記者19日從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所獲悉，該所重金屬生態(tài)毒理與污染修復(fù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究揭示了巰基功能坡縷石對(duì)鎘靶向鈍化作用機(jī)制，找到了一種能有效處理鎘污染的新材料——新型巰基坡縷石功能材料。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國(guó)際期刊《清潔生產(chǎn)雜志》上。
論文通訊作者、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所研究員孫約兵告訴科技日?qǐng)?bào)記者，鎘是一種極其危險(xiǎn)且有害的重金屬，它幾乎不可生物降解。鎘在環(huán)境中遷移性高、活性強(qiáng)，極易進(jìn)入水體和土壤，具有較大的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)《歐盟水框架指令》，需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制監(jiān)管。
該團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，巰基坡縷石對(duì)鎘污染的治理具有十分優(yōu)異的效果，但其巰基比例差異對(duì)材料性能以及與鎘結(jié)合構(gòu)型的機(jī)制尚不明確。
“我們制備了三種具有不同巰基與坡縷石質(zhì)量比的功能材料，這些材料被設(shè)計(jì)用來(lái)從水溶液中去除鎘這種有害的重金屬。通過(guò)進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，隨著材料中巰基比例的增加，其吸附鎘的能力也隨之增強(qiáng)。具體來(lái)說(shuō)，吸附能力最強(qiáng)的功能材料，其吸附量可以達(dá)到未經(jīng)改性的坡縷石的三倍左右。這表明，通過(guò)增加巰基的比例，可以顯著提升材料的吸附性能。”孫約兵說(shuō)。
進(jìn)一步的研究揭示，巰基坡縷石主要通過(guò)其表面的羥基和巰基與鎘形成絡(luò)合物來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鎘的去除，這是其主要的作用機(jī)制。“我們還發(fā)現(xiàn)，巰基與鎘結(jié)合時(shí)可以形成兩種不同的配合物：?jiǎn)锡X配合物和雙齒配合物。其中，雙齒配合物更加穩(wěn)定，是巰基與鎘結(jié)合時(shí)的主要構(gòu)型。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解巰基坡縷石去除鎘的機(jī)理以及進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能具有重要意義。”孫約兵說(shuō)。
目前，該新型材料入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重金屬污染耕地防治聯(lián)合攻關(guān)組第一類產(chǎn)品，在室內(nèi)和大田試驗(yàn)中均取得良好效果，已大面積應(yīng)用于水稻、小麥、蔬菜產(chǎn)地安全生產(chǎn)實(shí)踐中。
