近日，资源环境学院李永涛教授和王进进副教授团队在重金属镉污染修复领域取得新进展。针对水土镉污染难题，提出以可回收的磁化/凝胶化硅质吸附材料移除水土环境中的镉，实现镉污染“治本”。相关研究成果在Chemical Engineering Journal、Science of the Total Environment、Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects等国际知名期刊上发表。
李永涛教授团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（中科院一区TOP，影响因子15.1）上发表题为“Cadmium(II) adsorption by recyclable zeolite-loaded hydrogel: Extension to the removal of Cadmium(II) from contaminated soil”的研究论文。针对传统土壤镉污染钝化技术的局限，如镉污染难以根除及土壤变化可能导致镉再活化引发的二次污染等问题，研究创新性地研发了一种兼具高效吸附性与可回收性的沸石负载水凝胶复合材料（Z@CA），旨在回收应用后的吸附材料，消减土壤总镉含量。实验结果显示，Z@CA对水体中的Cd(II)表现出卓越的吸附性能，其吸附机制主要包括：静电吸引、离子交换和官能团络合等。盆栽实验结果显示，Z@CA的应用显著降低了土壤中生物可利用态镉和总镉含量，有效减少了空心菜地上部镉的累积，降幅达到91.4%。此外，Z@CA在土壤应用后回收率达到94.8%，并保持了完整的结构，彰显了其出色的机械强度和环境稳定性。该研究结果为镉污染土壤的可持续治理策略提供了新的科学视角和实证基础。
此外，团队还在国际知名期刊Science of the Total Environment、Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects分别发表题为“Removal of cadmium from wastewater by magnetic zeolite synthesized from natural, low-grade molybdenum”和“Adsorption of CdII by synthetic zeolite under multi-factor using response surface methodology”的研究论文。
上述研究立足于解决低品位钼矿的资源化利用与水土环境中镉污染的去除，创新性地优化天然低品位钼矿水热合成沸石的过程并成功制备了磁性沸石材料。实验结果显示，磁性沸石对Cd展现出强大且稳定的吸附能力，理论最大吸附量可达204.2 mg/g，吸附机制主要涉及离子交换过程。该研究成果不仅为低成本、高效去除废水中的镉提供了一种新方法，还促进了低品位矿产资源的高附加值转化，具有重要的环境与经济价值。
在上述研究基础上，研究团队利用响应面法（RSM）优化了多环境因素下磁性沸石对Cd的吸附性能。通过二次回归模型准确预测了不同条件下磁性沸石的镉吸附量，明确了包括Cd浓度、吸附剂投加量、pH值、Ca2+和Na+浓度及温度等多因素的交互作用规律，为磁性沸石材料在实际含镉废水处理中的应用提供了科学依据与参数优化策略。
上述论文第一作者分别为资源环境学院2021级博士研究生徐涵靖、2021届硕士彭振东、2023届博士后李冬琴，李永涛教授和王进进副教授等为论文通讯作者。研究得到了国家重点研发计划专项（2023YFD1700101，2017YFD0801004）、国家自然科学基金（42077131，41877117）等项目的资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151842
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145355
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.129165
图文/资源环境学院 王进进
