技術手段給地球表面汙染治理帶來新希望。圖為第七屆全國環境地球化學大會現場。
【記者 邱登科 貴陽 攝影報道】
隨著化學學科全面進入分子時代，地球環境化學也緊隨其後，快速步入分子尺度研究。
記者從第七屆全國環境地球化學大會上了解到，剛剛頒佈實施的我國《土壤汙染防治法》讓分子尺度的環境化學方法有了更廣闊的應用空間，而多項前沿技術交叉的結果是更加紮實的、多方位的技術手段給地球表面汙染治理帶來新希望。
同步輻射為粘土修復土壤找到理論依據
中國科學院院士陳駿在主題為《邁向分子尺度的環境地球化學》大會報告中舉例，同步輻射的X射線吸收光譜技術（英文縮寫EXAFS）是在環境地球化學中應用最廣的技術，該技術對金屬元素的結構非常靈敏。而重金屬汙染是土壤汙染中形式最為嚴峻的部分，因此，採用EXAFS對付重金屬汙染成為化學家們的必然選擇。
陳駿表示，葉臘石等粘土金屬吸附性好且廉價易得，但其吸附金屬離子的原理不明。EXAFS讓這個難題迎刃而解。通過連續掃描，實現原位在線，得以對金屬與礦物表面反應動力學過程全面表徵，為粘土作為土壤修復材料找到了理論依據。
二維核磁共振反演磷沉積
水體或鄰水土壤富磷化已經成為地表環境汙染的一個標誌性特徵，這是人類活動（過度使用含磷農藥、含磷去汙劑、含磷化肥等）導致自然破壞的一個典型。從機理上揭示導致磷元素的沉積一直以來是一個科學難題，因為磷灰石在常溫下很難結晶，是什麼原因導致富磷化的頻發呢？
陳駿介紹，磷核磁方法研究水體富營養化成功開發出天然環境樣品磷形態的原位表徵技術，得出沉積物含有大量自身磷灰石，為反演磷的汙染歷史和物源示蹤提供了理論依據。
廣州地球化學研究所副所長張幹研究員在接受記者採訪時評價說，應用二維核磁共振技術研究鈣離子與磷酸根的共吸附，發現礦物質表面誘導磷礦石結晶，這一成果揭示了困擾多時的水體或鄰水土壤富磷化問題，可以說為這一問題的解決指明瞭方向。
真菌對岩石風化影響達四成
記者從大會上了解到的另一項有趣且值得國人驕傲的成果誕生於南京大學。該校一名年輕科學家顛覆了科學界以往對岩石風化的認知。
科學界以往的結論是，真菌—礦石表面作用對岩石風化的貢獻率不到1%。南京大學李子波博士採用多項現代技術（尤其是最先進的電子顯微技術和原子力顯微技術）揭示出菌絲可以在礦石表面產生深度達到2000納米的溶蝕通道，最終得出的結論是，真菌在礦石表面產生的局部溶蝕對總風化量貢獻巨大，達40%至50%。
該項成果發表後，在科學界產生巨大反響。世界同行評價說，該項成果研究過程和結論紮實，揭示了真菌—礦物界面的本質核心，對於地表恢復意義深遠。
研究方法創新是推動學科發展的關鍵
陳駿指出，研究方法的創新是推動學科發展的關鍵，地球環境化學將來的趨勢也註定是研究方法的創新，尤其是多種現代技術手段的交叉互補。
張幹表示，地球環境化學走過了從定性描述到定量模型的階段，走入分子尺度機理研究勢在必然。
陳駿還特別強調在經典技術基礎上的創新。他舉例，建立在經典同位素分餾方法基礎上的EXAFS即可實現定性描述向定量化認識的飛躍。
另外，發展迅猛的現代信息技術也開始被化學家採用。記者瞭解到，已經有化學家利用超級計算機模擬出金屬離子的吸附過程，這項研究對於飽受重金屬汙染的地表而言，不啻福音。▲
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