近日，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)在熱帶農(nóng)田土壤重金屬原位微區(qū)過程研究方面取得重要進(jìn)展。創(chuàng)新性的應(yīng)用X射線顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描結(jié)合掃描電鏡-能量色散能譜法，發(fā)現(xiàn)了土壤孔隙結(jié)構(gòu)特性影響重金屬鎘微區(qū)分布。該研究結(jié)果為揭示土壤結(jié)構(gòu)異質(zhì)性對(duì)重金屬環(huán)境行為的影響機(jī)制提供了新的研究思路和方法。

 

　　熱帶作物受鎘（Cd）等重金屬的污染已成為制約熱區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。土壤異質(zhì)性導(dǎo)致重金屬環(huán)境行為過程復(fù)雜，一直是重金屬污染治理的難點(diǎn)。傳統(tǒng)基于總量和平均量的研究方法難以反映由空間、物理、化學(xué)和生物共同作用產(chǎn)生的土壤異質(zhì)性對(duì)重金屬環(huán)境行為的影響。為突破該問題，研究團(tuán)隊(duì)建立了X射線顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描結(jié)合掃描電鏡-能量色散能譜土壤重金屬微區(qū)可視化研究方法，結(jié)合全景組織細(xì)胞定量分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤孔隙內(nèi)及周圍Cd微區(qū)分布的原位定量研究。基于團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)的團(tuán)聚體鐵、磷形態(tài)影響熱帶農(nóng)田土壤Cd固持的重要作用，通過該方法分析得到了原狀土壤孔隙及周圍Fe、P、Cd的微區(qū)分布特性，進(jìn)一步揭示了熱帶農(nóng)田土壤的孔隙特性（包括孔隙大小和持水能力）通過控制Fe、P元素微區(qū)賦存，影響土壤Cd微區(qū)分布特征的微觀機(jī)制。

 

　　該研究成果以“The role of pores in micro-zone distribution of Cd in a tropical paddy soil: Results from X-ray computed tomography combined energy dispersive spectroscopy analysis”為題發(fā)表于《Journal of Hazardous Materials》。中國熱科院環(huán)植所魏超賢助理研究員和林必桂高級(jí)工程師為論文共同第一作者，劉貝貝副研究員為論文通訊作者。該研究得到了海南省自然科學(xué)基金、海南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助及農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱區(qū)綠色低碳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家農(nóng)業(yè)環(huán)境儋州觀測實(shí)驗(yàn)站、海南省生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)的支持。

 

　　論文全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131805