廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員李芳柏團(tuán)隊(duì)基于全生命周期揭示了炭基材料促進(jìn)稻田重金屬污染可持續(xù)修復(fù)并協(xié)同固碳。相關(guān)研究近日發(fā)表于《碳研究》。

農(nóng)業(yè)土壤是不可再生的寶貴自然資源。人類活動(dòng)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)表層土壤重金屬含量超標(biāo)，嚴(yán)重威脅到農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和人體健康。炭基材料已被廣泛用于農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)。然而不同炭基材料在修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬污染過程中的可持續(xù)性和碳足跡仍不清楚。

研究人員選取了兩種具有代表性的炭基修復(fù)材料——生物炭和泥炭，基于大田工程試驗(yàn)，系統(tǒng)地評價(jià)了其修復(fù)活動(dòng)在全生命周期內(nèi)的可持續(xù)性(環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè))和凈生態(tài)系統(tǒng)碳收支(NECB)。生命周期評價(jià)結(jié)果顯示，施用生物炭修復(fù)鎘污染的稻田比泥炭對環(huán)境的負(fù)面危害更大，尤其是在人類健康和生態(tài)系統(tǒng)方面。同時(shí)，與多次施用相比，一次性施用修復(fù)劑對環(huán)境(人類健康、生態(tài)系統(tǒng)和資源消耗)的負(fù)面影響更小。

炭基材料均能夠促進(jìn)稻田土壤污染的可持續(xù)修復(fù)，但泥炭(97.4)的總體可持續(xù)性評價(jià)得分高于生物炭(88.4)。碳足跡結(jié)果顯示，生物炭處理的NECB表現(xiàn)出更高的正值，是泥炭處理的2倍，并且根據(jù)預(yù)測，在40年后生物炭中90%的碳還保存在土壤中，而泥炭僅保存82%，這表明生物炭比泥炭更能促進(jìn)土壤碳封存。

該研究結(jié)果表明了泥炭更有利于促進(jìn)稻田土壤重金屬污染的總體可持續(xù)性修復(fù)，而生物炭對土壤碳匯的作用更積極。

關(guān)鍵詞： 炭基材料 稻田土壤污染可持續(xù)修復(fù) 土壤重金屬含量 農(nóng)業(yè)土壤