西浦科学家发明土壤采样器 有助保障农作物生长安全

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近日,西交利物浦大学的科学家发明了一种独特的土壤溶液采样器,有助于保障受到重金属污染土地中种植农作物的安全性。

西浦健康与环境科学系陈正博士表示,这种新的采样工具可用于监测土壤污染的风险。

“全世界有大量的农业用地被重金属污染,所以工程师们正在寻找能够在这些土地上生产安全农作物的方法。”他说。

“如果他们能预测土壤中重金属浓度和植物可食用部分重金属浓度之间的关联,他们就能够设计出更好的土壤管理方案。我们希望这个工具能够帮助他们解决这个问题。”

除了提升食品安全以外,他和他的团队认为,该工具还有助于发展精确农业。

“我们认为该工具可以通过测量植物根部周围土壤中的养分,来帮助农民更精确地施肥。”他说。

“虽然这些用途还有待测试,但我们相信该工具将会有一系列应用,能够带来更加高效并且对环境无害的实践。”

陈博士表示,该设备是目前研究淹水土壤中重金属分布最先进的设备。

“其他工具容易干扰被测土壤,或者是无法在某些特定情况下详细分析土壤。”

“我们的工具对土壤的干扰小,并且与以往大于1厘米分辨率的工具相比,我们能够以2毫米左右的高分辨率分析采样区。”

“此外,我们的设备可以重复使用,并且可检测不同时间的变化。”

“我们可能是全世界唯一可以在不同时间点以高分辨率测试重金属的团队。”

该工具目前正在浙江大学进行测试——这是第一次被外部机构使用。陈博士(上图)表示,他希望进行相关研究的科学家们也能进行试用,这有助于扩大其用途。

采样器是由特殊管子制成,可以插入土壤。

管子表面多孔,孔的大小可允许重金属离子和小分子通过,而将大分子或土壤颗粒阻挡在外面。

“把管子埋进土中,在里面注满无氧纯净水,重金属就会扩散到管子里。”陈博士说道。

“然后我们就可以取出管内含有目标化学成分的溶液进行分析,这个过程是可以重复进行的。”

“当取回样本或是在同一地点再次取样,不需要重新接触土壤。”

“除了能够在不同时间从同一地点采样以外,我们还可以通过将采样器组合在一起来收集彼此接近但不同深度的样本。”

陈博士表示,西浦的跨学科合作使这一工具的发明成为现实。该校工业设计系为研究人员制作土壤采样器提供了帮助。

“我们提出了这个想法,但我们没有办法制作原型。”他表示。

“工业设计系的本科生邹洋用3D打印机制作了模型。”

该工具目前正在申请专利。近日,相关工作通过《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)杂志进行了详细的介绍。


(记者:Tamara Kaup 翻译:杨思敏 编辑:寇博)


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