近日，理学院陈寒松老师负责的生态环境污染与修复课题组在国际期刊《Bioresource Technology》上发表题为“Interaction of biochar with extracellular polymers of resistant bacteria restrains Pb(II) adsorption onto their composite: macro and micro scale investigations”的文章。《Bioresource Technology》为一区TOP期刊，影响因子9.7，是资源与环境科学领域的权威期刊。
近年来，农业固体废弃物热解产生的生物质炭在土壤改良中广泛应用，其与土壤组分的相互作用备受关注。生物质炭可为微生物提供栖息生长的场所，在微生物胞外分泌物的作用下形成生物膜，共同影响重金属等污染物的迁移转化。深入揭示生物质炭与微生物及其胞外分泌物之间的相互作用对重金属形态的影响，对于生物质炭的土壤修复应用具有重要的指导意义。
图1 EPS-BC结合铅的机理示意图
课题组将抗性菌TJ6的胞外分泌物（EPS）与稻杆生物质炭（BC）进行复合，采用模型拟合等宏观手段及同步辐射等微观技术深入探讨了Pb(II)在EPS-BC复合体表面的吸附特征及分子机制，发现EPS的介入屏蔽了BC表面的活性官能团并降低了复合体对Pb(II)的吸附能力，解析了每个Pb原子在第一壳层与6个O原子结合，而在第二壳层在0.5个C原子结合，明确了Pb(II) 在EPS-BC复合体表面主要形成稳定的单齿内圈络合物。该结果与菌体-生物质炭复合体吸附Pb(II)效果形成明显的反差，TJ6菌体和生物炭复合过程可产生新的结合点位从而提高Pb(II)的结合能力。这些结果可为深入揭示生物质炭与微生物、胞外分泌物之间的相互作用及其对重金属归趋的影响奠定理论基础。
图2 EPS-BC与铅结合的EXAFS图谱
该研究为浙师大金沙检测线路js69、地环学院与南阳师范学院、中科院华南植物园及中国科学院大学共同合作完成，硕士研究生王迪为该论文第一作者，陈寒松副教授为通讯作者，金沙检测线路js69为第一完成单位。该研究得到浙江省自然科学基金和金华市重点科技项目的共同资助。