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吴龙华团队十载深耕西南探索铁锰结核奥秘

发布时间:2026-02-18
来源:中国环境APP
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  马年新春的脚步渐近,神州大地处处洋溢着辞旧迎新的暖意,而民进中央人口资源环境委员会委员、中国科学院南京土壤研究所研究员吴龙华的脚步,依旧停留在广西喀斯特的红土地上。

  新春将至,他们依旧以“马力全开”的姿态,在西南大地续写着土壤环境研究的故事——这场围绕着土壤重金属富集与其中不起眼“黑色小球”关系的探索,一走,就是十余年。

  西南,我国著名的“有色金属之乡”,也是典型的地质高背景区。喀斯特地貌纵横交错,矿产开采历史悠久,“地质高背景自然富集”与“矿业活动人为污染”的双重叠加,让这片土地的土壤重金属污染尤为严重。十余年前,吴龙华团队便将目光锁定在这片充满挑战的土地。他们翻山越岭,采表土、挖剖面、做调查,足迹遍布西南的山山水水,只为摸清这片土地的土壤“家底”。

  野外踏勘的日子里,红壤中那些散落在土层里的黑色小球,最初只是被团队当作土壤发生层的普通特征。这些直径从不足1毫米到数厘米的铁锰结核,有着黑褐色的外表,粗糙的质地,看似平平无奇。

  但吴龙华团队在反复观察和调研中,逐渐发现其独特的价值。“这不是普通的土壤颗粒,是土壤氧化还原的‘指示器’,更是重金属的‘富集器’。”吴龙华至今记得第一次敲开铁锰结核,看到内部清晰同心圆层理时的震撼,铁锰氧化物巨大的比表面积和丰富的结合位点,如同土壤的“收纳盒”,将重金属离子牢牢吸附,成为土壤中重金属赋存的“热点”。

  研究发现,地质高背景区土壤中铁锰结核的质量占比最高可达60%,是重金属的重要载体。而一个又一个问题也随之浮现:人为污染区的外源重金属,是否也能被铁锰结核吸附?自然与人为成因的结核,重金属富集机制是否存在本质差异?水耕、旱地不同土地的利用方式,又会对铁锰结核的形态和重金属固定能力产生怎样的影响?这些问题,成为吴龙华团队近年来深耕的方向,也让这场探索从最初的“发现”走向了深度的“探索”。

  2024年的云南石林,2025年的贵州安顺,都留下了吴龙华团队的身影。

  2026年伊始,桂西百色靖西市,云贵高原向广西盆地过渡的斜坡地带,碳酸盐岩广布,锰矿资源丰富,是地质高背景区铁锰结核采样的理想之地。采样的开端,却遭遇了“闭门羹”。

  “在野外研究不能死搬预设方案,要跟着土地的规律走。”吴龙华现场调整思路,带领团队从矿区转向碳酸盐岩自然风化区。驱车穿行在连绵的峰丛之间,山路蜿蜒,草木丛生,终于,在岳圩镇一处石灰岩山脚下的桑树地里,他们迎来了惊喜——土层中,大量的铁锰结核静静地“藏”在0—20cm的土层中,用手一捧,便能摸到一颗颗坚硬的黑色小球。

  团队立刻展开采样,称重、测量、记录,忙得不亦乐乎。这些结核,数量可达50克/公斤—80克/公斤土壤,局部甚至超过100克;形态多为球状或椭球状,直径0.5—1.5cm,大的可达3cm;敲开外壳,内部的同心圆层理清晰可见,如同树的年轮,记录着数百万年来土壤干湿交替、氧化还原的周期性变化。

  “这是大自然留给我们的‘密码本’,读懂它,就能解开喀斯特地质高背景区镉富集的奥秘。”吴龙华拿起一颗结核,眼中满是欣喜。这些从石炭系碳酸盐岩发育土壤中诞生的“黑色小球”,是时光的产物,更是解读土壤地球化学信息的关键。

  “土壤学是实践性极强的学科,论文要写在大地上,这不是一句口号,而是我们科研工作的根本遵循。”吴龙华常对采样团队成员说,实验室里的精密仪器能测出元素的精确含量,却替代不了烈日下挖剖面的直观感受。铁锰结核的研究,正是从野外观察中发现问题,在采样调查中积累经验,在实验室分析中验证假设,最终再回到实践中检验结论。这种“从实践中来,到实践中去”的循环,正是科研创新的不竭源泉。

  “搞研究要走出去,这是我多年来最深刻的体会。”吴龙华的“走出去”,有着两层深意:一是空间上的拓展,突破实验室的局限,走向广阔的自然和田间。他的研究足迹从东部的浙江、江苏,到中部的湖南、湖北,再到西南的川、滇、黔、桂,每一次跨区域探索,都让他对土壤重金属问题有了新的认识。

  二是思维和合作上的开放,打破学科壁垒,实现深度交叉融合。铁锰结核的研究,横跨土壤学、地质学、地球化学、微生物学、环境科学等多个学科,单靠一个专业的知识,难以探明问题的核心。他们向地质学学习“将今论古”,从结核的层理结构中解读成土环境的历史信息;向矿物学借鉴定表征手段,揭示铁锰氧化物的微观结构;向地球化学学习实验技术,探索重金属在结核形成中的固定与转化规律。与当地专业科研单位的合作,更是让研究如虎添翼:广西地质调查院对区域地质构造和矿产分布的专业认知,让团队的采样点定位更精准;南宁师范大学在高背景区土壤重金属成因研究上的扎实成果,为双方未来的合作开拓了新方向。“这种合作不是简单的拼盘,而是不同专业背景的研究者带着问题和方法走到一起,在碰撞中产生新思路,在协作中实现共同提升。”吴龙华说。

  作为民进中央人口资源环境委员会委员,吴龙华始终将科研与国家生态文明建设需求紧密结合,将野外调查的所见所感、研究中发现的问题,转化为建言献策的素材,为我国土壤环境保护、重金属污染治理贡献着自己的力量。作为一名土壤科研工作者,他始终坚守着“扎根大地”的初心,以脚步丈量土地,以科研解读土壤。

  马年新春将至,吴龙华团队带着从广西采集的近百份铁锰结核样品,踏上了返回南京的路程。新的一年,新的征程,吴龙华和他的团队依旧会“马力全开向前冲”,他们会继续扎根大地,以更开放的思维、更深入的研究、更紧密的合作,探寻土壤的奥秘。

作者:记者 文雯
责任编辑:叶炜