[发明专利]一种土壤重金属超积累植物体处置装置及制备生物质炭的方法

说明书

本发明公开了一种土壤重金属超积累植物体处置装置及制备生物质炭的方法，属于环境工程技术领域。本发明将超积累植物体内的重金属进行回收，利用土壤重金属超积累植物体中富含大量的重金属的特性，配合磷酸进行高温炭化、活化制备得到孔隙结构发达的高品质生物质炭。本发明解决了土壤重金属超积累植物体较难处置的难题，有助于推动重金属污染土壤植物修复技术的进一步发展，促进重金属污染土壤循环生态修复技术的形成。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，更具体地说，涉及一种土壤重金属超积累植物体处置装置及制备生物质炭的方法。

背景技术

土壤是地球表面的一层疏松物质，供植物生长的主要根据地。因此，土壤是确保粮食供应、保障自然生态的基础和关键。然而，随着社会的快速发展，煤炭资源、矿山资源的过度开采、使用，致使大量的污染物进入土壤，并通过植物、动物富集而进入食物链，危害人体健康。其中，土壤重金属污染最严重，据报道(张小敏,张秀英,钟太洋,江洪.中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究[J].环境科学,2014,35(02):692-703)，中国农田土壤普遍存在Pb、Cd、Cu和Zn超标的状况，Cd超标最严重，Pb次之。从区域角度出发，中国西南区域重金属污染最严重，形势不容乐观，亟待修复。还有报道称(串丽敏,赵同科,郑怀国,赵静娟, 张晓静,谭翠萍,李光达.土壤重金属污染修复技术研究进展[J].环境科学与技术,2014,37(S2):213-222)，重金属污染土壤修复技术主要有物理修复(客土法和热力恢复法)、化学修复(化学剂改良法和化学淋洗法)和生物修复(植物修复、动物修复、微生物修复)。在众多修复技术中，植物修复技术，尤其是利用超积累植物修复，具有原位、低成本、不破坏生态环境、无二次污染等优点，备受关注。经过近些年的快速发展，在全国范围内，超积累植物修复重金属污染土壤已被广泛接受和使用。例如，陈同斌等人(陈同斌李海翔,雷梅,武斌,宋波,张学洪.植物修复过程中蜈蚣草对土壤养分的吸收动态:5年田间定位试验[J].环境科学学报,2010,30(02):402-408)使用蜈蚣草治理湖南郴州As超标土壤。

但是，超积累植物对重金属污染土壤修复后，对含有高浓度的重金属植株体的处置研究较少，在项目实施过程中成为了限制因素和难点，严重制约了该技术的进一步发展。超积累植物体富含大量的重金属，处置不当容易造成二次污染。目前，主要处置方法有焚烧法、堆肥法、压缩填埋法、灰化法。焚烧法和灰化法将植物有机质彻底分解，无法回收利用大量光合作用产生的高分子碳水化合物，并产生大量二噁英等致癌物质，堆肥法和压缩填埋法无法去除重金属，存在二次环境污染问题。且这些方法大多仅适用于实验室内研究，缺乏对应的装置在修复场地使用。土壤重金属污染往往是复合式污染，重金属种类繁多，且仅简单处置超积累植株体，其残渣、废气等中的重金属回收还需借助其他技术手段。鉴于此，发明一种高效、简便、环境友好型土壤重金属超积累植物体处置装置是十分必要和急迫的，同时回收利用超积累植株体和重金属，有助于推动土壤重金属植物修复技术的进一步发展，保障人体健康。

经检索，发明创造的名称为：一种实验室用重金属超富集植物燃烧炉(专利申请号： CN201610895957.6，申请日：2016-10-14)，其包括进气系统、燃烧炉体、以及尾气处理系统，燃烧炉体包括外壳、炉门、焚烧区、进气管道以及出气管道，出气管道内设置有微孔烧结滤片，出气管道与焚烧区连接处设置有凹槽，凹槽内设置有飞灰收集盒，进气系统包括燃料气瓶和管道，尾气处理系统包括电除尘器和吸收塔，电除尘器一端与出气管道相连接、另一端与吸收塔相连接，本发明使得研究试验中的重金属超富集植物可燃烧更充分，方便重金属超富集植物的取放和飞灰的收集，保护大气环境，但是不能对重金属植物中的重金属进行回收，造成了资源的浪费，此外，植物体直接燃烧成为灰分，同样是一种农业废弃物资源的浪费。