏障法或滲透性反應(yīng)墻技術(shù)[32](PRB-Permeable Reactive Barrier),主要作用機(jī)理是在污染源的下游設(shè)置一面垂直于污染地下水流向的反應(yīng)介質(zhì)滲透墻,在污染水流經(jīng)時(shí)與墻內(nèi)介質(zhì)發(fā)生降解、吸附或沉淀等反應(yīng),使污染得到處理。
5)水力法[33]。水力法是利用井群系統(tǒng)通過抽水或注水的方式,來控制受污染水體的水位或者潔凈含水層的水位,使兩者分離開來。徐紹輝等[34]用水力法在淄博堠皋至金嶺一帶進(jìn)行治理實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明不僅去除了水流中的石油類污染物,還通過控制水流模式,阻止了污染物進(jìn)一步向下運(yùn)移。水力法需要污染源尚未大面積擴(kuò)散為基礎(chǔ),一般作為臨時(shí)性的控制方法,在地下水污染治理的前期用于遏制污染物的蔓延,不適用于長期處理污染水問題。
另外原位治理方法還有原位曝氣法、電動(dòng)力學(xué)方法等,但這些方法對于礦山地下水的污染防治適用性較差。而異位治理技術(shù)幾乎與地下水污染的處理方法相同,并且抽出處理需要投入巨大的成本。
國內(nèi)近年來由于經(jīng)濟(jì)體制改革以及煤炭資源逐漸枯竭等原因,自“十五”以來,共關(guān)閉煤礦數(shù)量達(dá)三萬余座[36]。根據(jù)《煤炭工業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見》的要求,到“十四五”末,全國煤礦數(shù)量要控制在4000處以內(nèi)。因此還有大量的煤礦處于關(guān)閉的邊緣。經(jīng)資料統(tǒng)計(jì),大面積的煤礦關(guān)閉區(qū)出現(xiàn)在我國中東部以及南方地區(qū)的礦區(qū),而西部地區(qū)則承擔(dān)著維護(hù)生態(tài)安全的責(zé)任。
全國煤礦由于所處地質(zhì)條件不同,礦山結(jié)構(gòu)也有很大差異,對礦井水污染的影響主要表現(xiàn)在會(huì)形成不同類型、不同化學(xué)組分性質(zhì)的礦井水。國內(nèi)不少學(xué)者對全國煤礦礦井水均作過不同程度的調(diào)查。全國礦井水水質(zhì)調(diào)查研究表見表1。
表1 全國礦井水水質(zhì)調(diào)查研究
1)酸性礦井水主要分布在我國山東、山西等中東部礦區(qū)以及云貴地區(qū)的煤礦,主要是由于賦存在煤層中的黃鐵礦(FeS2)及其他高硫化物氧化形成的。針對產(chǎn)生此類礦井水的煤礦,可采用預(yù)防加治理相結(jié)合:①封閉礦坑來減少硫化物與空氣結(jié)合,減少產(chǎn)酸量;②封堵導(dǎo)水裂隙,充填采掘空間或者將補(bǔ)給的含水層疏干來減少地表水地下水等對礦井水的補(bǔ)給;③對酸性礦井水進(jìn)行處理:中和法、微生物法、人工濕地法及膜分離技術(shù)等。另外滲透反應(yīng)墻作為一種原位處理法在處理酸性礦井水方面也是可行的。
2)高氟礦井水主要分布在華北、西北、東北以及黃淮海平原等地區(qū),且多在平原、盆地河谷等地區(qū)以富集累積的方式進(jìn)入礦井水。目前我國主要通過化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法以及反滲透法等來處理高氟礦井水[37]。
4)高礦化度礦井水一般是指總含鹽量(TDS)大于1000mg/L的礦井水,主要分布在兩淮、魯西、山西、蒙東、河南、寧東以及新疆基地。處理此類礦井水可分為預(yù)處理和脫鹽處理,預(yù)處理主要是通過絮凝沉淀法或者磁分離法將礦井水中懸浮物去除,脫鹽處理是主要目的。目前脫鹽常用手段有反滲透法、納濾、電滲析法、電吸附法、離子交換法等[38],其中反滲透法和電滲析法適用于處理3000mg/L以上含量的高礦化度礦井水。
綜上可以發(fā)現(xiàn),不同區(qū)域存在的污染礦井水類型各有差異,在處理污染礦井水過程中還需認(rèn)真分析本地區(qū)實(shí)際情況,選取最經(jīng)濟(jì)有效的手段。與此同時(shí),我國水資源豐富的礦井占總量的1/3,全國煤礦一年的排水量高達(dá)71億t,但廢棄礦井水資源利用率不到25%,而國外對礦井水的利用率早已在20世紀(jì)就達(dá)到70%~90%。因此大力發(fā)展礦井水處理技術(shù)不僅能解決礦井水污染問題,還能緩解我國水資源分布不均衡,部分地區(qū)極度短缺的現(xiàn)狀。尤其是在我國西部地區(qū)的煤炭主產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,地表河流及降水量稀缺,使得地下水資源更加珍貴。而目前我國西部地區(qū)礦井水多以高硫酸鹽、高礦化度礦井水為主,少數(shù)礦井水含鹽量甚至達(dá)到了10000mg/L。若處理不當(dāng)外排極有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境更加惡化,因此除常規(guī)處理方法外,還應(yīng)進(jìn)行“零排放”技術(shù)處理,如蒸餾法技術(shù)、膜蒸餾法技術(shù)等。膜蒸餾法技術(shù)原理如圖3所示[38]。
圖3 膜蒸餾法技術(shù)原理
在我國神東礦區(qū)某煤礦礦井水礦化度含量已經(jīng)達(dá)到了7000mg/L,提出了“混凝+納米纖維膜過濾+反滲透+膜蒸餾”的綜合多種方法的膜處理法組合工藝,如圖4所示。該工藝存在處理后出水水質(zhì)好、能耗低以及不產(chǎn)生濃水和廢水外的其他污染物的優(yōu)點(diǎn)[38]。
圖4 “混凝+納米纖維膜過濾+反滲透+膜蒸餾”工藝流程
在實(shí)際處理過程中污染礦井水存在多種污染類型并存的問題,水質(zhì)呈現(xiàn)高礦化度的同時(shí)可能還存在高濃度的氟化物、有機(jī)污染物等,在不能徹底進(jìn)行零排放處理時(shí),應(yīng)當(dāng)建立分質(zhì)供水、梯級利用的模式,如建立地下污水處理中心等手段,將處理后的礦井水分流至井下或井上,根據(jù)不同的需求應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)及生活等方面。閉坑礦山地下水利用應(yīng)當(dāng)滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的最大化效益,結(jié)合實(shí)際需求對礦井水進(jìn)行有目的的分級處理,遵循“先井下后井上,先工業(yè)后生活和農(nóng)業(yè)”的使用原則[39,40]。
1)積極開展全國閉坑礦山地質(zhì)及水文地質(zhì)資料的收集和整理分析以及地下水污染狀況的調(diào)查研究。建立全國性的閉坑礦山信息管理系統(tǒng),既有助于整體把握全國礦山分布及地下水污染狀況,又有利于信息的溝通交流。
2)加強(qiáng)閉坑礦山監(jiān)測力度,構(gòu)建智能化礦山地下水信息監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)。在布設(shè)規(guī)劃閉坑礦山地下水污染監(jiān)測網(wǎng)的同時(shí),結(jié)合礦山地下水智能化監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備,實(shí)現(xiàn)地下水特征污染物智能監(jiān)測預(yù)警一體化。
3)開發(fā)針對污染礦井水的新型處理材料和技術(shù)。目前防治手段大多存在著成本高、治理效果一般的問題,不能滿足多種類型礦井水污染處理的需求。需要針對閉坑礦山地下水污染的特點(diǎn)來研究開發(fā)新型處理材料和技術(shù),提高實(shí)用性和應(yīng)用能力。