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科技治土兴乡村炭基材料焕新生——绍兴理工学院团队打造土壤重金属修复新方案

土壤修复技术论文

  耕地是粮食生产的命根子,土壤重金属污染却成为制约农业绿色发展、影响乡村振兴的突出难题。在浙江绍兴、湖南郴州的田间地头,一群来自绍兴理工学院的青年学子组成的 “治土兴乡” 团队,以农业废弃物为原料,研发出新型生物炭基土壤重金属修复材料,用科技为污染耕地 “解毒”,让昔日 “毒土” 变回良田,走出了一条 “以废治废、生态富民” 的乡村振兴新路径。

  走进绍兴平水镇的稻田,曾经因镉污染导致的减产问题已不复存在,沉甸甸的稻穗压弯了枝头,农户们脸上满是丰收的喜悦。谁能想到,这片耕地此前因重金属超标,不仅粮食产量大打折扣,农产品质量也难以保障。2025 年起,“治土兴乡” 团队深入平水镇开展田野调研,走访 200 余亩农田、与 30 余户农户座谈,精准摸清当地耕地污染痛点。团队成员扛着检测设备,穿梭在田间地头,采集土样、检测分析,记录每一块耕地的污染数据,为后续研发定制化修复方案打下坚实基础。

科技治土兴乡村炭基材料焕新生——绍兴理工学院团队打造土壤重金属修复新方案(图1)

  “传统修复技术要么成本高、农户用不起,要么效果差、时效短,还可能造成土壤板结。我们的核心思路,就是用农业秸秆这些‘田间废料’,做出高效、低成本的修复材料,既解决污染问题,又能改良土壤。” 项目创始人周树烽介绍道。团队历经数百次配方实验与性能测试,融合可控缺氧热解工艺与化学改性技术,成功研发出标准型、肥料型、增效型三大系列生物炭基修复材料,实现了对镉、铅、铀等重金属的特异性吸附与钝化,修复效率远超传统技术,且原料全部来源于玉米秸秆、水稻秸秆等农林废弃物,真正实现 “变废为宝”。

科技治土兴乡村炭基材料焕新生——绍兴理工学院团队打造土壤重金属修复新方案(图2)

  在平水镇的示范农田里,团队工作人员现场演示了修复材料的施用过程:黑色的粉末状材料与基肥简单混合,即可直接撒施,无需特殊设备,完全贴合农民的耕作习惯。“撒上这个材料,不仅重金属含量降下来了,土地还变肥了,今年水稻亩产比去年涨了近两成!” 平水镇种粮大户李大爷捧着饱满的稻谷,对修复效果赞不绝口。第三方检测数据显示,施用该材料后,土壤有效态镉钝化率达 35%-50%,水稻糙米镉含量降至国家限量标准以下,土壤有机质提升 10%-20%,实现了 “修复污染 + 改良土壤 + 作物增产” 的三重效果。

科技治土兴乡村炭基材料焕新生——绍兴理工学院团队打造土壤重金属修复新方案(图3)

  除了绍兴平水,团队的修复方案还在湖南郴州落地见效。针对郴州耕地 “重金属污染 + 土壤酸化” 的复合难题,团队定制研发 “修复 + 改良” 一体化材料,在钝化重金属的同时调节土壤 pH 值,让 800 余亩酸化污染耕地重焕生机。当地农户人均年收入较项目介入前提升 142%,原本外出务工的青壮年纷纷回流,参与到耕地修复与绿色种植中。在郴州的农林废弃物回收点,村民们将秸秆、园林垃圾统一售卖,既解决了废弃物处理难题,又多了一份收入,“田间废料” 摇身一变成为 “生态财富”。

  据了解,该团队研发的生物炭基修复材料,单亩年综合修复成本低至 22.5-25 元,较传统修复技术大幅降低,且修复时效长达 10-12 个月,一次施用即可长期发挥作用。团队还构建了 “检测 - 配方 - 施用 - 监测” 一体化定制化治理方案,可根据不同耕地的重金属种类、污染程度、土壤类型,快速调整材料配方,实现 “一田一策” 精准修复。目前,该技术已申请发明专利 2 项,相关成果通过浙江省生态与环境修复技术协会权威论证,与浙江益壤环保等多家企业达成战略合作,成为土壤修复项目的核心材料供应商。

  “治土兴乡,不仅是修复一片土地,更是造福一方百姓。” 团队指导老师陈成广表示,团队始终秉持 “一种试剂,一个方案,一块土地,造福一乡人” 的理念,以 “团队 + 高校 + 企业” 多方联动模式,搭建起 “废弃物回收 — 委外加工 — 修复材料 — 污染耕地治理” 的绿色产业链,带动原材料收集、生产加工、技术服务等多环节就业。截至 2026 年 6 月,项目已在浙江、湖南等地建立 1300 余亩核心示范基地,累计帮扶农户 500 余户,复耕抛荒耕地 320 余亩,年消纳农林废弃物超 2000 吨,实现了生态效益、经济效益与社会效益的有机统一。

  从实验室的反复试验到田间地头的示范推广,从攻克技术难题到带动农户增收,绍兴理工学院 “治土兴乡” 团队用青春与科技为耕地保护赋能。未来,团队将继续优化修复材料性能,拓展全国市场,让更多污染耕地变回良田,让 “以废治废” 的绿色循环模式在更多乡村落地生根,为乡村生态振兴与国家粮食安全贡献青年力量。

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