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西北农林科技大学在镉污染农田治理研究取得新进展

发布时间:2020-05-06 09:03:03 点击次数:

  近日,西北农林科技大学资环学院吉普辉副教授研究团队的研究成果以“A two-year field study of using a new material for remediation of cadmium contaminated paddy soil”为题发表在期刊Environmental Pollution上。硕士研究生赵航航为该论文第一作者,吉普辉副教授为论文通讯作者,西北农林科技大学为论文第一完成单位。

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  图文摘要

  当前,由于不断的矿产开采和石油冶炼等影响,导致农田镉污染日益严重。土壤修复技术主要以原位钝化修复为主,但是钝化剂的高昂价格导致重金属污染土壤不能够得到有效的控制。此外,水稻作为中国的主要农作物,长期暴露在镉污染农田,对人类健康和食品安全产生不同程度的危害。因此,寻找一种经济高效的钝化剂对土壤修复和粮食生产具有重要意义。粉煤灰作为一种工业固体废物,不仅占用大量土地,还对环境安全造成有害影响,将粉煤灰进行改性并制成环境友好型钝化剂为修复污染土壤提供了新的思路。

  该研究以粉煤灰(FA)为原材料,通过低温碱熔的方法合成新型钝化剂(IP)修复镉污染土壤,该方法不仅解决了粉煤灰的堆积问题,还提高资源回收利用效率。在本研究中,主要探究了改性粉煤灰材料对土壤和水稻中重金属含量的影响,并对农田污染提供一种低价高效的修复材料。

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  粉煤灰合成材料线路图

  通过两年(2017和2018年)的田间实验发现,添加改性材料能够减轻镉的累积和水稻的毒害作用,提高水稻产量、土壤pH和有效硅含量,促使弱酸提取态镉转化为可还原态镉,减少水稻籽粒中镉的累积量,并且低于国家食品安全标准规定限定值(0.2 mg/kg);此外,还比较了3种钝化剂(粉煤灰、改性材料和沸石)对镉污染农田修复效果,结果发现,粉煤灰虽然能够修复污染土壤,但是水稻籽粒中的重金属含量仍然超过国家限定标准值,对粮食生产没有参考意义;改性材料和沸石对土壤和水稻的镉含量有明显的抑制作用,实验中涉及的参数也没有明显的显著性差异,但改性材料的边际成本要低于沸石,表明改性材料在修复重金属污染土壤具有推广价值。在今后的土壤修复中,应加快开发环境友好型的钝化剂。

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  水稻不同部位镉的累积量


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