一个国际科学家团队使用一种新工具发现了全世界矿物磷肥中的有毒金属，以确定此类污染物的扩散和对土壤、水资源和粮食供应的影响。

杜克大学尼古拉斯环境学院地球与气候科学部主任阿夫纳·文戈什表示：“虽然矿物磷肥对于促进全球可持续农业和粮食安全至关重要，但我们在世界各地的许多肥料中发现了高含量的有毒金属。”

“我们的研究开发了一种新方法来确定这些金属的来源及其对环境的影响。”这些金属包括镉、铀、砷、钒和铬。

使用矿物肥料(含有植物生长所需必需营养素的合成或天然物质)有助于提高全球可持续作物产量。但直到最近，其有毒金属污染尚未得到系统评估。这项新研究分析了主要磷矿开采国的全球磷肥。

“我们测量了磷酸盐岩石和从这些岩石中产生的肥料中的锶同位素，以显示肥料的同位素‘指纹’如何与其原始来源相匹配，”该研究的主要作者、博士生罗伯特希尔说。杜克大学的学生。

同位素是元素的变体，在本例中是锶。对每种肥料的化学分析显示出独特的同位素混合物，与其来源地的磷矿相匹配。

“鉴于全球磷矿中锶同位素的变化，我们建立了一种独特的工具来检测化肥在全球范围内的潜在影响，”希尔说。

为了了解锶同位素是否是全球肥料中微量元素的可靠指标，研究人员分析了磷肥的主要来源76种磷矿，以及来自美国西部、中国、印度、北部等主要磷矿产区的40种肥料。非洲和中东。研究人员从矿山、商业来源和北卡罗来纳州的一个实验场潮水研究站收集了样本。研究小组于2024年5月9日在《环境科学与技术快报》上发表了研究结果。

土壤和地下水中发现的金属来自天然来源和人造来源。

“锶同位素本质上是一个‘指纹’，可以揭示全球地下水和土壤的污染情况，”文戈什说。他的研究团队还使用锶同位素来追踪垃圾填埋场浸出、煤炭开采、煤灰、压裂液以及通过石油和天然气开采而抽出到地表的地下水中的环境污染。

“同位素是识别污染源的一个指标，”文戈什说。“如果没有这个工具，就很难识别、控制和修复与化肥相关的污染。”

研究中的肥料显示出不同浓度的微量元素，与来自中国和印度的肥料相比，来自美国和中东的肥料中观察到的含量更高。因此，研究人员得出结论，来自美国和中东的磷肥将对土壤质量产生更大的影响，因为与来自中国和印度的肥料相比，它们的铀、镉、铬浓度更高。砷。

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