土壤重金屬污染與修復是全世界持續關注的環境科技熱點。研發篩選安全高效的重金屬污染土壤修復功能材料，發展重金屬污染土壤的穩定化修復技術與機理對保障土壤健康、實現綠色可持續發展具有重要的科學意義。

中國科學院煙臺海岸帶研究所駱永明研究員團隊通過長期試驗，研發篩選了以多硫化鈣、生物炭以及重金屬抗性微生物等為代表的一批極具土壤重金屬鈍化潛力的化學和生物學功能材料，并揭示了不同的功能材料對土壤重金屬的穩定化修復效果與作用機理。研究表明，以多硫化鈣為核心成分的綠色高效穩定化修復藥劑可顯著降低土壤中DTPA提取態Cd的含量，從而降低土壤重金屬的植物有效性。當多硫化鈣添加量為1%時，修復55 d后對土壤中Cd的穩定化效果最佳，且未對土壤酶活性和微生物群落結構多樣性和碳源利用能力產生顯著影響。同時，從重金屬污染土壤中篩選分離了一批對重金屬具有較強耐性的功能微生物菌株，闡明了真菌Gibberella sp. NT-1對Cu的吸附去除效果、影響因素及其吸附機制。生物炭與功能性微生物的聯合修復是近年來新興的一種重金屬污染土壤綠色可持續修復策略，研究組以玉米秸稈型生物炭和重金屬耐性細菌Pseudomonas sp. NT-2為材料，采用重金屬形態的Tessier連續提取法分析和植物、微生物及人體等多受體生物有效性分析，并結合土壤酶活性分析和基于16S rRNA基因的高通量測序分析，系統闡明了生物炭負載微生物菌劑對Cd、Cu污染土壤的穩定化修復效果與作用機制。研究結果表明，5%生物炭菌劑的添加顯著提高了土壤中殘渣態Cd和Cu的比例，降低了交換態Cd和碳酸鹽結合態Cu的比例。DTPA提取態和UBM胃腸提取液模擬試驗結果表明，5%生物炭菌劑的添加顯著降低了土壤中Cd和Cu的植物有效性和人體生物可給性，提高了重金屬污染土壤中脲酶和脫氫酶的活性。與單純施加生物炭相比，生物炭基菌劑的添加可提高土壤中重金屬耐性功能菌Pseudomonas sp.的豐度，并顯著改善土壤微生物群落結構。綜上所述，與單獨施用生物炭相比，負載功能微生物NT-2菌株的生物炭菌劑在土壤重金屬穩定化效果和土壤環境質量改善等方面均具有更顯著的效果。上述研究成果可為發展重金屬污染土壤的綠色可持續修復技術提供功能材料和理論依據。

相關研究成果發表在Environment International，Geoderma， Environmental Science and Pollution Research等期刊上。上述研究工作受國家重點研發計劃、國家自然科學基金及煙臺市重點研發計劃等項目資助。