地表污染有了新克星 分子尺度研究让地表污染无

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-11-09

  技术手段给地球表面污染治理带来新希望。图为第七届全国环境地球化学大会现场。

  随着化学学科全面进入分子时代,地球环境化学也紧随其后,快速步入分子尺度研究。

  记者从第七届全国环境地球化学大会上了解到,刚刚颁布实施的我国《土壤污染防治法》让分子尺度的环境化学方法有了更广阔的应用空间,而多项前沿技术交叉的结果是更加扎实的、多方位的技术手段给地球表面污染治理带来新希望。

  中国科学院院士陈骏在主题为《迈向分子尺度的环境地球化学》大会报告中举例,同步辐射的X射线吸收光谱技术(英文缩写EXAFS)是在环境地球化学中应用最广的技术,该技术对金属元素的结构非常灵敏。而重金属污染是土壤污染中形式最为严峻的部分,因此,采用EXAFS对付重金属污染成为化学家们的必然选择。

  陈骏表示,叶腊石等粘土金属吸附性好且廉价易得,但其吸附金属离子的原理不明。EXAFS让这个难题迎刃而解。通过连续扫描,实现原位在线,得以对金属与矿物表面反应动力学过程全面表征,为粘土作为土壤修复材料找到了理论依据。

  水体或邻水土壤富磷化已经成为地表环境污染的一个标志性特征,这是人类活动(过度使用含磷农药、含磷去污剂、含磷化肥等)导致自然破坏的一个典型。从机理上揭示导致磷元素的沉积一直以来是一个科学难题,因为磷灰石在常温下很难结晶,是什么原因导致富磷化的频发呢?

  陈骏介绍,磷核磁方法研究水体富营养化成功开发出天然环境样品磷形态的原位表征技术,得出沉积物含有大量自身磷灰石,秒速时时彩开奖:为反演磷的污染历史和物源示踪提供了理论依据。

  广州地球化学研究所副所长张干研究员在接受记者采访时评价说,应用二维核磁共振技术研究钙离子与磷酸根的共吸附,发现矿物质表面诱导磷矿石结晶,这一成果揭示了困扰多时的水体或邻水土壤富磷化问题,可以说为这一问题的解决指明了方向。

  记者从大会上了解到的另一项有趣且值得国人骄傲的成果诞生于南京大学。该校一名年轻科学家颠覆了科学界以往对岩石风化的认知。

  科学界以往的结论是,真菌—矿石表面作用对岩石风化的贡献率不到1%。南京大学李子波博士采用多项现代技术(尤其是最先进的电子显微技术和原子力显微技术)揭示出菌丝可以在矿石表面产生深度达到2000纳米的溶蚀通道,最终得出的结论是,真菌在矿石表面产生的局部溶蚀对总风化量贡献巨大,达40%至50%。

  该项成果发表后,在科学界产生巨大反响。世界同行评价说,该项成果研究过程和结论扎实,揭示了真菌—矿物界面的本质核心,对于地表恢复意义深远。

  陈骏指出,研究方法的创新是推动学科发展的关键,地球环境化学将来的趋势也注定是研究方法的创新,尤其是多种现代技术手段的交叉互补。

  张干表示,地球环境化学走过了从定性描述到定量模型的阶段,走入分子尺度机理研究势在必然。

  陈骏还特别强调在经典技术基础上的创新。他举例,建立在经典同位素分馏方法基础上的EXAFS即可实现定性描述向定量化认识的飞跃。

  另外,发展迅猛的现代信息技术也开始被化学家采用。记者了解到,已经有化学家利用超级计算机模拟出金属离子的吸附过程,这项研究对于饱受重金属污染的地表而言,不啻福音。▲

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