生物炭對(duì)茶園土壤鎘的固定機(jī)理研究

項(xiàng)目主持人:李清飛博士

我校地理科學(xué)學(xué)院李清飛博士2016年獲批國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目:生物炭對(duì)茶園土壤鎘的固定機(jī)理研究,項(xiàng)目編號(hào):41671476.

隨著工業(yè)的快速發(fā)展,中國農(nóng)田土壤重金屬的污染問題日益加重.相關(guān)研究證實(shí),茶葉重金屬的主要來源是土壤.因此,如何降低茶園土壤中重金屬含量或鈍化其活性,降低茶樹對(duì)重金屬的吸收,提高茶葉品質(zhì),成為農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中的重要問題.目前,生物炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域被認(rèn)為是一種有效的土壤改良劑,增施生物炭能夠增加土壤肥力,提高作物產(chǎn)量,同時(shí)其化學(xué)穩(wěn)定且難以被微生物降解,可以作為一種強(qiáng)吸附材料,被認(rèn)為是一種廉價(jià)的原位修復(fù)污染土壤或沉積物的方法.茶葉中Cd累積量取決于土壤中Cd的含量、形態(tài)和植物種屬,研究表明茶樹對(duì)重金屬的吸收與土壤pH 值和土壤有效態(tài)重金屬含量顯著相關(guān).

該項(xiàng)目以維持茶園環(huán)境安全、高效生產(chǎn)模式及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為前提,研究生物炭穩(wěn)定技術(shù),減低土壤重金屬Cd的有效含量以阻控Cd向茶葉中的遷移,從而提高茶葉的品質(zhì).通過研制生物炭產(chǎn)品,以不同Cd污染水平土壤為試材,結(jié)合X衍射(XRD)、X射線電子能譜(XPS)、能譜電鏡(SEM、TEM)及紅外光譜(FT-IR)等分析手段,重點(diǎn)研究上述生物炭處理土壤中鎘在土壤-植物微界面遷移轉(zhuǎn)化過程、生物炭對(duì)土壤中鎘有效態(tài)含量變化規(guī)律、鎘在茶樹組織、細(xì)胞內(nèi)的吸收、遷移過程、分配規(guī)律及其影響因素,以期在環(huán)境化學(xué)角度對(duì)上述生物炭可能產(chǎn)生的鈍化機(jī)理及影響因素進(jìn)行闡明,最終提出適合我國重金屬污染土壤的安全、高效利用生態(tài)穩(wěn)定修復(fù)技術(shù).

該項(xiàng)目從重金屬離子在土壤-植物中遷移、轉(zhuǎn)化的微界面過程角度出發(fā),依據(jù)環(huán)境化學(xué)原理,將植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用在重金屬污染茶園的原位修復(fù),克服了植物修復(fù)大多只應(yīng)用在提取土壤中重金屬元素的局限性,研究結(jié)果有望在今后重金屬污染茶園土壤修復(fù)治理中具有廣闊應(yīng)用前景.

李清飛,博士,碩導(dǎo),主要從事環(huán)境污染控制與修復(fù)研究.主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng),河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng),完成省級(jí)鑒定成果3項(xiàng),國家專利授權(quán)4項(xiàng),獲信陽市科技局進(jìn)步叁等獎(jiǎng)2項(xiàng),發(fā)表論文20余篇.