Applied Catalysis B: Environmental-沈國(guó)清團(tuán)隊(duì)研發(fā)雙功能玉米秸稈生物炭成功實(shí)現(xiàn)污染土壤綠色修復(fù)
近日，上海交通大學(xué)沈國(guó)清團(tuán)隊(duì)在國(guó)際環(huán)境催化類(lèi)權(quán)威期刊Applied Catalysis B: Environmental?（影響因子19.503，中科院一區(qū)，Top期刊）發(fā)表“Degradation mechanism and QSAR models of antibiotic contaminants in soil by MgFe-LDH engineered biochar activating urea-hydrogen peroxide”最新研究成果，首次提出了一種利用玉米秸稈改性生物炭降解抗生素并增強(qiáng)土壤營(yíng)養(yǎng)功能的原位綠色土壤修復(fù)技術(shù)。該論文以生態(tài)學(xué)博士后陳欽程為論文第一作者，沈國(guó)清研究員為通訊作者。
論文通過(guò)共沉淀方法成功合成MgFe-LDH 改性玉米秸稈生物炭(MB)，以土壤抗生素磺胺甲基惡唑 (SMX)為模式污染物，利用MB活化過(guò)氧化尿素 (UHP)降解抗生素并提供土壤氮營(yíng)養(yǎng)。研究表明，MB/UHP體系的降解作用主要?dú)w因于羥基自由基和單線氧介導(dǎo)的氧化作用；MB/UHP在顯著降低土壤SMX 濃度的同時(shí)增加了土壤中氨態(tài)氮（NH4+-N）和硝態(tài)氮（NO3-N）含量。進(jìn)一步地，基于密度泛函理論的定量構(gòu)效關(guān)系模型表明，影響抗生素降解的內(nèi)在結(jié)構(gòu)因素分別是偶極矩、最高占據(jù)分子軌道能以及鍵級(jí),并基于電子軌道分布提出了SMX的降解路徑。
該研究不僅提供了一種土壤綠色修復(fù)技術(shù)，并為預(yù)測(cè)改性生物炭降解土壤有機(jī)污染物提供了新途徑。研究得到中國(guó)博士后科學(xué)基金?(2020M681284) 和國(guó)家自然科學(xué)基金(21876109) 項(xiàng)目的資助。上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、國(guó)家環(huán)境保護(hù)新型污染物環(huán)境健康影響評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市固體廢物處理與資源化工程研究中心申哲民教授和程治文博士、上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院嚴(yán)麗麗、上海交通大學(xué)李曉穎和王晨博士參與了該研究工作。
論文鏈接 ：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120866
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