1月13日，我校地理与环境学院翟胜教授团队在国际顶级期刊《有害材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）上发表了题为《氧化改性梧桐树叶生物炭对水中镉的吸附机理》（Adsorption mechanisms for cadmium from aqueous solutions by oxidant-modified biochar derived from Platanus orientalis Linn leaves）的研究性论文。我校研究生殷凯玥为本文的第一作者，翟胜教授和王巨媛副教授为本文的通讯作者，聊城大学为第一和通讯作者单位。《有害材料杂志》是中国科学院JCR分区下环境科学与生态学领域的一区TOP期刊，2021年影响因子为10.588。
生物炭是生物质限氧热解热化学转化的副产物，由于其高孔结构和丰富官能团，生物炭对重金属表现出优异的亲和力。许多研究表明，化学改性可以提高生物炭对重金属的吸附能力。关于梧桐树叶生物炭氧化改性吸附去除重金属效果和机理尚不清楚，氧化改性生物炭在实际水体中的应用效果也未见报道。
为此，该文首次选取有机废弃物梧桐树叶为原料制备生物炭，利用多种化学氧化剂对原始生物炭进行改性，探究氧化改性生物炭对水中Cd2+的吸附去除机理。结果表明，在pH为6.0的条件下，KMnO4改性生物炭（MBC）比H2O、2O2和K2Cr2O7改性生物炭（WBC、HBC和PBC）能更有效地去除水中的Cd2+，去除率高达98.57%。从去除机理来看，MnOx络合是MBC吸附去除率高的主要机理；此外，Cd2+与含氧官能团的络合、沉淀、阳离子-π相互作用、离子交换也参与了吸附过程。而WBC、HBC和PBC的去除效果不理想，稳定性较差；这是由于离子交换和沉淀作用减弱所致。通过氧化改性生物炭应用于原位水体实验，发现MBC对原位水体中的Cd2+仍具有较高的吸附去除能力。
本研究不仅发现了MBC对Cd2+有很好的去除效果，阐明了主要吸附机理，也为农林废弃物资源化利用提供了思路，对环境中的重金属污染治理提供理论依据，具有重要的理论意义和应用前景。
该研究得到了山东省自然科学基金资助项目（ZR2020MC088；ZR2020QE234）、聊城大学畜牧学科开放项目（No. 319312101-18）、聊城大学科技计划项目（318011704）、国家自然科学基金资助项目（41807092，417012430）等项目的资助。
地理与环境学院资源利用与生态安全团队，由翟胜教授担任带头人，围绕黄河中下游农业资源利用与生态环境安全进行了相关研究，共承担了国家自然科学基金项目6项，山东省自然科学基金项目、山东省科技计划项目等省部级项目9项。近年来发表科研论文40余篇，其中SCI收录近20篇，专利近10项。团队成员指导研究生获得山东省优秀硕士学位论文、山东省研究生优秀成果奖、山东省教学技能大赛各级奖励共计10余项。团队成员在山东省大学生科技节荣获优秀指导教师5人次。
下一步团队成员将继续立足黄河中下游地区（含黄河三角洲），紧紧围绕农业废弃物资源化利用与生态环境安全，通过炭化改性、堆肥发酵、肥化利用等多途径深入开展废弃物资源化利用研究，实现污染土壤修复、土壤肥力提升、土壤环境友好，为国家生态安全、粮食安全战略贡献力量。
【论文链接】https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422000498
（审核 郭尚敬）