新材料可有效防治镉污染
- 来源：科技日报
- 2024-08-20
记者19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研究揭示了巯基功能坡缕石对镉靶向钝化作用机制，找到了一种能有效处理镉污染的新材料——新型巯基坡缕石功能材料。相关研究成果日前发表在国际期刊《清洁生产杂志》上。
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科技日报记者，镉是一种极其危险且有害的重金属，它几乎不可生物降解。镉在环境中迁移性高、活性强，极易进入水体和土壤，具有较大的环境生态风险，根据《欧盟水框架指令》，需要对其进行强制监管。
该团队前期研究发现，巯基坡缕石对镉污染的治理具有十分优异的效果，但其巯基比例差异对材料性能以及与镉结合构型的机制尚不明确。
“我们制备了三种具有不同巯基与坡缕石质量比的功能材料，这些材料被设计用来从水溶液中去除镉这种有害的重金属。通过进行吸附实验，我们发现，随着材料中巯基比例的增加，其吸附镉的能力也随之增强。具体来说，吸附能力最强的功能材料，其吸附量可以达到未经改性的坡缕石的三倍左右。这表明，通过增加巯基的比例，可以显著提升材料的吸附性能。”孙约兵说。
进一步的研究揭示，巯基坡缕石主要通过其表面的羟基和巯基与镉形成络合物来实现对镉的去除，这是其主要的作用机制。“我们还发现，巯基与镉结合时可以形成两种不同的配合物：单齿配合物和双齿配合物。其中，双齿配合物更加稳定，是巯基与镉结合时的主要构型。这一发现对于理解巯基坡缕石去除镉的机理以及进一步优化材料的性能具有重要意义。”孙约兵说。
目前，该新型材料入选农业农村部重金属污染耕地防治联合攻关组第一类产品，在室内和大田试验中均取得良好效果，已大面积应用于水稻、小麦、蔬菜产地安全生产实践中。
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