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我院土肥所在重金屬污染農田原位修復研究方面取得新進展

類別:安徽省農科院土肥所

發布時間:2015/12/07 15:51:39

關鍵詞:新進 土肥 重金屬污染

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產權歸屬單位:安徽省農科院土肥所

研究人員通過盆栽試驗研究發現,在酸性條件下,不同來源(玉米秸稈和硬木)的生物炭對減少土壤中重金屬的生物有效性的持久效應差異顯著,玉米秸稈生物炭對土壤重金屬固定的穩定性要遠遠好于硬木生物炭。通過模擬酸化試驗,利用光電子能譜(XPS)和傅里葉紅外光譜(FTIR)技術研究發現,酸性條件下玉米秸稈生物炭更容易被氧化,表面含氧官能團(重金屬的吸附位點)更多。兩種生物炭氧化能力的差異主要是由于其組分中木質素含量不同,硬木中木質素含量要高于玉米秸稈,而木質素是天然的抗氧化物質,因此,硬木生物炭比玉米秸稈生物炭更難氧化活化,其表面的氧化官能團含量要低于玉米秸稈生物炭。因此,本研究結果對于在酸性土壤中碳基材料的選擇,表面含氧官能團的活化及增強其對重金屬的固定穩定性具有重要啟示。
近期,我院土肥所在重金屬污染農田原位修復研究方面取得新進展,相關成果發表在《危險物雜志》《Journal of Hazardous Materials》(DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.10.048)上。該期刊2015年的影響因子為4.529。

      當前,我國土壤的重金屬污染十分嚴重,且對農產品和人體健康的影響已開始顯現,引發大量“毒米”和“毒菜”的出現,并造成“血鉛”、“血鎘”和“癌癥村”事件時有發生,嚴重影響生態安全、人體健康和社會穩定,成為當前社會熱點問題。對于土壤重金屬修復而言,土壤重金屬原位固定的長效性是土壤污染修復研究的重點和熱點之一。尤其是在我國土壤普遍酸化的條件下,如何維持鈍化劑在酸性條件下對重金屬固定的有效性和長效性,一直是一個難題。

      研究人員通過盆栽試驗研究發現,在酸性條件下,不同來源(玉米秸稈和硬木)的生物炭對減少土壤中重金屬的生物有效性的持久效應差異顯著,玉米秸稈生物炭對土壤重金屬固定的穩定性要遠遠好于硬木生物炭。通過模擬酸化試驗,利用光電子能譜(XPS)和傅里葉紅外光譜(FTIR)技術研究發現,酸性條件下玉米秸稈生物炭更容易被氧化,表面含氧官能團(重金屬的吸附位點)更多。兩種生物炭氧化能力的差異主要是由于其組分中木質素含量不同,硬木中木質素含量要高于玉米秸稈,而木質素是天然的抗氧化物質,因此,硬木生物炭比玉米秸稈生物炭更難氧化活化,其表面的氧化官能團含量要低于玉米秸稈生物炭。因此,本研究結果對于在酸性土壤中碳基材料的選擇,表面含氧官能團的活化及增強其對重金屬的固定穩定性具有重要啟示。


圖:兩種生物炭氧化前后表面含氧官能團變化
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