科技日报记者 马爱平 通讯员 薛卫杰
7月13日，记者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《生物炭》发表的研究成果，系统揭示了铁锰改性生物炭协同水分管理高效阻控水稻吸收积累镉、汞的关键机制，为复合污染稻田的安全生产提供了科学依据和技术路径。
镉汞复合污染因两种重金属本身毒性强、难降解，且存在复合协同效应，治理难度大。该研究揭示了“水分管理-功能材料-根表屏障-微生物过程”多维协同调控稻田镉、汞迁移转化的作用路径。农业农村部产地环境污染防控重点实验室孙约兵介绍，铁锰改性生物炭可通过表面吸附、共沉淀、络合和金属-π作用等多种途径固定土壤中的镉和汞，同时促进水稻根表铁锰膜的形成，并调控汞甲基化微生物群落，从而协同降低稻米中镉和汞的累积风险。
研究结果表明，水分管理对镉、汞具有生物有效性，且呈现出显著的拮抗调控效应。连续淹水虽能促进水稻根表铁锰膜形成，降低镉向籽粒迁移的风险，但同时提高了与汞甲基化相关的hgcA基因（汞甲基化关键基因A）微生物的相对丰度，增加了汞甲基化的风险。而连续好氧处理虽能显著降低稻米中总汞和甲基汞的含量，却可能增加水稻对镉的吸收和积累。
孙约兵指出，铁锰改性生物炭的加入有效缓解了这一“此消彼长”的修复困境。研究发现，连续淹水-铁锰改性生物炭处理可将稻米镉含量降至0.05毫克/千克，并有效抑制淹水诱导的hgcA相关甲基化微生物的增殖。而连续好氧-铁锰改性生物炭处理下，实现了最低的稻米总汞和甲基汞累积量（分别为0.02毫克/千克和6.89微克/千克），同时解决了好氧条件下镉吸收增加的痛点问题。研究成果为镉、汞复合污染稻田安全利用提供重要理论依据和技术支撑。
（农业农村部环境保护科研监测所供图）
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