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研究揭示新型炭基钝化材料同步高效修复重金属复合污染土壤的机制

文章来源 :农业清洁流域创新团队 作者:李莲芳 发布时间: 2024-01-25 浏览量:

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为攻克土壤镉砷复合污染修复的科学难题,揭示了层状金属氧化物基磁性生物炭新型钝化材料同步高效固定土壤镉砷的关键机制,为我国镉、砷及其复合污染土壤修复提供了新思路,相关研究成果发表在《清洁生产杂志(Journal of Cleaner Production)》上。

我国土壤镉、砷及其复合污染现象普遍,开展土壤镉、砷及其复合污染修复意义重大,由于镉砷具有相反的pH-Eh依赖性,这对镉砷复合污染土壤的稳定化修复构成挑战,克服相应瓶颈开展镉砷协同固定修复技术研发成为迫切需求。

本研究以典型农业废弃物为原料,自主创制了一种同步高效固定镉砷的新型钝化材料FLBC——层状金属氧化物(LDH)基磁性生物炭,探索了其用于修复两种典型镉砷污染土壤的钝化效应,并通过X射线光电子能谱(XPS)、同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS) 等技术,揭示了其对镉砷的微观固定机制。研究发现,FLBC对两种污染土壤中镉砷的固定效率均在85%以上;与此同时,LDH发挥了土壤胶体和FLBC间的纳米桥作用,FLBC释放纳米层状金属氧化物包覆土壤微粒并促进砷镉物种迁移转化,土壤表面形成了多种稳定的砷镉物种,涉及Ca/Fe/Cd-As(V)和γ-Cd(OH)2共沉淀物,以及As(V)-O-Fe(III)/Ca 和As-Fe三齿六核分角配位物,实现了FLBC对土壤镉砷的协同固定。利用层状金属氧化物(LDH)基磁性生物炭新型钝化材料修复镉砷复合污染土壤具有显著的比较优势及广阔的应用前景。

该研究得到国家自然科学基金及国家重点研发计划等资助。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652623042944?CMX_ID=&SIS_ID=&dgcid=STMJ_219742_AUTH_SERV_PA&utm_acid=81525933&utm_campaign=STMJ_219742_AUTH_SERV_PA&utm_in=DM438010&utm_medium=email&utm_source=AC_

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