我国废弃煤矿分布广泛,煤矿类型、水文地质条件和运移途径多变,水文-生物地球化学演化过程复杂,导致酸性矿坑水(acid mine drainage,AMD)分布规律不清、污染防控效果不佳。AMD防控是废弃煤矿区生态环境治理的核心问题,面临多重挑战。关键问题包括:(1)开采扰动导致含水层介质场-动力场演化复杂,硫铁矿氧化与金属离子迁移受地质-水文-微生物多因素耦合作用,机制解析与精准模拟存在挑战;(2)现有技术对高浓度硫酸盐、铁锰等特征污染物的原位削减效率受动态水质与低温环境制约,稳定性与长效性显著受限;(3)防控系统缺乏动态智能调控能力,数据感知-决策-执行闭环断裂,难以适配水质水量的时空异质性;(4)生态修复与污染治理协同性不足,难以实现矿区生态系统功能整体恢复。未来创新方向应聚焦多学科交叉与技术集成,构建“理论模型-技术工具-工程范式”的创新链条,推动AMD防控从经验治理向科学调控转型,为全球矿区生态修复提供中国方案,具体包括:(1)揭示AMD生成的生物地球化学微观机制,构建硫铁氧化动力学与金属迁移的多场耦合模型;(2)研发硫铁氧化关键酶抑制剂或仿生阻氧材料,实现硫铁矿氧化的原位靶向阻断;(3)创建“数字孪生+智能感知”的精准防控平台,通过多源数据融合实现污染演化模拟与修复方案动态优化;(4)发展基于生态水文过程的矿区“水-土-生”协同调控理论,阐明自然修复与工程干预的互馈机制。