近日，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)在土壤有機(jī)污染物風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究中取得重要進(jìn)展，首次從微界面水平、化學(xué)多樣性視角揭示了外源溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）影響土壤吸附二甲四氯（MCPA）的作用機(jī)制。

 

　　MCPA是一種苯氧羧酸類除草劑，其使用量大、生物毒性強(qiáng)，已被美國環(huán)保署列為優(yōu)先監(jiān)測污染物。DOM生物-化學(xué)活性高，對污染物的土壤吸附行為具有顯著影響。過去的研究大多關(guān)注于DOM對非極性污染物吸附行為的影響，對MCPA這一類可離子化極性污染物的影響少有關(guān)注。當(dāng)前，為縮短農(nóng)藥在環(huán)境中殘留期，大多農(nóng)藥結(jié)構(gòu)中被設(shè)計(jì)了極性基團(tuán)。此外，DOM化學(xué)組成異質(zhì)性高，關(guān)于DOM不同組分、化學(xué)多樣性如何影響極性污染物吸附行為尚不清楚。

 

　　基于此，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建“DOM-Soil-MCPA”三元體系，并采取光譜、微束、數(shù)值擬合、多變量統(tǒng)計(jì)等方法，從微界面分子化學(xué)水平對此過程進(jìn)行了解析。研究結(jié)果表明：DOM主要通過改變土壤表面特性和MCPA絡(luò)合形態(tài)而影響MCPA的吸附，包括競爭吸附效應(yīng)（堵孔作用、增溶作用）和共吸附效應(yīng)。其中，DOM的疏水中性組分（HON）和酸不溶組分（AIM）是抑制土壤吸附MCPA的關(guān)鍵組分，與其高芳香性、大分子的腐殖類物質(zhì)對土壤顆粒的堵孔作用有關(guān)；疏水酸性組分（HOA）因具有豐富的芳香酸類物質(zhì)和極性基團(tuán)，對MCPA具有最強(qiáng)的共吸附效應(yīng)。當(dāng)HOA的共吸附效應(yīng)大于競爭吸附效應(yīng)時(shí)，HOA有望成為阻控MCPA遷移的環(huán)境材料。該研究結(jié)果為DOM化學(xué)多樣性與MCPA吸附行為的構(gòu)效關(guān)系提供了新視角，并有助于土壤中MCPA的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防。

 

　　該研究成果以“Mechanisms by which different polar fractions of dissolved organic matter affect sorption of the herbicide MCPA in ferralsol”為題在中科院JCR一區(qū)TOP期刊《Journal of Hazardous Materials》（IF=9.038）上在線發(fā)表。中國熱科院環(huán)植所吳東明助理研究員為論文第一作者，李勤奮研究員、武春媛研究員為通訊作者。

 

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　論文全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942100738X