农业环境污染治理与修复团队

时间: 2020/07/22   作者:   点击:

               

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一.   团队简介

农业环境污染治理与修复团队可追溯到上世纪90年代初建立的湖南农业大学农业环保研究室,20多年来相继开展了农田重金属污染修复与水体修复的相关工作。团队现有固定成员5人,包括教授2人、副教授2人、讲师1人,其中省青年骨干教师2人、湖南农业大学“1515”人才学术带头人培养对象1人、湖南农业大学神农学者青年英才层次人才1人,聘请了研究助手3人,现有博士后、博士、硕士研究生近30人。团队拥有湖南省灌溉水源水质污染净化工程技术研究中心重金属污染耕地安全高效利用湖南省工程研究中心农业部南方产地污染防控重点实验室和湖南农业大学农业环境修复工程中心及湖南农业大学南方稻田重金属污染防控协同创新中心等省部级与校级平台。团队围绕国家粮食安全和生态文明建设战略需求,从湖南农业生态环境和粮食质量安全现状出发,以探索农业环境污染治理修复新技术、新方法及其机理为宗旨,重点研究CdAsPbSb等重金属污染物在土壤作物体系中的迁移转化与积累机制,研发农业环境污染治理修复的物化修复技术、农艺调控技术、生物修复技术,研究修复技术机理,为农产品安全生产提供技术支撑。近5年来,团队先后承担了20余项国家级省部级研究课题,获资助2000余万元,在国内外期刊发表研究论文100余篇,获得专利20余项,省部级奖励4项。本团队系农业部财政部长株潭耕地重金属污染修复与农作物种植结构调整试点的主要技术“VIP”(低镉积累水稻品种+合理淹水灌溉+施石灰调节土壤pH值)及“VIP+n”VIP技术+土壤镉钝化剂+叶面阻控剂等)的共同提出者和主要贡献者之一,研发了植物塘+人工湿地+吸附池等灌溉水镉污染高效净化技术模式与方法,在长沙、株洲、湘潭等地建立一批农田重金属污染修复示范基地和农田灌溉水水质净化示范基地,为湖南重金属污染耕地修复治理与安全利用做出了积极贡献。

 

固定人员名单如下:

序号

姓名

学历

专业

职称

岗位

1

铁柏清

硕士

农业环境保护

教授

研究、教学及管理

2

雷鸣

博士

环境科学

教授

研究、教学及管理

3

魏祥东

博士

环境科学

副教授

研究、教学

4

杜辉辉

博士

土壤化学

副教授

研究、教学

5

刘孝利

博士

环境生态学

讲师

研究、教学

6

王薪琪

博士后

环境生态学

 

 

 

                                      

二.   主要研究方向

1.农田污染防治与安全利用

研究主要农田污染物的环境行为、治理修复新技术新方法及其机理。

1)重金属污染农田治理修复与安全利用。重点研究CdAsSb等重金属污染物在土壤--作物体系中的迁移转化与积累机制,研发重金属污染农田治理修复与安全利用的物化、农艺、生物技术及新材料,研究修复技术机理。

2)农田有机污染物快速降解技术。筛选农药、兽药等有机污染物高效降解菌,研究其降解途径与机理,通过分子生物学、包埋、固定化等技术,构建高效降解基因工程菌,开展应用研究。

3)重金属元素生物地球化学行为。利用微宇宙模拟实验及现代仪器分析手段,探究CdAsSbW等重金属在土壤矿物、微生物、有机物胶体界面的吸附、解吸、氧化还原等过程的分子机制。

2.水环境污染治理与修复

研究主要水环境污染物的环境行为、治理修复新技术新方法及其机理。

1)农田灌溉水源重金属污染净化。筛选研发高效净化植物及其组合、高效吸附材料与沉降剂,研发高效湿地净化技术、生态沟渠技术、物化快速处理技术及集成技术,研究净化技术机理。

2)农业面源污染与水体富营养化治理技术。研究农业面源污染与水体富营养化治理的新技术、新方法及机理。

3)农业小流域水文水生态过程及污染综合治理。基于典型农业小流域尺度重要水文与水生态过程原位监测,探明污染物在农业生态系统的迁移转化过程与机制,构建典型污染物的生态系统全过程阻控与治理技术体系。

3.环境污染修复优质种质资源筛选

研究环境修复高效功能种质资源的快速筛选技术及其修复机理。

1)优质植物资源筛选及应用。筛选重金属高富集或低积累品种,利用组学方法探析其高富集或低积累的分子机理,克隆并分析相关基因的环境多态性,探讨通过基因工程措施改变优质种质资源防控农田污染物的效率

2)优质微生物资源筛选及应用。筛选高效重金属钝化菌、重金属活化菌,有机污染物高效降解菌等,利用基因工程、固定化等技术,构建新型高效基因工程菌和微生物反应器,开展应用与修复机理研究。

                                    

三.   承担的科研项目

5年承担的主要科研项目:

[1]. 中南镉砷污染农田综合防治示范与技术规范构建(国家重点研发计划课题2017YFD08015052017-2020

[2]. 华南镉铅污染农田修复与安全利用技术示范(国家重点研发计划子课题2018YFD08007002018-2020

[3]. 水稻土壤界面FeMnAs耦合及其阻控As迁移机制的研究(国家自然科学基金面上项目416714752017-2020

[4]. 镉砷在典型土壤铁氧化物-有机复合胶体微界面的共吸附机制(国家自然科学基金青年基金项目419070152020-2022

[5]. 酸雨区污染农田土壤重金属面源输出季节特征及驱动机制(国家自然科学基金青年项目514091012014-2017

[6]. 灌溉水源水质净化技术试点研究(农业部财政部项目201606102017-2018

[7]. 镉超标灌溉水净化技术集成与示范(农业部财政部项目201606062016-2017

[8]. 重金属污染耕地修复治理新产品新技术集中展示(株洲)(农业部财政部项目201604182016

[9]. 灌溉水镉含量对稻米镉污染的贡献率分析及其净化技术(湖南省科技计划项目重点研发计划项目2016NK20172016-2019

[10].             稻田灌溉水净化处理试点(农业部财政部项目201507152015-2016

[11].             灌溉水源水质净化技术模式(农业部财政部项目20150382015-2016

[12].             重金属污染耕地修复治理新产品新技术集中展示(株洲)(农业部财政部项目201503012015

[13].             湖南镉超标农田安全利用关键技术研究(湖南省重点研发计划2015NK30152015-2016

[14].             超标农田镉砷镍等重金属原位钝化及其效果评价(国家科技支撑计划2015BAD05B022015-2018

[15].             灌溉水镉污染净化和重金属污染耕地修复研究(农业部财政部项目20140282014-2016

                             

四.   发表的论文  

近三年发表的代表性SCI论文:

[1].   Du H*, Xu Z, Hu M, Zhang H, Peacock C, Liu X, Nie N, Xue Q, Lei M, Tie B. Natural organic matter decreases uptake of W(VI), and reduces W(VI) to W(V), during adsorption to ferrihydrite, Chemical Geology, 2020, 540, 119567.

[2].   Du H*, Qu C, Ma M, Lei M, Tie B, Liu X, Wei X, Yang Y. Insights into Pb(II) binding by Fe/Al hydroxide–microbe composite: XAFS spectroscopy and isothermal titration calorimetry study, Chemical Geology, 2019, 510, 84-90.

[3].   Long J, Tan D, Deng S, Li B, Ding D, Lei M*. Antimony accumulation and iron plaque formation at different growth stages of rice (Oryza sativa L.). Environmental Pollution, 2019, 249, 414-422.

[4].   Xue Q, Ran Y, Tan Y, Peacock L, Du H*. Arsenite and arsenate binding to ferrihydrite organo-mineral coprecipitate: Implications for arsenic mobility and fate in natural environment. Chemosphere, 2019, 224, 103-110.

[5].   Lei M*, Pan Y, Chen C, Du H, Tie B, Yan X, Huang R. Application of economic plant for remediation of cadmium contaminated soils: Three mulberry (Moms alba L.) varieties cultivated in two polluted fields. Chemosphere, 2019, 236, 124379.

[6].   Li B, Zhou S, Wei D, Long J, Peng L, Tie B, Paul N. Williams, Lei M*, Mitigating arsenic accumulation in rice (Oryza sativa L.) from typical arsenic contaminated paddy soil of southern China using nanostructured α-MnO2: Pot experiment and field application, Science of The Total Environment, 2019, 650, 546-556,

[7].   Du H*, Huang Q, Peacock C, Tie B, Lei M, Liu X, Wei, X. Competitive binding of Cd, Ni and Cu on goethite organo-mineral composites made with soil bacteria. Environmental Pollution, 2018, 243, 444-452.

[8].   Du H*, Huang Q, Zhou M, Tie B, Lei M, Wei X, Liu X. Sorption of Cu(II) by Al hydroxide organo–mineral coprecipitates: Microcalorimetry and NanoSIMS observations. Chemical Geology, 2018, 499, 165-171.

[9].   Du H, Huang Q, Yang R, Tie B*, Lei M*. Cd sequestration by bacteria–aluminum hydroxide composites. Chemosphere, 2018, 198, 75-82. .

[10].             Tan D, Long J, Li B, Ding D, Du H, Lei M*. Fraction and mobility of antimony and arsenic in three polluted soils: A comparison of single extraction and sequential extraction. Chemosphere, 2018, 213, 533-540.

 

近三年发表的代表性中文期刊论文:

[1].   何钟响, 董思俊, 刘寿涛, 李丹阳, 彭鸥, 刘孝利, 铁柏清*. 植物塘+人工湿地+吸附池系统对灌溉水中痕量Cd的去除效果. 农业环境科学学报, 2020, 39(06):1293-1302.

[2].   余嘉衍, 李冰玉, 周一敏, 李永杰, 雷鸣*. 湖南省某矿遗址周围农业土壤重金属污染及风险评价. 环境化学, 2020, 39(04):1024-1030.

[3].   彭鸥, 刘玉玲, 铁柏清*, 叶长城, 张淼, 李园星露, 周俊驰, 许蒙, 张燕, 龙涌. 调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响. 中国农业科学, 2020, 53(03):574-584.

[4].   杜辉辉, 陶洁, 聂宁, 雷鸣*, 杨蕊嘉, 铁柏清. α-氧化铝细菌二元复合胶体对锑的吸附研. 土壤学报. 2020, 1-10

[5].   彭鸥, 刘玉玲, 铁柏清*, 何钟响, 杨蕊嘉, 李丹阳, 刘寿涛, 罗海艳. 调理剂+淹水措施对Cd污染稻田控Cd效果分析. 环境科学, 2019, 40(09):4287-4294.

[6].   蔡彤, 刘静, 刘孝利*, 魏祥东, 杜辉辉, 铁柏清. 典型小流域农田土壤Cd形态分布及纳米羟基磷灰石阻控效果. 生态学杂志, 2019, 38(09):2799-2804.

[7].   张燕, 铁柏清*, 刘孝利, 张淼, 叶长城, 彭鸥, 许蒙. 玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响. 环境科学学报, 2018, 38(2):715-721.

[8].   李园星露, 叶长城, 刘玉玲, 李丹阳, 刘寿涛, 罗海艳, 刘孝利, 铁柏清*, 孙健. 硅肥耦合水分管理对复合污染稻田土壤Cd-As生物有效性及稻米累积阻控. 环境科学, 2018, 39(2):944-952.

[9].   叶长城, 陈喆, 彭鸥, 周细红, 铁柏清*, 刘孝利, 雷鸣, 魏祥东, 孙健. 不同生育期Cd胁迫对水稻生长及镉累积的影响. 环境科学学报2017, 37(8):3201-3206.

[10].             刘孝利, 曾昭霞*, 铁柏清, 叶长城, 周俊驰, 雷鸣. 酸雨区不同用地类型土壤有效态Cd质量浓度季节变化及关键影响因子. 环境科学, 2017, 38(09):3882-3887.

                           

五.   专利

[1].   铁柏清,叶长城,毛懿德,周细红,张淼,彭鸥,陈喆,魏祥东,雷鸣,刘孝利. 一种探究水稻不同生育期吸收积累Cd对米镉积累影响的方法. 2016. 中国,ZL 201610687811.2

[2].   铁柏清, 陈喆, 雷鸣, 刘孝利, 魏祥东, 周细红, 许珂, 袁啸. 一种利用改良剂和农艺综合控制稻米镉污染的方法. 2013, 中国,ZL201310220863

[3].   雷鸣,周爽,彭亮,秦普丰,潘雨齐,兰砥中.一种利用纳米锰氧化物降低稻米中砷含量的方法. 2015,中国,ZL201410001734.1

[4].   雷鸣,彭亮,蒋炎,聂坚,王健,于振,鲁畅,郭丹.利用改性赤泥处理含锰废水的方法. 2013,中国,ZL201210083820.2

[5].   雷鸣,秦普丰,戴春皓,彭亮,彭熙、铁柏清.一种利用高锰酸钾改性鸡蛋壳去除水体中砷的方法. 2013,中国,ZL201210112956.1

[6].   铁柏清,喻理,许蒙,叶长城,刘孝利,彭亮,魏祥东,周细红,周俊驰,雷鸣.一种利用无动力系统净化农田灌溉水中镉的方法. 201710382074.X

[7].   铁柏清,李园星露,刘玉玲,彭鸥,周细红,彭亮,刘孝利,魏祥东,雷鸣,杜辉辉. 一种锰改性稻壳炭修复镉砷复合污染土壤并降低稻米中镉砷的方法. 201910584436.2

[8].   铁柏清,刘玉玲,魏祥东,刘孝利,周细红,彭鸥,邵继海,杜辉辉,雷鸣.一株耐镉细菌B9及其在抑制水稻吸收镉中的应用. 201811229055.4

[9].   刘孝利, 铁柏清, 叶长城, 许蒙, 周俊驰, 雷鸣, 魏祥东. 一种用于农田灌溉水中重金属净化的沉砂池. ZL 2016 2 1200663.9

[10].  魏祥东, 杨登, 邹慧玲, 尹晓辉, 陈楠, 张昊, 杨慧敏, 铁柏清, 刘孝利. 一种利用人工湿地+吸附植物塘高效去除农田灌溉水中重金属的方法. 201710382024.1

 

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