①课题来源与背景。 农业面源污染与农田重金属污染监测治理与生物合成制剂研发来源于广东省科学技术厅，立项编号为2019B020218002，项目类型为应用型技术。 农业面源污染和农田重金属污染是阻碍农业发展的主要问题之一，对生态系统和农作物生产等具有较大影响。由于广东省复种指数高、降水强度大，具有土壤强酸性特征，其农业面源和重金属污染防治面临巨大挑战。农业废弃物二次污染风险和有机物难分解性制约资源化利用，面源污染监测缺少多源异构空间大数据集成，风险预测评估、治理决策和补偿评估精确性差；单项修复技术难以解决区域污染治理问题；中轻度重金属超标农田快速监测技术精度低、治理定界困难，钝化产品成本高，难以规模化应用。为解决以上问题，本项目研发了包括本成果在内的多项技术、多个产品和软件平台，为实现区域面源和重金属污染修复、实现清洁环境和可持续农业发展提供了可行的解决方案，助力环境修复、农业生产和社会发展。 现选取项目研究成果中最具代表性的农田重金属污染监测治理技术体系进行科技成果登记。该成果涵盖了从治理区域精准划定、高效治理技术优化实施到低成本钝化调理剂量产的全流程治理方案。

     ②技术原理及性能指标。 精准勘界方面：通过构建基于多水平模型和高维变量处理技术的土壤背景信息与土壤重金属原子阱光谱测量特征协同校正模型，研发了土壤重金属镉快速检测设备，实现了土壤镉的现场快速准确检测和即时评价；基于时空不确定性和等级错划指数的土壤重金属污染等级边界划分技术研发了农田环境质量快速监测分析GIS系统，实现了农田环境质量监测分析全过程的一张图展示、在线管理、分析、勘界功能。 修复产品方面：硅质调理剂以低品位天然钼矿资源为原料，通过分子筛改性技术研制而成，成本低、环境友好且重金属固定能力较好，在水溶液中对Cd的吸附效率很高，可用作酸性重金属超标土壤的调理剂。以禽羽废弃物为原料，通过热解耦合改性方法制备形成成本低廉、吸收迅速和钝化效果好的角蛋白钝化剂。 治理技术方面：团队围绕作物对养分的需求特征，以自主研发的改良剂为供试材料，研制出了能显著降低糙米中Cd含量的营养型阻控产品，探索出了1种综合评估营养型阻控产品的修复效果方法，并基于两种低成本的硅质调理剂和营养阻控剂形成了土壤镉钝化、营养阻隔-水分调控联合修复技术。

    ③技术的创造性与先进性。 精准勘界方面：研发的快速检测设备与同类产品相比整机体积小、功耗低，标配气源装置，无需外接高压气瓶，使用更便捷，实现了土壤镉的现场快速准确检测和即时评价。与XRF等检测设备相比，具有更低检测限（0.002 mg/kg以上），能定量准确检测土壤中低含量镉。 修复产品方面：硅质调理剂和角蛋白钝化剂分别以钼尾矿和禽羽废弃物为原料，创造性地将废弃物资源化利用与重金属污染治理相结合，成本低廉且环境友好。上述产品进行了规模化生产研究，解决了钝化剂制备传统方法成本高、处理量小和难以规模化生产等问题。 治理技术方面：营养阻隔-水分调控联合修复技术克服了化学钝化修复技术存在的同时钝化重金属和养分元素，存在破坏土壤的物理、化学和生物学性质风险，最终导致土壤生产能力减退和农产品质量下降的技术瓶颈。

     ④技术的成熟程度，适用范围和安全性。 技术成熟程度：农业面源污染与农田重金属污染监测治理与生物合成制剂项目技术整体就绪度达到7级。 精准勘界方面。快速检测设备和快速监测分析GIS系统使用范围为中轻度重金属Cd污染地块修复的污染边界勘定。设备已完成性能测试，多次测定样品稳定性RSD为7%。现已通过试验和多单位使用验证，在实际环境条件下通过测试，运行稳定，安全性良好。 修复产品方面。硅质调理剂和角蛋白钝化剂适用范围为钼尾矿（禽羽废弃物）资源化利用和土壤重金属污染治理。现已通过试验证明其有效性，实现了规模化生产。技术使用效果稳定，安全性良好。 治理技术方面。营养阻隔-水分调控联合修复技术适用范围为土壤重金属污染治理。现已完成示范应用，安全性良好。

    ⑤应用情况及存在的问题。精准勘界方面：快速检测设备与快速监测分析GIS系统已由广东省科学院生态环境与土壤研究所及广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所进行应用，可提高土壤样品检测效率约40%，减少监测采样成本40%以上。 修复产品方面。基于硅质调理剂的修复技术在广东省韶关等地市开展应用，累计实施面积5000余亩，并在韶关樟市镇建设示范基地1个，稻米镉平均降幅为33%。团队启动了针对规模化制备禽羽生物炭的新工艺的研究，解决了传统方法成本高、处理量小和难以规模化生产等问题。相关加工设备已在清远连州进行试运行，实现生物炭量产2～3吨/日。 治理技术方面：营养阻隔-水分调控联合修复技术在广东省梅州市兴宁市集中连片Cd污染水稻田进行应用，面积达120亩，Cd含量均达到国家标准，早稻Cd含量减少69.0%，晚稻Cd含量减少80.4%，且产量未受影响。

    ⑥历年获奖情况。 2019.年12月18日，获国家科学技术进步奖二等奖-李永涛/华南农业大学-稻田镉砷污染阻控关键技术与应用。