廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員劉同旭團隊，應用先進的光譜和電鏡表征技術，闡明了厭氧條件下礦物-有機質-重金屬共沉淀體非生物相變過程中，鎘和有機碳同步固存的微觀分子機制。相關研究近日發表于Geochimica et Cosmochimica Acta。
隨著“污染防治攻堅戰”和“碳達峰與碳中和”戰略的推進，我國土壤面臨重金屬污染治理與土壤固碳減排的雙重需求。因此，如何將土壤重金屬治理與碳固存協同，是前沿科學問題與重大挑戰。土壤鐵氧化物可通過共沉淀或吸附等方式固定重金屬或保護有機碳，從而降低土壤和沉積物中重金屬和有機碳的移動性。
因此，闡明污染土壤和沉積物中鐵氧化物、鎘和有機質間的耦合反應過程有助于實現重/類金屬和有機質的同步固定。由于鐵礦物非相變過程中，礦物組成的動態變化常受到亞鐵濃度的影響，該過程會顯著影響鎘和有機碳在礦物-水界面的轉移，進而影響其在固-液相的分布，但目前該機制尚不清楚。
在本項研究項目中，劉同旭團隊采用室內厭氧模擬實驗，以重金屬鎘和代表性有機質富里酸為研究對象，合成了礦物-有機質-鎘復合物，利用亞鐵驅動其轉化，借助球差電鏡和同步輻射光譜等先進的表征手段，量化了礦物轉化程度和速度，解析了其轉化方式，直觀地呈現了相變過程中鎘和富里酸在不同類型次生鐵礦物上的分布，闡明了鎘和有機碳同步固存機制。
研究發現，亞鐵濃度的升高有利于纖鐵礦和針鐵礦向磁鐵礦轉化。新形成的次生鐵氧化物可通過表面結合、結構取代和物理包埋等方式固定鎘；部分有機質吸附在針鐵礦表面和磁鐵礦聚集體上；此外，生成的纖鐵礦具有缺陷結構，為有機碳的固存提供了空間。與新形成的鐵氧化物結合的有機質富含芳香和羧基官能團，有利于鎘的固定，而鎘的存在促進了納米孔洞或缺陷的形成，從而增強了有機碳的固存。因此，在亞鐵催化礦物相變過程中可以同時實現鎘和有機碳的固存。
該研究結果拓展了對重/類金屬和有機碳在礦物-水-有機質界面同步固存途徑的認識，可為同時固定土壤重金屬和有機碳提供科學依據。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2022.08.006
美國加州大學戴維斯分校一項新研究揭示，壓力不僅影響大腦，還會在分子層面改變心臟功能。相關論文發表于最新一期《分子與細胞心臟病學雜志》。圖片來源：物理學家組織網這項研究聚焦于環境與社會壓力因素，如噪音、......
化合物結構測定能夠幫助人們認識、利用和改進藥物和天然產物中的有效成分。由浙江大學、美國得克薩斯大學奧斯汀分校及浙江師范大學、南京大學學者組成的聯合研究團隊提出“超分子對接”概念，利用“分子捕手”，特異......
美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室科學家領導的團隊首次發現一種含有锫（Berkelium）的有機金屬分子——“锫茂”（Berkelocene），為深入理解物質構成的基本原則開辟了新途徑。相關研究論文發表......
圖(a-c)可級聯響應腫瘤微環境的分子組裝探針及其研究示意圖;(d,e)小鼠模型上原位胰腺癌的熒光成像與信號強度變化在國家自然科學基金項目（批準號：22274074、2137003）等資助下，南京大學......
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所的科研團隊研發出一種新型材料——ZMQ-1分子篩，解決了傳統材料無法處理“大分子”的難題，在促進化工生產更加綠色、高效等方面有廣闊應用前景。該成果北京時間12月......
——探索生命奧秘新途徑為促進我國糖復合物領域的合作交流，加快國內糖科學的發展 ，由中國生物化學與分子生物學會糖復合物專業分會、復旦大學/衛健委糖復合物重點實驗室主辦 ，分析測試百科......
得知科研論文被接收的消息，“90后”趙歡終于松了一口氣。“我們持續8年的研究工作終于發表論文，太不容易了。”2016年，在中國科學院分子細胞科學卓越創新中心讀研的趙歡在研一下學期時，就在導師、前述中心......
近日，電子科技大學光電科學與工程學院教授鄭永豪團隊在《科學進展》在線發表了最新科研進展。這項研究創新性地提出了“off-siteradicalsinjection”的概念，利用先進的單分子結技術，實現......
探索無機成分以外的玻璃是人造透明材料發展的新方向，受聚合物和超分子玻璃的啟發，科研人員探索通過低分子量單體的聚合制備透明玻璃。中國農業科學院麻類研究所可降解材料開發與利用創新團隊聯合有關單位，構建了一......
運動有益健康，但人們并非總是想去鍛煉，這究竟受到什么影響？西班牙國家癌癥研究中心薩比奧研究團隊發現了與身體運動有關的3種蛋白質，這些蛋白質可能是激活運動欲望的“開關”。相關論文發表在最新一期《科學進展......