地区：上海市 宝山区
关键词：中国科学院烟台海岸带研究所;浙江大学;中国科学院南京土壤研究所;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001154
成果描述：
| 农田重金属污染是全球性土壤环境问题。中国耕地土壤仅镉的点位超标率就达7.0%,危及农产品安全，亟需治理与修复。迄今，在不影响土壤结构及肥力条件下实现重金属污染农田土壤的原位可持续修复还是一个世界性难题。该项目经过十多年的持续努力，系统采集分析了长江、珠江三角洲土壤剖面和表层土壤样品，研究了经济快速发展过程中农田土壤重金属污染特征，解析了复合污染来源与成因；研究了土壤中重金属的形态分配和界面过程，探明了土壤对重金属吸持的分子机制与生物有效性；调查发现并首次报道了中国原生的镉锌超积累植物和铜高积累植物，阐明了其超/高积累重金属的生理机制，创建了中轻度镉污染农田土壤的植物修复技术原理。主要发明点如下：1.揭示了经济快速发展过程中土壤重金属复合污染特征及分布规律，解析了污染来源与成因。查明了长江、珠江三角洲农田土壤的重金属复合污染特征、多源性和高风险区，证明土壤理化性质和污染物迁移性在区域尺度识别重金属来源中的作用，证实了成土母质和土壤类型差异对重金属环境地球化学基线的显著影响，建立了以土壤类型为基本统计单元的区域土壤重金属环境基线方法。2.探明了土壤对重金属吸持的分子机制、生物有效性及预测方法。建立了土壤中重金属形态分离与监测方法，量化了酸碱度、盐基离子、有机污染物对土-液界面重金属分配的影响；提出了土壤表面重金属微孔扩散和沉淀过程的老化机制，证实了金属-磷酸盐沉淀物的形成；建立了土壤重金属生物有效性和作物积累预测方法。3.发现了中国原生的镉锌超积累植物，探明了其超积累机制。首次报道镉超积累植物东南景天、伴矿景天和铜高积累植物海州香薷；认清了植物超积累镉的根系主动吸收、木质部快速装载、地上部微区隔和有机络合解毒等生理机制，提出了超积累镉的末端控制新解说；阐明了海州香薷高富集铜的生理过程。4.创建了典型重金属污染农田土壤的植物修复新原理和新方法。揭示了超积累植物对土壤镉锌的快速去除作用过程及形态与有效性变化机制，提出了强化植物修复过程中重金属的有机络合增溶新途径，验证了中轻度镉污染农田土壤的超积累植物修复技术原理，建立了生物监测评估及修复植物安全处置方法。该项目20篇核心论文被他引1303次，其中SCI他引999次；8篇代表性论文被他引769次，其中SCI他引583次，2篇论文SCI他引超过150次。研究成果为中国区域农田土壤环境管理提供了基础数据、理论依据和科学方法，为农田土壤重金属污染治理提供了既不影响土壤生产力又能净化污染的可持续修复新理论与新方法，提出了中轻度镉污染农田土壤的绿色植物修复新途径，突破了世界性难题，部分成果被国家重要咨询报告、学科战略发展报告和土壤污染调查与防治专项所采纳，推动了土壤污染与修复学科的发展。 |
