环境与资源学院在自然科学研究和试验发展领域取得重要突破,其关于生物炭修复土壤重金属污染的研究获得了新进展,为土壤生态修复与农业可持续发展提供了新的科学依据和技术支持。
随着工业化与城市化的快速发展,土壤重金属污染已成为全球性的环境问题,严重影响农产品安全、生态系统健康和人类福祉。传统的物理化学修复方法往往成本高昂、易造成二次污染,或难以大规模应用。因此,开发高效、经济、环境友好的修复技术成为科研界关注的焦点。生物炭,作为一种由生物质在限氧条件下热解产生的富碳材料,因其具有丰富的孔隙结构、高比表面积、稳定的化学性质以及良好的吸附能力,近年来被广泛探索用于土壤改良与污染修复。
环资学院的研究团队长期致力于生物炭的环境应用研究。此次取得的新进展,主要体现在以下几个方面:
在材料设计与制备上取得了创新。团队通过优化热解温度、原料选择(如农业废弃物、林业剩余物等)和改性工艺(如酸、碱、金属氧化物负载等),成功制备出针对不同重金属(如镉、铅、砷、铬等)具有特异性高效吸附能力的系列功能化生物炭。实验表明,改性后的生物炭对目标重金属的吸附容量和选择性显著提升。
在修复机理研究上更加深入。团队综合利用同步辐射、光谱学、显微技术等先进表征手段,结合批量吸附实验和盆栽模拟,系统揭示了生物炭通过表面络合、离子交换、沉淀、物理吸附以及促进重金属形态转化(如将生物可利用态转化为稳定残渣态)等多重机制来固定土壤中的重金属,有效降低其生物有效性和迁移性。
在田间试验与生态效应评估上取得实效。研究不仅局限于实验室,团队还将优化后的生物炭修复技术应用于典型重金属污染农田,进行了长期定位试验。监测结果显示,施用特定生物炭后,土壤中有效态重金属含量显著降低,同时土壤pH值、有机质含量和微生物活性得到改善,作物产量与品质提升,且未发现对周边水体和生态环境产生明显负面影响。这验证了该技术的可行性与环境安全性。
团队还结合生命周期评价等方法,对生物炭修复技术的经济成本与环境效益进行了初步评估,为其未来的工程化应用和大规模推广提供了决策参考。
此次研究的进展,不仅深化了对生物炭-重金属-土壤-植物系统相互作用机制的科学认识,也为开发精准、高效的土壤重金属污染原位修复技术奠定了坚实基础。环资学院表示,未来将继续围绕生物炭材料的绿色制备、修复效能的长期稳定性、与植物-微生物联合修复技术的耦合应用等方向开展深入研究,推动科技成果转化,助力我国乃至全球的土壤环境保护与治理工作,服务于国家生态文明建设和绿色发展战略。
这一成果的取得,充分体现了环资学院在环境科学与工程领域的科研实力,也是其在自然科学研究和试验发展道路上迈出的坚实一步。
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更新时间:2026-01-13 09:47:56
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