2015年广州市科学技术奖技术发明奖项目名称红壤区农田镉砷污染.doc

2015年广州市科学技术奖 发明奖 项目名称：红壤区农田镉/砷污染控制关键技术与新产品创制 项目简介：（应包含项目主要技术内容、知识产权情况、技术经济指标、应用推广及效益情况等。） 主要技术内容：(1) 从金属生物地球化学循环的视角，系统阐明了农田砷/镉移动性与铁、氮、硫、腐殖质循环的关系。以稻田为重点，发现促进修正了以温带土壤为特色的欧洲土壤学界的观点，他们认为控制农田重金属有效性的关键因子主要为pH、CEC、有机碳与粘粒。(2) 针对复合污染治理难题，创制了能够同时降低土壤镉/砷/铅移动性的钝化技术，率先创制了具有镉砷铅复合污染控制功能的铁基生物炭、铁基腐殖质、铁基巯基粘土、微生物铁剂、多功能复混肥等五中重金属钝化剂新产品，并实现了产业化。突破了生物炭或腐殖质单一组分钝化镉铅却活性砷的技术瓶颈。(3) 阐明了水稻等农作物镉/砷的吸收运输能力与其硅、锌、硒营养代谢的关系，发现硅是调控水稻植株镉/砷分配与运移的关键元素；盆栽试验与大田试验证实了硅与硒营养调控可通过竞争运输机制抑制稻米砷积累，可通过茎叶分配调控与运输蛋白活性调控机制抑制稻米镉积累；硅营养则通过运输通道竞争机制抑制稻米镉积累。(4) 以降低水稻镉/砷吸收运输能力为目标，创制了叶面重金属阻控技术，率先创制了纳米二氧化硅溶胶、稀土或硒复合二氧化硅溶胶等三个叶面阻控剂新产品，研发了配套的应用技术，实现了产业化。突破了传统农田重金属污染修复技术高成本、难大面积应用的技术瓶颈。 发现、发明及创新点： （1）发现我国亚热带红壤农田镉/砷的有效性受土壤pH的影响大大小于温带土壤，旱地土壤表现为氧化铝活性；铁循环是控制土壤镉/砷移动性的关键过程，氧化铁固定态为汇；硅是调控水稻植株镉/砷分配与运移的关键元素；阐明了镉/砷从土壤颗粒—根表铁模—根茎叶—籽粒逐步迁移规律。修正了以温带土壤为特色的欧洲土壤学界的观点，他们认为控制农田重金属有效性的关键因子主要为pH、CEC、有机碳与粘粒。 （2）独创了能够同时降低土壤镉/砷/铅移动性的钝化技术，率先创制了具有镉砷铅复合污染控制功能的铁基生物炭、铁基腐殖质、铁基巯基粘土、微生物铁剂、多功能复混肥等五中重金属钝化剂新产品，并实现了产业化。突破了生物炭或腐殖质单一组分钝化镉铅却活性砷的技术瓶颈。 （3）以降低水稻镉/砷吸收运输能力为目标，独创了叶面重金属阻控技术，率先创制了纳米二氧化硅溶胶、稀土或硒复合二氧化硅溶胶等三个叶面阻控剂新产品，研发了配套的应用技术，实现了产业化。突破了传统农田重金属污染修复技术高成本、难大面积应用的技术瓶颈。 项目实施显著地推动了我国土壤环保行业与产业的科技进步，主要包括（1）重金属叶面阻控技术与土壤钝化技术已经被科技部、农业部成为推荐实用技术之一，被湖南、广东、广西作为农田重金属污染治理的主要技术。（2）育成重金属治理企业3家；（3）实现大面积农田的污染治理；培训一批土壤环境技术与管理人员，为我国污染农田安全利用与污染治理提供了强有力的科技支撑。 主要知识产权证明目录： （1）代表性专利10件 李芳柏，刘新铭，刘传平，刘同旭. 一种可抑制水稻吸收重金属的稀土复合硅溶胶，ZL 200610036994 刘传平、李芳柏、刘同旭、徐向华、李慧敏. 一种用于降低蔬菜重金属和硝酸盐含量的复合叶面硅肥及其制备方法，ZL：2010X Liu CP.; Li Q.; Li FB. Composite foliage Si fertilizer for lowering contents of heavy metals and nitrate in vegetable and preparation method there of PCT/CN10/ 7565608 /03/2010. US 9 017 444 B2. 授权日期：2015-04-28. 刘传平，李晴，李芳柏。野菜における重金属および硝酸塩の含有量を低減することに用いられる葉面ケイ素肥料とその調製方法. 特许第5374647号. 授权日期：2013-09-27. 刘传平、李芳柏，崔江虎，徐向华。一种可以抑制水稻重金属吸收积累生产富硒稻米的硒掺杂纳米硅溶胶的制备方法 201310737996.X；PCT/CN2014/088288 刘承帅，王萌萌，李芳柏，黄宁生。一种巯基-铁基复合改性粘土及其制备方法，专利号：201310135109.1 李芳柏，陶亮，刘承帅，刘亮. 一类促进土壤种多卤代有机物脱卤解毒的铁锰配合物，ZL 200710028313 周顺桂，王跃强，武春媛，庄 莉，李芳柏。一株成团泛菌及其应用，ZL200810198452.X 李芳柏，崔江虎，刘传平，刘承帅. 一种铁基生物炭材料、其制备工艺以及其在土壤污染治理中的应用. 2014105