釜山国立大学的研究人员使用钙材料来降低农业土壤中的砷含量

在农业土壤中作为污染物出现的所有重金属中，砷 (As) 对人类健康构成的威胁最大。As 是高地耕地土壤中的一种常见污染物，占世界农业土壤的近 90%。五价形式的砷酸盐 [As(V)] 很容易被这些土壤中生长的农作物吸收，并通过它们进入人体。因此，已经做出很多努力来减轻在受污染土壤中种植的农作物对重金属污染物的吸收。以往的研究表明，方解石和磷石膏等钙质材料可有效固定重金属污染物。然而，它们在降低农作物 As(V) 可用性方面的功效尚不清楚。

为解决这一知识缺口，由韩国釜山国立大学 (PNU) Chang Oh Hong 教授领导的一组研究人员评估了方解石和磷石膏在降低作物可用 As(V) 方面的功效。他们的发现于 2022 年 2 月 1 日在线发布，并于 2023 年 4 月 15 日发表在《危险材料杂志》第 448 卷中。

“磷石膏是磷肥生产过程中产生的副产品，而方解石是石灰石中非常常见的矿物。从本质上讲，这两者都会改变土壤的 pH 值，进而影响农作物的 As(V) 可用性。然而，之前的研究既没有研究钙质材料对As(V) 植物有效性的影响，也没有探索这可能发生的机制。因此，这项研究是朝着这个方向迈出的重要一步， ”洪教授说。

因此，研究人员将从 PNU 的一个实验农场收集的高地可耕土壤样本中加入 As(V)，以最大程度地控制土壤状况。接下来，经过湿老化期以形成稳定的 As 离子后，他们以不同的速率添加方解石或磷石膏，并在土壤中培养 8 周。

在对培养期后的土壤进行化学分析后，研究人员发现磷石膏比方解石更能有效地将 As(V) 固定在土壤中。他们认为这是由于磷石膏诱导的一种机制，其中硫酸盐 (SO 4 2- ) 离子与砷酸氢盐 (HAsO 4 2- ) 离子交换，进而导致 As(V) 可用性降低。替代机制特别适用于高地、可耕作的土壤，这解释了磷石膏具有更高的有效性。

虽然这一发现令人兴奋，但宋教授对其影响持谨慎态度。“虽然我们的研究表明磷石膏是用于土壤改良的最佳钙肥，但仍需要进一步研究以了解其使用的长期效果，”他说。“然而，我们的研究结果确实让我们离让农产品安全消费又近了一步，” Hong 教授总结道。

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