Fe对稻田土壤重金属迁移转化影响机制及研究进展
How iron influence heavy metal migration and transformation in paddy soils—a review作者机构:生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081
出 版 物:《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)
年 卷 期:2024年第31卷第2期
页 面:103-110页
核心收录:
学科分类:12[管理学] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0710[理学-生物学] 0832[工学-食品科学与工程(可授工学、农学学位)] 1204[管理学-公共管理] 0830[工学-环境科学与工程(可授工学、理学、农学学位)] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 0828[工学-农业工程] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 120405[管理学-土地资源管理]
基 金:国家自然科学基金面上项目(42177010) 国家重点研发计划项目(2020YFC1806304)
摘 要:我国是全球最大的水稻生产国和消费国,部分地区稻田土壤重金属污染严重,威胁粮食安全和人体健康。目前稻田土壤重金属复合污染是我国土壤污染治理的重点和难点。Fe在地壳中分布广泛,居元素分布序列的第四位,是土壤中的高活性元素,参与多种重金属的地球化学过程。文章针对Fe氧化物对重金属的作用机制、土壤中Fe的生物化学过程、稻田系统中Fe对重金属吸收转运的影响,以及Fe相关材料在重金属污染土壤修复中的应用等方面进行总结。结果显示:(1)土壤中Fe氧化物主要通过吸附/络合/沉淀作用固定重金属,或通过氧化还原作用降低重金属的毒性和有效性;(2)土壤环境的变化容易引起Fe氧化物的还原溶解/氧化沉淀,以及微生物介导的Fe(III)还原和Fe(II)氧化等过程;(3)稻田环境变化关系到土壤中Fe氧化物的形态转化、水稻根表铁膜的形成与成矿过程、水稻对Fe的吸收转运等,从而影响重金属在土壤水稻中的运移;(4)Fe相关材料对土壤单一重金属污染修复效率高,但尚未在重金属复合污染土壤修复中大面积应用。同时,对我国当前Fe相关材料在稻田重金属复合污染修复应用中存在的问题进行思考,对今后的研究方向进行展望,以期为稻田重金属复合污染修复的推广应用提供参考与借鉴。