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中国热科院这项研究发现有助于土壤污染风险防控

中国热科院这项研究发现有助于土壤污染风险防控
2021年04月16日 19:24 新浪网 作者 中国科技网

  科技日报记者 王祝华 通讯员 刘倩

  “我们发现,有机质中的高芳香性、大分子的腐殖类物质会侵占农药在土壤的吸附位点,增加污染物的迁移性。这好比排长队被加塞,加塞捣乱的污染物在土壤中能否‘立足’,取决于外源溶解性有机质的占比和化学组成。”4月16日,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所(以下简称“环植所”)农业环境研究团队吴东明向记者介绍。

  该研究团队首次从微界面水平、化学多样性视角揭示了外源溶解性有机质(DOM)影响土壤吸附二甲四氯(MCPA)的作用机制,对规避土壤中MCPA风险有重要意义。成果于近日在中科院JCR一区TOP期刊《有害物质期刊》在线发表,吴东明为论文第一作者,李勤奋研究员、武春媛研究员为通讯作者。

DOM-soil-MCPA机制图 (受访对象供图)

  MCPA是一种苯氧羧酸类除草剂,其使用量大、生物毒性强,已被美国环保署列为优先监测污染物。DOM生物-化学活性高,对污染物的土壤吸附行为具有显著影响。过去的研究大多关注于DOM对非极性污染物吸附行为的影响,对MCPA这一类可离子化极性污染物的影响少有关注。当前,为缩短农药在环境中残留期,大多农药结构中被设计了极性基团。此外,DOM化学组成异质性高,关于DOM不同组分、化学多样性如何影响极性污染物吸附行为尚不清楚。

  吴东明介绍,研究团队主要通过构建“DOM-Soil-MCPA”三元体系,并采取光谱、微束、数值拟合、多变量统计等方法,从微界面分子化学水平对此过程进行解析。研究结果表明,DOM主要通过改变土壤表面特性和MCPA络合形态而影响MCPA的吸附,包括竞争吸附效应(堵孔作用、增溶作用)和共吸附效应。其中,DOM的疏水中性组分(HON)和酸不溶组分(AIM)是抑制土壤吸附MCPA的关键组分,与其高芳香性、大分子的腐殖类物质对土壤颗粒的堵孔作用有关;疏水酸性组分(HOA)因具有丰富的芳香酸类物质和极性基团,对MCPA具有最强的共吸附效应。当HOA的共吸附效应大于竞争吸附效应时,HOA有望成为阻控MCPA迁移的环境材料。

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