科技日报记者 马爱平
科技日报记者28日从农业农村部环境保护科研监测所获悉，该所重金属生态毒理与污染修复创新团队在国际期刊《化学工程杂志》发表最新研究成果，首次从多尺度视角揭示腐植酸—巯基坡缕石复合材料对镉的吸附与固定机制，为镉污染土壤的高效修复提供了新路径。
镉作为农田土壤首要污染物，其长期累积不仅导致农作物减产，更通过食物链威胁人体健康，成为我国土壤污染防治的重点对象。利用复合材料钝化修复镉污染土壤是当前研究热点，但对纳米尺度下材料与镉离子的界面作用机制，如分子间结合力、电子转移路径等关键科学问题，尚缺乏系统性解析。
论文通讯作者、农业农村部环境保护科研监测所研究员孙约兵告诉记者，研究团队选取三种不同来源的腐植酸——生物源腐植酸、矿物源腐植酸及混合腐植酸，分别与巯基功能化坡缕石复合，制备出三类复合材料。
坡缕石是一种天然黏土矿物，腐植酸则是土壤中天然存在的有机高分子。研究结果表明，不同来源腐植酸与巯基坡缕石的复合效果差异显著：生物源腐植酸—巯基坡缕石复合材料对镉的最大吸附量达85.41纳克/平方厘米，较单一巯基坡缕石提升32.2%，显示出更强的镉离子捕获能力。相较于矿物源及混合腐植酸复合材料，生物源腐植酸因含有更丰富的活性官能团，在复杂土壤环境中对镉的吸附稳定性提升25%，抗竞争性离子干扰能力更强。
“该研究首次在纳米尺度上揭示了腐植酸—矿物复合材料对镉的吸附‘构效关系’，即材料表面官能团的种类、分布及活性决定了其修复效能。传统修复材料研发依赖‘试错法’，而本研究通过量化界面相互作用参数（如粘附力、吸附能），为新型材料设计提供了可追溯的理论模型。”孙约兵说。
