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土壤环境质量是保障国家粮食安全和人民群众健康的重要基础。然而我国土壤环境中有毒有机物污染问题突出,场地-农田、低-中-高负荷污染场景多样。“强化土壤污染管控和修复,有效防范风险”,已成为我国环境领域面对的重大任务和挑战。本成果针对以往土壤有机污染检测和风险评估方法不健全、污染场景靶向修复技术缺乏、受体作物风险控制技术缺失等瓶颈问题,经过十多年研究,形成了“基于多元化场景的有毒有机物污染土壤风险控制与修复技术体系”,产生了显著的经济和社会效益。主要创新点如下: 1、检测与风险评估:构建了基于土壤中有毒有机物基因指示与毒性响应的高通量检测及风险评估方法,解决了土壤高通量快速检测与复合污染评估的技术难题。研制出全细胞生物传感器快速高通量检测技术,一次性检测96个土壤样品,检测限达ppb量级;研发出生物试纸,实现了现场可视化、快速、简便和剂量依赖性检测;发明了基于基因毒性响应的风险评估技术,填补了复合污染评估技术空白。被用于37个土壤调查及风险评估项目。 2、污染场地修复:发明了热脱附系统和氧化剂复配氧化修复技术,破解了我国该领域长期缺乏自主知识产权技术的难题。国内最早研制了气提-热脱附一体化快速高效修复系统,100%覆盖土壤污染管控清单中各类挥发/半挥发性有毒有机物,去除率达97%;研发出过硫酸盐-过氧化钙复配氧化修复技术,提出复配氧化剂投料改进方法,具有快速、高效、广谱性特点。应用企业新增工程经费13.0亿元,技术上支撑了我国场地修复产业发展。 3、污染农田修复:构建了基于成本和效能的覆盖低-中-高负荷污染场景的农田靶向修复技术体系,实现了各类污染农田的经济高效治理。针对低、中、高负荷有机污染农田土壤,分别发明了功能菌群原位生物修复、培肥-促生-减毒一体化技术、化学氧化联合地力恢复技术。被行业龙头企业大北农集团授予大北农科技奖创新奖,技术原理被Nature等肯定。农田应用面积超26000亩,工程经费3000多万元,助力了美丽乡村建设。 4、作物风险控制:发明了用于控制作物污染风险的功能内生细菌消减技术,破解了污染区受体作物风险消减的技术难题。筛选出具有毒有机物降解功能的内生细菌32株,组装获得具广谱降解性的内生菌群5组,研制液体和固体菌剂,提出了根表成膜阻控和作物体内生物降解的新技术原理;已用于三省农田-作物治理工程,菌剂应用成本<180元/亩,处理后作物符合农产品安全标准。受国际认可,“定殖功能菌是消减植物有机污染风险的最优策略”。 该项目授权专利25件,其中国家发明专利17件、国际专利6件。应用企业新增工程收入13.8亿元,利润2.07亿元。在TrendsBiotechnol.等期刊发表英文论文151篇,被Nature等他引3103次;主编专著2部。培养国家杰青1人、国家优青1人、省杰青2人,1人获发展中国家科学院女青年学者奖。获江苏省优秀博士/硕士学位论文2篇。成果推动了我国土壤修复产业发展,助力了美丽乡村建设。第三方评价认为,该成果整体达国际领先水平。