近日，重庆交通大学河海学院樊建新教授团队在《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区Top，IF=10.6）发表题为“Mechanisms of nanoplastics transport and retention in biochar-blended porous media: Role of surface interactions and hydrodynamic conditions”和“Stage-dependent counteracting effects of biochar on arsenic mobilization and immobilization in paddy soil”的最新研究成果。研究聚焦生物炭在土壤-水环境中的复杂环境效应，系统揭示了生物炭对纳米塑料迁移和砷污染的调控机制，发现生物炭的环境效应具有原料依赖性和时间动态性，为精准选择生物炭类型和施用时机以控制土壤-地下水污染提供了关键科学依据。樊建新教授为论文的第一作者，博士生邹兰和廖茂宇为论文共同作者。

生物炭作为土壤改良剂，其对纳米塑料迁移与砷归趋的调控作用复杂且存在争议，传统研究难以揭示其多维环境效应。研究团队以生物炭为核心，从污染物类型和时间演变两个维度开展系统研究。在纳米塑料污染方面，生物炭的原料来源和热解温度决定其调控纳米塑料迁移的截然不同角色，高灰分、粗糙表面的牛粪生物炭显著增强纳米塑料保留，降低其向地下水迁移的风险，而小麦秸秆生物炭则促进纳米塑料迁移，可能加剧次生污染；在砷污染方面，生物炭对砷的迁移性呈现阶段依赖性的抵消效应—淹水初期通过营造碱性还原环境促进砷释放，中期借助溶解性有机质与铁形成三元络合物固定砷，后期微生物再活化砷，表明存在关键风险窗口期。

此外，研究团队在《Soil and Tillage Research》（中科院一区Top）和《Journal of Environmental Management》（中科院二区Top）分别发表题为“Mechanisms of soil aggregate stability and disintegration response to soil internal forces: Especially under water-level fluctuation zones”和“Enhancing soil carbon storage through carbon-iron coupling in small macro-aggregates during cut slope restorations”的最新研究成果。研究聚焦土壤团聚体这一水土保持核心尺度，系统揭示了土壤内部力驱动团聚体崩解的微观机制以及碳-铁耦合促进团聚体固碳的增效路径，发现水文波动下内部力动态演化是加速消落区侵蚀的根本原因，而小粒径团聚体中铁氧化物与微生物的协同作用是提升工程迹地碳储量的关键，为消落区土壤侵蚀防治和工程迹地生态修复提供了科学依据与理论支撑。樊建新教授和黄博聪副教授分别为论文的第一作者，博士生何国庆和谢畅为论文共同作者。

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元，其稳定性直接决定土壤抗蚀能力和碳固持潜力，是水土保持研究的前沿核心议题。针对消落区土壤侵蚀机理不清和工程迹地土壤质量恢复受限两大难题，研究团队从团聚体尺度出发开展系统研究：一方面，系统梳理了土壤内部力（范德华力、静电力和水合力）驱动团聚体崩解的微观机制，揭示了水文波动条件下内部力动态演化是加速消落区土壤侵蚀的根本原因；另一方面，揭示了工程迹地边坡修复过程中碳-铁耦合对有机碳固持的增效机制，发现小粒径团聚体中铁氧化物与微生物群落的协同作用是提升土壤碳储量的关键。

上述研究得到国家自然科学基金面上项目(41977337)和青年项目(42507063)的资助。

引用信息：[1] Fan, J., Liao, M., Duan, T., et al., (2026). Stage-dependent counteracting effects of biochar on arsenic mobilization and immobilization in paddy soil. Journal of Hazardous Materials, 512, 142373.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142373

[2] Fan, J., Zou, L., Hao, F., et al., (2026). Mechanisms of nanoplastics transport and retention in biochar-blended porous media: Role of surface interactions and hydrodynamic conditions. Journal of Hazardous Materials, 513, 142377.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142377

[3] Fan, J., He, G., Zhang, S., et al., (2026). Mechanisms of soil aggregate stability and disintegration response to soil internal forces: Especially under water-level fluctuation zones. Soil & Tillage Research, 261, 107200. https://doi.org/10.1016/j.still.2026.107200

[4] Huang, B., Fan, J., Xie, C., et al., (2025). Mechanisms of soil aggregate stability and disintegration response to soil internal forces: Especially under water-level fluctuation zones. Journal of Environmental Management, 391, 126448. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.126448