近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域创新团队，研发了一种新型炭基纳米材料，其可同步高效阻控水稻对砷镉的吸收，以实现镉砷复合污染耕地上水稻的安全生产，相关研究成果发表在《化学工程学报（Chemical Engineering Journal)》。

       团队在前期研究的基础上，创制了炭基纳米氧化铁和层状金属氧化物（LDH）复合的新型功能材料，通过生物学模拟试验及近边X射线吸收精细结构谱（XANES）等技术，揭示了该材料对砷镉在根系亚细胞尺度的分布、铁膜阻控和精细结构影响的分子机制，将其应用于砷镉污染稻田后，不仅促进水稻生长，也使水稻产量增幅可达88%；糙米中砷（As）/镉（Cd）含量降幅均达70%以上。

       新型炭基纳米材料的施用不仅提高了水稻根表铁膜含量，导致铁膜中铁氧体从晶质态向非晶态转化，并首次发现纳米LDH在水稻根尖木质部细胞中的生物组装，使半胱氨酸结合态砷镉通过羟基离子键合作用形成更稳定的络合物，从而阻止砷镉随组织液向地上部迁移。本研究不仅为纳米技术应用于水稻体系对砷镉积累传输及形态转化的影响提供了新视角，也对砷镉共污染条件下水稻安全生产具有重要的科学价值和指导意义。

       该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。

       原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152847