《典型环境重金属检测及阻控关键技术研发与应用》

该项目属于资源与环境技术领域。

针对致癌风险高、影响范围广的重金属污染物,该团队进行了攻关和突破,建立了包括重金属形态和生物有效性分析的多元检测技术;研发了基于微生物调控、喷施营养物质及生物炭吸附的重金属阻控技术,并将其广泛推广应用。支撑完成了山东省、河南省农产品产地土壤普查数万件土壤样品重金属的检测工作,社会效益显著。该项目主要创新点如下:

1、建立了1%硝酸萃取,HPLC-ICP-MS联用测定多介质环境样品砷形态的技术,该技术提取效率高达100.6%,检出限低至ng/L,提取过程中各形态砷稳定无转化,在稻米、微生物、食品及PM2.5砷形态测定中广泛应用,解决了砷形态萃取剂易产生二次污染,干扰ICP-MS测定等技术瓶颈;构建了基于智能化生物体胃肠道消化系统模拟控制装置的重金属生物有效性分析技术,充分考虑肠道微生物在重金属吸收过程中的作用,提高了重金属人体健康风险评价的准确性和适用性,为重金属阻控机制的研究奠定了方法基础。

2、研发了基于水生微生物富集、调控及外源有机质添加的砷污染修复技术,利用三甲基砷化物易挥发且被迅速氧化为几近无毒砷氧化物的特性,以微生物和有机质调控其代谢,促进其挥发,达到砷解毒目的。数据显示集胞藻在72h内对水体中低浓度砷的去除率达40%以上,外源有机质添加可使砷污染土壤气态砷产量增加近120倍。构建了基于生物炭吸附及外源硅肥添加的土-水-作物体系中重金属污染阻控技术,创造性的将水钠锰矿负载在生物炭上,制备了水钠锰矿负载的生物炭,该生物炭对砷和镉均有很强的吸附能力。未负载水钠锰矿的生物炭对砷无吸附能力,对镉的最大吸附量为4335mg/kg;负载水钠锰矿后,对As(III),As(V)的最大吸附量分别是3543mg/kg和2412mg/kg,对镉的最大吸附达9068mg/kg,解决了普通生物炭对砷基本无吸附能力的技术难题,实现了污染土壤中砷、镉的同时固定。另外,外源硅肥施用在水稻籽粒重金属阻控中作用显著,施用600kg/亩钾硅肥和钙硅肥,水稻籽粒中砷、镉分别减少29.1%和71.5%。

3、积极推进技术的落地和转化,山东省分析测试中心以无形资产入股,吸引蓝城检测技术(上海)有限公司投入资金1亿元,在济南共同投资设立山东蓝城分析测试有限公司。该项目建立的典型重金属检测技术是入股无形资产的重要组成部分,在吸引蓝城资金投入的过程中发挥了重要作用,实现了科技与经济的深度融合,开拓了院企合作、协同创新的新局面。

该项目发表SCI论文61篇。10篇支撑该项目技术创新点的论文总影响因子35.3,他引616次。申请发明专利10项,授权发明专利2项,授权实用新型专利3项,软件著作权1项;培养研究生30余名,山东省优秀博士后1名,环境保护部环境监测“三五”人才1名,济南市“5150”高层次人才1名;推动项目完成单位之一山东省分析测试中心入选国家大气污染成因与治理攻关实验室;相关成果为国家重大科技专项、国家自然科学基金、科技部“863”项目子课题、国家重点研发计划子课题等40余项课题分析方法、理论体系的建立提供了技术支撑和保障。

成果说明

山东省分析测试中心以无形资产入股,吸引蓝城检测技术(上海)有限公司投入资金1亿元,在济南共同投资设立山东蓝城分析测试有限公司。本项目建立的典型重金属检测技术是入股无形资产的重要组成部分,在吸引蓝城资金投入的过程中发挥了重要作用,实现了科技与经济的深度融合,开拓了院企合作、协同创新的新局面。 项目组研发的砷形态萃取及检测技术,在山东新时代药业有限公司企业生产和环保监控工作中得到了广泛应用,为企业提高了生产效率,节约了环保投入,保障了企业和周边居民的身心健康。 该项目构建的多介质中砷形态萃取、检测

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