国家土壤调查公报显示，全国土壤污染总超标率16.1%。耕地污染点位超标率达19.4%，被污染面积超4亿亩，其中主要污染物为重金属（82.4%）。极为严峻的形势已引起党和国家高度重视。与水和大气污染不同，土壤中重金属污染物的毒性主要取决于重金属的赋存状态：当处于游离态时，易被农作物吸收，造成危害；当处于沉淀状态时重金属离子难以被农作物吸收，切断了重金属在农作物中的富集的途径，可以显著降低重金属的危害。基于此，利用矿化剂将重金属离子原位矿化，转变为更稳定的碳酸盐或氢氧化物矿化态，降低其在环境中的迁移性和生物有效性，从而实现对污染土壤的修复；原位矿化修复技术具有成本低、可操作性强等优势，是目前国内外土壤修复技术发展趋势。
本团队经多年研究发现，插层结构多金属配合物结构中存在多种化学键合方式，使其溶度积常数(K_sp)较相应金属的碳酸盐或氢氧化物小数十个数量级。基于此，提出了“超稳矿化结构(SSMS)”的思想：基于同晶取代策略将重金属离子锚定在晶格中，形成具有极低溶解度的SSMS，从而大幅降低游离态重金属离子的平衡浓度，抑制重金属污染物的溶解性和移动性，实现对土壤中重金属离子的原位超稳长效矿化。以此为核心的原位超稳矿化修复技术具有一下六大优势：1）大容量，SSMS对Cd最大容量可达近600mg/g；2）速度快，以SSMS材料原位修复Cd污染土壤7天后，土壤中Cd的固化率达到95%以上；3）长效性，SSMS材料一次修复重金属污染土壤，连续6年的跟踪数据证明其效果完全满足国家要求；4）选择性：通过改变SSMS的元素组成，已实现对As、Pb、Cr等不同重金属离子污染土壤的定制式超稳矿化剂的设计与制备；5）抗酸性： 超稳矿化材料在pH不低于4的条件下，仍具有良好的超稳矿化作用，表现出优异的抗酸性；6）低成本：修复一亩重金属污染土壤，成本约在300元以下。
在大田修复实践中，SSMS材料凭借技术优势先后在甘肃、内蒙、江苏、湖南和山东等省的4000余亩土壤修复中得到实际应用，表现出优异的性能和显著的成本优势。对电镀企业污染场地的修复中， Cr的浸出量由修复前的190 mg/L降低到0.05 mg/L，完全达到国家要求；2）对全国各地的重金属污染耕地修复中，一次修复后，耕地中重金属含量降至国家标准以下，所生产的小麦及大米等粮食作物中的Cd含量已连续多年低于国家标准，修复的长效性还在持续跟踪。
 

原位矿化修复技术;超稳矿化结构(SSMS)