環境與資源學院在自然科學研究和試驗發展領域取得重要突破,其關于生物炭修復土壤重金屬污染的研究獲得了新進展,為土壤生態修復與農業可持續發展提供了新的科學依據和技術支持。
隨著工業化與城市化的快速發展,土壤重金屬污染已成為全球性的環境問題,嚴重影響農產品安全、生態系統健康和人類福祉。傳統的物理化學修復方法往往成本高昂、易造成二次污染,或難以大規模應用。因此,開發高效、經濟、環境友好的修復技術成為科研界關注的焦點。生物炭,作為一種由生物質在限氧條件下熱解產生的富碳材料,因其具有豐富的孔隙結構、高比表面積、穩定的化學性質以及良好的吸附能力,近年來被廣泛探索用于土壤改良與污染修復。
環資學院的研究團隊長期致力于生物炭的環境應用研究。此次取得的新進展,主要體現在以下幾個方面:
在材料設計與制備上取得了創新。團隊通過優化熱解溫度、原料選擇(如農業廢棄物、林業剩余物等)和改性工藝(如酸、堿、金屬氧化物負載等),成功制備出針對不同重金屬(如鎘、鉛、砷、鉻等)具有特異性高效吸附能力的系列功能化生物炭。實驗表明,改性后的生物炭對目標重金屬的吸附容量和選擇性顯著提升。
在修復機理研究上更加深入。團隊綜合利用同步輻射、光譜學、顯微技術等先進表征手段,結合批量吸附實驗和盆栽模擬,系統揭示了生物炭通過表面絡合、離子交換、沉淀、物理吸附以及促進重金屬形態轉化(如將生物可利用態轉化為穩定殘渣態)等多重機制來固定土壤中的重金屬,有效降低其生物有效性和遷移性。
在田間試驗與生態效應評估上取得實效。研究不僅局限于實驗室,團隊還將優化后的生物炭修復技術應用于典型重金屬污染農田,進行了長期定位試驗。監測結果顯示,施用特定生物炭后,土壤中有效態重金屬含量顯著降低,同時土壤pH值、有機質含量和微生物活性得到改善,作物產量與品質提升,且未發現對周邊水體和生態環境產生明顯負面影響。這驗證了該技術的可行性與環境安全性。
團隊還結合生命周期評價等方法,對生物炭修復技術的經濟成本與環境效益進行了初步評估,為其未來的工程化應用和大規模推廣提供了決策參考。
此次研究的進展,不僅深化了對生物炭-重金屬-土壤-植物系統相互作用機制的科學認識,也為開發精準、高效的土壤重金屬污染原位修復技術奠定了堅實基礎。環資學院表示,未來將繼續圍繞生物炭材料的綠色制備、修復效能的長期穩定性、與植物-微生物聯合修復技術的耦合應用等方向開展深入研究,推動科技成果轉化,助力我國乃至全球的土壤環境保護與治理工作,服務于國家生態文明建設和綠色發展戰略。
這一成果的取得,充分體現了環資學院在環境科學與工程領域的科研實力,也是其在自然科學研究和試驗發展道路上邁出的堅實一步。
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更新時間:2026-01-07 16:40:29
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