上海交大沈国清团队研发双功能玉米秸秆生物炭成功实现污染土壤绿色修复

　　

近日，上海交通大学沈国清团队在国际环境催化类权威期刊Applied Catalysis B: Environmental（影响因子19.503，中科院一区，Top期刊）发表“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，首次提出了一种利用玉米秸秆改性生物炭降解抗生素并增强土壤营养功能的原位绿色土壤修复技术。该论文以生态学博士后陈钦程为论文第一作者，沈国清研究员为通讯作者。

论文通过共沉淀方法成功合成MgFe-LDH 改性玉米秸秆生物炭（MB），以土壤抗生素磺胺甲基恶唑（SMX）为模式污染物，利用MB活化过氧化尿素 （UHP）降解抗生素并提供土壤氮营养。研究表明，MB/UHP体系的降解作用主要归因于羟基自由基和单线氧介导的氧化作用；MB/UHP在显著降低土壤SMX 浓度的同时增加了土壤中氨态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3-N）含量。进一步地，基于密度泛函理论的定量构效关系模型表明，影响抗生素降解的内在结构因素分别是偶极矩、最高占据分子轨道能以及键级,并基于电子轨道分布提出了SMX的降解路径。

该研究不仅提供了一种土壤绿色修复技术，并为预测改性生物炭降解土壤有机污染物提供了新途径。研究得到中国博士后科学基金 (2020M681284) 和国家自然科学基金(21876109) 项目的资助。上海交通大学环境科学与工程学院、国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室、上海市固体废物处理与资源化工程研究中心申哲民教授和程治文博士、上海工程技术大学化学化工学院严丽丽、上海交通大学李晓颖和王晨博士参与了该研究工作。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120866

作者：

农业与生物学院

供稿单位：

农业与生物学院