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研究揭示海水入侵导致稻田镉活化的土-水界面反应机制

来源: 时间:2022-08-09

  近期,广东省科学院生态环境与土壤研究所刘同旭研究员团队揭示了海水入侵活化稻田土壤重金属的机制。相关研究分别发表在环境科学期刊《Environmental Science and Pollution Research》和《Chemosphere》上。

  由周期性的潮汐和海平面上升带来的海水入侵导致周边土壤含盐量增加,改变土壤性质及污染物的迁移转化过程。稻田干湿条件下重金属在土壤-水界面上的形态转化过程已有大量研究,但是关于稻田中海水入侵引起重金属活化机理及其环境风险研究较少。

  团队围绕海水盐离子与土壤相互作用的科学问题,以稻田镉为研究对象,采用室内培养实验模拟海水入侵稻田土壤的情景,研究了海水入侵对稻田镉有效性的影响。研究揭示了海水入侵加剧稻田镉污染的热力学机制,发现镉氯络合物的形成和电荷零点的增加是导致镉在土壤-水界面解吸的主要原因,明确了海水入侵对稻田土壤厌氧-好氧条件下镉有效性的作用机制,发现海水显著增强了镉的再活化作用,特别是在好氧阶段,这可能会增加镉在稻米中的积累程度。

  该研究结果阐明了海水入侵条件下的稻田土壤镉形态的热力学分配过程与动力学转化过程,可为我国滨海海水倒灌区稻田土壤镉污染的风险评价与治理提供理论依据。  


海水入侵条件下的土壤镉形态转化过程

  论文信息:

  [1] Wenting Chi#, Yang Yang#, Tongxu Liu, Yan Sun, Yanhong Du, Haoli Qin, Xiaomin Li*. Effects of water salinity on cadmium availability at soil–water interface: implication for salt water intrusion. Environmental Science and Pollution Research, 2022: 1-12. https://doi.org/10.1007/s11356-022-20606-2

  [2] Wenting Chi#, Yang Yang#, Ke Zhang, Pei Wang, Yanhong Du, Xiaomin Li, Yan Sun, Tongxu Liu*, Fangbai Li. Seawater intrusion induced cadmium activation via altering its distribution and transformation in paddy soil. Chemosphere, 2022. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653522022986

  (省科学院土壤环境所土壤分子过程研究团队/供稿) 

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