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扎根西南,为“土壤健康”保驾护航
2018-06-12   来源:中国科学报    

作为一所扎根于西南地区默默耕耘的高校,昆明理工大学从未像近两年这样备受关注。2017年,该校环境科学与工程学院院长潘波获得“国家杰出青年科学基金”项目的支持。据悉,这是该校首位国家杰出青年科学基金资助项目的获得者。

“土壤是人类赖以生存和发展的宝贵资源,其形成和发育都需要漫长的时间,但在人类工业化的进程中,有很多行为对土壤造成了污染,产生了诸多环境问题,迫切需要用环境地学的手段去理解和应对。”在接受《中国科学报》记者采访时,潘波这样解释自己的研究领域。

从1999年到北京大学攻读博士学位起,潘波就开始关注污染物,特别是有机污染物的环境地球化学行为;2006年,他前往美国麻省大学攻读博士后。2008年,学成归国的他毅然选择回到母校昆明理工大学就职,在条件和资源都十分有限的情况下,组建了昆明理工大学环境土壤科学实验室,并带领实验室和团队坚守在西南边陲,围绕有机污染物环境地球化学行为领域的热点问题开展了一系列科学研究。2017年,该实验室成为云南省重点实验室(拟培育)。

从热带雨林破坏

看“土壤固碳”

近年来,我国西南地区大规模热带雨林遭破坏的现象越来越严重。比如,人为植被更替中天然有机质的性质变化、周转更替,与二氧化碳排放和土壤退化息息相关,产生了诸多环境问题。

扎根西南,为“土壤健康”保驾护航

高原富铝土区域高温多雨、生物活跃、植被更替典型,是重要的研究资源。基于此,潘波团队拟阐明该地植被更替中,降解、熟化、吸附复合等过程中天然有机质的性质变化和周转更替对重金属和有机污染物行为的影响。并针对无机矿物对有机碳的保护机制、有机质的组分分级等重要科学问题开展了系列研究。

土壤是控制碳循环的主体介质之一,如果能把土壤固碳的功能发挥充分,工业发展受碳排放的压力就可以大大减轻。其中,如何充分发挥农业固体废弃物中碳资源的优势,用作土壤固碳的基质,则是一个新兴的学术观点,将在碳固定方面发挥重要的功能。

于是,潘波带领实验室团队以理解污染物的陆生环境地球化学行为作为起点,系统研究了有机碳行为与污染物行为耦合关系,以土壤固碳为切入点,旨在提高农田耕作生产力、控制农村面源污染、减少二氧化碳排放等。并通过对污染物的动态风险进行深入分析,指导并构建了常规污染物和新型污染物的土壤修复方案。

从癌症村入手,扩展“持久性自由基”研究

云南省宣威地区的肺癌发病率和死亡率在中国乃至全世界都位居前列,因其明显的地区差异性,近年来引起了国内学者的高度关注,并对其进行了广泛研究。大量研究结果显示,当地室内烟煤燃烧产生的环境污染可能是诱发该地区肺癌高发的主要环境风险因子。

为了寻求答案,潘波团队对当地进行了长期深入观察,发现有机污染物与过渡金属元素相互作用中,中间产物自由基被稳定下来,从而形成了持久性自由基。环境持久性有机自由基是相对于短寿命自由基而提出的。它是一类新型的环境风险物质,是癌症诱因之一。

于是,潘波团队对其产生的基质条件和环境条件进行了系统研究,指出持久性自由基在生物质热解、有机污染物降解等常见过程中普遍存在,并对这些新型污染物的环境效应和生态风险进行了开拓性研究,这些过程可能是有机污染物或其他污染物环境行为和风险研究中缺失的重要环节,具有重要的科学意义。

立足地方,做特色研究

云南省美丽的红壤之下,却是危机重重。“由于红壤中有机质含量普遍较低,导致土壤生产力低下,再加上重金属本底值高、农业生产者大量施用农药化肥,产生了非常严重的污染问题,这让我们深感忧虑。”潘波表示,对科研工作者来说,一方面要注重紧跟国际前沿,力图原始创新,一方面也要结合自己所在的具体地域环境做研究。

经过不断探究,在明确红壤污染的原理之后,近年来潘波团队也进一步将自己的研究拓展到土壤修复领域。目前,潘波团队承担了云南省教育厅科学研究基金产业化培育项目“红土高原地区土壤固碳及农村面源污染协同控制技术”项目。这将为云南省红土高原地区污染环境的有效控制与治理、建立低碳环保的绿色强省提供强有力的理论支撑。

立足云滇,扎根西南;十年坚守,不忘初心,潘波正是如此一路坚持奋斗至今。如今在他的带领下,在接下来的科研之路上,潘波及其团队正厉兵秣马、砥砺前行。

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标签:土壤

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