近日，资源与环境学院刘艳丽教授团队在《Science of the Total Environment》在线发表了题为“Efficient cadmium immobilization by organic loaded Na-montmorillonite in a contaminated soil”的研究论文。刘艳丽教授为该论文的通讯作者，博士后刘娜、硕士研究生牛国梁为该论文的第一作者。
镉（Cd）被列为人类致癌物之一，易从土壤转移到植物体，从而沿食物链在动物和人体中积累。在我国生态环境高质量发展过程中，迫切需要对镉污染土壤进行修复，为农产品安全和国民健康提供保障。粘土矿物具有较高的阳离子交换量（CEC）、比表面积及表面电荷特性，常被作为吸附剂来降低水和土壤中重金属的移动性和生物有效性。
蒙脱石作为自然界中储量丰富、成本低廉的粘土矿物，是我国高效天然吸附剂的重要储备资源。蒙脱石吸附金属离子存在容易释放的问题，通过有机负载使蒙脱石提高对金属离子的固定作用，避免蒙脱石吸附重金属造成的二次污染。因此，为了提高粘土矿物对Cd的吸附能力和固定效率，本研究对粘土矿物蒙脱石进行钠盐处理得到钠基蒙脱石（Na-M）以提高矿物稳定性及可塑性，并通过负载腐植酸钾、壳聚糖和甘氨酸三种不同有机物提高Na-M对Cd(Ⅱ)的吸附性能。负载腐植酸钾的Na-M（Na-M- HA）具有最高的比表面积和CEC，对Cd(Ⅱ)的吸附量最高，分别比负载壳聚糖（Na-M-CTS）和甘氨酸的Na-M（Na-M-G）高22.5%和81.8%。有机负载蒙脱石对土壤中Cd固定行为及机理的系统研究发现，高温、高pH、低本底离子强度和低价竞争阳离子有利于Cd(Ⅱ)在Na-M-HA上的吸附。Na-M-HA吸附Cd(Ⅱ)主要通过静电吸引、离子交换和络合作用来实现。Cd污染土壤施用Na-M-HA的生菜盆栽试验发现，与不施用Na-M-HA的对照相比，施用量2%的Na-M-HA使土壤有效镉含量降低36.0%和植株Cd累积量降低56.8%。
本研究制备的负载腐植酸钾蒙脱石Na-M-HA是一种绿色、低成本、性能优良的Cd稳定吸附剂，在修复受Cd污染土壤中可有效降低Cd的生物有效性，从而降低Cd在食物链中的转移风险，减弱Cd污染对人类健康的威胁。
该研究得到了国家自然科学基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163457
编 辑：万 千
审 核：贾 波
