近日，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)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(huán)保署列為優(yōu)先監(jiān)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(nóng)藥在環(huán)境中殘留期，大多農(nóng)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
基于此，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團隊通過構建“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(tài)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(huán)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(huán)境風險評估與預防。
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基金等項目的資助。
論文全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942100738X
日期：2021-04-20
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(huán)保署列為優(yōu)先監(jiān)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(nóng)藥在環(huán)境中殘留期，大多農(nóng)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
基于此，中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團隊通過構建“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(tài)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(huán)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(huán)境風險評估與預防。
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基金等項目的資助。
論文全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942100738X
日期：2021-04-20
