土壤有機污染物風險評價研究獲進展
近日，中國熱科院環植所農業環境研究團隊在土壤有機污染物風險評價研究中取得重要進展，首次從微界面水平、化學多樣性視角揭示了外源溶解性有機質（DOM）影響土壤吸附二甲四氯（MCPA）的作用機制。
MCPA是一種苯氧羧酸類除草劑，其使用量大、生物毒性強，已被美國環保署列為優先監測污染物。DOM生物-化學活性高，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注。當前，為縮短農藥在環境中殘留期，大多農藥結構中被設計了極性基團。此外，DOM化學組成異質性高，關于DOM不同組分、化學多樣性如何影響極性污染物吸附行為尚不清楚。
DOM對土壤吸附MCPA的作用機制示意圖 中國熱科院供圖
基于此，中國熱科院環植所農業環境研究團隊通過構建“DOM-Soil-MCPA”三元體系，并采取光譜、微束、數值擬合、多變量統計等方法，從微界面分子化學水平對此過程進行了解析。研究結果表明：DOM主要通過改變土壤表面特性和MCPA絡合形態而影響MCPA的吸附，包括競爭吸附效應（堵孔作用、增溶作用）和共吸附效應。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的關鍵組分，與其高芳香性、大分子的腐殖類物質對土壤顆粒的堵孔作用有關；疏水酸性組分（HOA）因具有豐富的芳香酸類物質和極性基團，對MCPA具有最強的共吸附效應。當HOA的共吸附效應大于競爭吸附效應時，HOA有望成為阻控MCPA遷移的環境材料。該研究結果為DOM化學多樣性與MCPA吸附行為的構效關系提供了新視角，并有助于土壤中MCPA的環境風險評估與預防。
該研究成果在Journal of Hazardous Materials上在線發表。該研究得到了國家自然科學基金、海南省自然科學基金等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125774
