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环资学院在生物炭修复土壤重金属污染研究方面取得新进展
【发布日期: 2021-07-01】 【来源:环资学院 】 【作者:唐荣贵】 【编辑:】 【点击量:

不同表面功能的生物炭在固定土壤钒并降低其植物有效性方面的潜力尚未被研究。为了回答这个问题,浙江农林大学土壤生态系统与全球变化团队与韩国高丽大学Yong Sik Ok教授、德国Wuppertal大学 Jörg Rinklebe教授合作研究了不同剂量(0、2.5和5%)稻壳和木质生物炭对钒 (3750 mg kg1)污染土壤(酸性)中钒的分馏、转移和植物吸收的影响。结果发现施用高含氧官能团的木质生物炭,在2.5%时可使土壤中水溶性钒降低46%,交换态钒减少32%,同时玉米地上部和高粱根部对钒的吸收分别减少了86%和65%。施用低氧官能团的稻壳生物炭增加了钒的溶解度,导致玉米和高粱无法在处理土壤中生长。土壤酸度和有机碳的芳香基团是钒固定的主要因素。这些结果有助于阐明生物炭在重金属污染土壤可持续管理中的重要作用。该研究成果以“Biochar surface functionality plays a vital role in (Im)mobilizationand phytoavailability of soil vanadium”(1)为题发表在国际著名刊物ACS Sustainable Chemistry & Engineering(2020 IF=8.19)上。

镍是一种潜在的有毒元素,它可污染土壤和水体,威胁粮食和水安全,阻碍全球可持续发展。生物炭在镍污染环境中是一种有前景的新型修复材料,然而原始的和改性的生物炭在土壤和水体中固定/吸附镍的潜力以及相关机制尚未得到系统的评述。团队从不同维度综述了土壤和水体中镍污染及其环境修复,包括不同环境条件下镍污染的发生、镍的生物地球化学行为和生态毒害,重点综述了利用生物炭修复镍污染的土壤和水体。生物炭通过离子交换、静电吸引、表面络合、沉淀、物理吸附和还原等方式将镍固定。这是由于镍与生物炭中表面官能团和及其含有的有机/无机化合物的相互作用。改性生物炭去除镍的效率始终高于原始生物炭。物理(如球磨)和化学(如碱/酸处理)处理可使生物炭获得更大的表面积、更多的孔隙和活性表面基团,从而增强镍的固定。文章还综述了生物炭在镍污染修复中可能存在的风险和挑战,提出了未来的研究方向,并讨论了对环境部门和决策者的启示。研究成果以“Nickel in soil and water: Sources, biogeochemistry, and remediationusing biochar”(2)为题发表在国际著名刊物Journal of Hazardous Materials(2020 IF=10.58)上。


研究成果得到国家自然科学基金外国青年学者研究基金项目(42050410315)、国家自然科学基金项目(41877085, 41877088)、浙江农林大学研究发展基金(2018FR005, 2018FR006)、亚热带森林培育国家重点实验室开放基金资助项目以及浙江省博士后基金项目(20120200001)的资助。

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(环资学院 唐荣贵)

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