综述：从废物到资源：循环经济视角下的生物与物理化学金属修复与回收综述

本综述系统整合了物理化学与生物修复策略，提出在循环经济框架下实现金属污染治理与关键原材料（CRMs）回收的协同路径。重点探讨了微生物修复的高特异性优势及“处理链”组合技术的应用潜力，为矿业废物资源化提供可持续解决方案。

　　

INTRODUCTION

采矿活动可追溯至公元前2400年，其从手工开采到机械化作业的演进加剧了水渗透与污染问题。现代矿业产生的含金属废物对环境造成长期负担，尤其酸性矿山排水（AMD）和尾矿库渗滤液含有大量潜在毒性元素（PTEs），亟需有效修复策略。

ANTHROPOGENIC METAL-CONTAINING WASTES

矿业废物贯穿矿山全生命周期，其含有的可溶性金属离子因高迁移性和毒性成为生态风险核心。这些污染物以水合离子和可溶性络合物形式存在，通过水体扩散导致土壤、沉积物和地下水长期污染，甚至影响人类健康。

REMEDIATION AND RECOVERY OF CRITICAL RAW MATERIALS

Remediation techniques

物理化学技术包括沉淀/混凝法、膜过滤技术、吸附剂应用（如活性炭、粘土、生物炭）以及离子交换和电化学方法。这些技术能高效处理金属浓度高的废水，但存在成本高、能耗大且可能产生二次污染的限制。

Bioremediation

生物修复通过微生物、植物、真菌等生物体将有毒金属转化为低毒形态，实现固定化、络合或移除。微生物修复凭借其高特异性、低浓度有效性及生态恢复能力脱颖而出。关键机制包括生物吸附（细胞表面结合）、生物积累（细胞内富集）、生物矿化（形成矿物沉淀）以及生物还原（如硫酸盐还原菌产生H₂S沉淀金属）。藻类和植物修复（如富集重金属的超积累植物）也展现出应用潜力。

LIMITATIONS AND ADVANTAGES

物理化学方法虽见效快，但成本高且缺乏可持续性；生物方法成本低且生态友好，但处理效率受环境因素制约。整合两者形成“处理链”（如生物预处理结合物理化学深度处理）可突破单一技术瓶颈，实现污染治理与金属回收双目标。

KEY FINDINGS AND CONCLUSIONS

成功实施修复策略需优化处理条件并将绿色修复实践融入大规模应用。未来需加强实地规模研究，填补知识空白，发展从矿业废物中提取有价值金属的经济型可持续方法。

ENVIRONMENTAL IMPLICATIONS

通过循环经济模式，先进修复策略既可降低污染风险，又能促进资源再利用，为矿业废弃地的生态重建和金属资源循环提供创新路径。