記者28日從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所獲悉，該所重金屬生態(tài)毒理與污染修復創(chuàng)新團隊在國際期刊《化學工程雜志》發(fā)表最新研究成果，首次從多尺度視角揭示腐植酸—巰基坡縷石復合材料對鎘的吸附與固定機制，為鎘污染土壤的高效修復提供了新路徑。
鎘作為農(nóng)田土壤首要污染物，其長期累積不僅導致農(nóng)作物減產(chǎn)，更通過食物鏈威脅人體健康，成為我國土壤污染防治的重點對象。利用復合材料鈍化修復鎘污染土壤是當前研究熱點，但對納米尺度下材料與鎘離子的界面作用機制，如分子間結(jié)合力、電子轉(zhuǎn)移路徑等關(guān)鍵科學問題，尚缺乏系統(tǒng)性解析。
論文通訊作者、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所研究員孫約兵告訴記者，研究團隊選取三種不同來源的腐植酸——生物源腐植酸、礦物源腐植酸及混合腐植酸，分別與巰基功能化坡縷石復合，制備出三類復合材料。
坡縷石是一種天然黏土礦物，腐植酸則是土壤中天然存在的有機高分子。研究結(jié)果表明，不同來源腐植酸與巰基坡縷石的復合效果差異顯著：生物源腐植酸—巰基坡縷石復合材料對鎘的最大吸附量達85.41納克/平方厘米，較單一巰基坡縷石提升32.2%，顯示出更強的鎘離子捕獲能力。相較于礦物源及混合腐植酸復合材料，生物源腐植酸因含有更豐富的活性官能團，在復雜土壤環(huán)境中對鎘的吸附穩(wěn)定性提升25%，抗競爭性離子干擾能力更強。
“該研究首次在納米尺度上揭示了腐植酸—礦物復合材料對鎘的吸附‘構(gòu)效關(guān)系’，即材料表面官能團的種類、分布及活性決定了其修復效能。傳統(tǒng)修復材料研發(fā)依賴‘試錯法’，而本研究通過量化界面相互作用參數(shù)（如粘附力、吸附能），為新型材料設(shè)計提供了可追溯的理論模型。”孫約兵說。
