生物炭和硒肥添加降低稻米中甲基汞積累
稻米中甲基汞的積累是中國(guó)和其他國(guó)家正在出現(xiàn)的一個(gè)新的食品安全問(wèn)題之一。然而,目前降低稻米甲基汞積累方法及緩解汞污染稻田健康風(fēng)險(xiǎn)措施很少。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院金屬生物地球化學(xué)和食品安全研究組和華東師范大學(xué)地理信息科學(xué)教育部實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研究,發(fā)現(xiàn)了一種新的修復(fù)技術(shù),可以減少稻米中甲基汞的積累,進(jìn)而降低汞污染稻田土壤健康風(fēng)險(xiǎn)。他們的研究發(fā)表在2019年3月5日的《Journal of Hazardous Materials》上。
該聯(lián)合研究組研究了硒(Se)以及硒和生物炭的聯(lián)合使用對(duì)水稻中甲基汞累積的影響。結(jié)果顯示,經(jīng)過(guò)三年的老化后土壤,硒仍能有效降低土壤和稻米中的甲基汞含量。生物炭添加 0.5% (w/w),糙米中甲基汞含量進(jìn)一步降低了82~87%。主要作用機(jī)理可能是(1)硒抑制了土壤中甲基汞的生成;(2)生物炭不僅降低了土壤中甲基汞的含量,還降低了土壤中甲基汞的生物可利用性,其中生物炭中含有有機(jī)硫化合物可能起到關(guān)鍵作用。
同步輻射譜線擬合結(jié)果表明,有機(jī)硫化合物,其結(jié)構(gòu)類似于二苯并噻吩占生物炭中總硫含量的23%,這一結(jié)果與橡樹(shù)或玉米秸稈生物炭中有機(jī)硫化合物含量及結(jié)構(gòu)相似。
利用北京同步輻射裝置(BSRF)—4B7A中能實(shí)驗(yàn)站獲得竹炭(600℃燒制)中硫的K邊X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)譜線(XANES),分析發(fā)現(xiàn)竹炭中含有有機(jī)硫化合物(結(jié)構(gòu)類似于二苯并噻吩,dibenzothiophene)。(a)二苯并噻吩;(b)硫酸鉀
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389418310720
這一研究我結(jié)果表明硒和生物炭的聯(lián)合應(yīng)用可能是緩解水稻中甲基汞積累的一種新的修復(fù)策略。北京同步輻射裝置(BSRF) 4B7A中能站為幫助研究組揭示了生物炭中硫形態(tài)特征。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、金屬生物地球化學(xué)與食品安全研究組負(fù)責(zé)人鐘寰博士指出:“然而,由于高劑量的硒使用存在一定潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),使用來(lái)自不同原料和不同熱解過(guò)程的生物炭的可能是未來(lái)汞污染土壤/沉積物修復(fù)的新方法。X射線吸收近邊緣結(jié)構(gòu)可以提供生物炭中硫和其他元素的直接形態(tài)信息,并進(jìn)一步揭示甲基汞和生物炭之間相互作用的機(jī)理”。
發(fā)表文章:
Yongjie Wang, Fei Dang, Xiangmin Zheng*, Huan Zhong* Biochar Amendment to Further Reduce Methylmercury Accumulation in Rice Grown in Selenium-amended Paddy Soil. Journal of Hazardous Materials. 365(2019), 590–596.