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红壤区农田镉/砷污染控制关键技术与新产品创制
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    X53
  • 关键词:
  • 成果简介:
    科学技术领域: 该成果属于环境科学技术领域,具体为土壤污染控制与修复,通过对农田土壤重金属污染制与重金属在农产品可食部位吸收的阻隔,保障污染土壤的农产品安全生产。主要内容和特点: 从金属生物地球化学循环的视角,系统阐明了农田砷/镉移动性与铁、氮、硫、腐殖质循环的关系。发现铁循环是控制稻米镉/砷有效性的关键过程。以稻田为重点,发现根际土壤亚铁氧化菌、砷氧化基因丰度与稻米砷有效性呈显著的负相关。这些成果修正了以温带土壤为特色的欧洲土壤学界的观点,他们认为控制农田重金属有效性的关键因子主要为pH、CEC、有机碳与粘粒。 针对复合污染治理难题,创制了能够同时降低土壤镉/砷/铅移动性的钝化技术,突破了生物炭或腐殖质单一组分钝化镉铅却活性砷的技术瓶颈,率先创制了具有镉砷铅复合污染控制功能的五种铁基系列重金属钝化剂新产品,并实现产业化。 阐明了水稻等农作物镉/砷的吸收运输能力与其硅、锌、硒营养代谢的关系,发现硅是调控水稻植株镉/砷分配与运移的关键元素;证实了硅与硒营养调控可通过竞争运输机制抑制稻米砷积累,可通过茎叶分配调控与运输蛋白活性调控机制抑制稻米镉积累;硅营养则通过运输通道竞争机制抑制稻米镉积累。 以降低水稻镉/砷吸收运输能力为目标,创制了叶面重金属阻控技术,率先创制了纳米二氧化硅溶胶、稀土或硒复合二氧化硅溶胶等三个叶面阻控剂新产品,研发了配套的应用技术,实现了产业化。突破了传统农田重金属污染修复技术高成本、难大面积应用的技术瓶颈。科学价值: 从农田镉/砷污染的生物地球化学特点以及污染控制技术需求出发,解析了控制重金属有效性的关键地球化学因子,并针对复合污染重金属特点并研制了相应的复合重金属污染钝化处理剂; 从调控茎叶分配、运输蛋白活性、竞争运输通道等方面入手抑制镉运输,从竞争运输通道入手抑制砷运输,独创了叶面重金属阻控制技术及新产品。
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