[发明专利]一种基于加速蒸腾型去除土壤重金属污染的仿生植物及其用途

说明书

本发明涉及一种基于加速蒸腾型去除土壤重金属污染的仿生植物及其用途，其包括仿生叶面、直通外壳、直通中杆，内部填充石灰(CaO)、活性炭、海泡石、沸石等吸附填料。本发明是一种基于环境地球物理化学和植物水分蒸腾原理的土壤重金属污染治理新技术。利用太阳照射使铝箔发热，加速仿生植物水分吸收和蒸腾，提高重金属有效态向仿生植物的迁移速度，增强修复装置的富集能力，可应用于农田和场地重金属污染治理中。

技术领域

本发明属于仿生植物修复土壤重金属污染技术领域，具体涉及一种基于加速蒸腾型去除土壤重金属污染的仿生植物技术，以及仿生植物的制作与在不同重金属污染类型的酸性和碱性土壤中的应用。

背景技术

值得关注的是土壤中镉、汞、铅和砷等重金属可直接或间接的通过食物链进入人体，威胁人体健康。然而，相对于水污染和大气污染，土壤污染隐蔽性强、自净能力差、风险累积时间长，且由于地域、气候、土壤类型等差异，各地区污染情况截然不同，目前已有的修复技术针对性不强，易造成二次污染。因此，新技术的开发是解决土壤重金属污染修复的关键，也是保障粮食安全和人类生存的基础。

土壤重金属污染修复技术分为物理修复、化学修复和生物修复三种方式，现有的修复技术虽然成熟，且已形成修复体系，但是由于重金属污染的复杂性和地域的差异性，修复技术的成熟度和适应性差异较大。客土法为常见的物理修复技术，快速有效，且操作简单，成本低，但是会破坏土壤结构，转移土壤污染风险，降低土壤肥力；常用的化学修复中电动修复技术可利用电迁移和电渗去除污染物，针对性虽强，但修复成本高，另外常见的化学淋洗修复效果虽好，但会破坏土壤功能，造成环境污染；生物修复技术是以利用生物为主体的土壤污染治理技术，包括利用植物、动物和微生物吸收、降解和转化土壤中的污染物，减少其向周围环境的扩散。具有处理费用低，减少场地破坏等优点，但是修复时间漫长，重金属去除效率低。鉴于此，植物仿生修复技术被开发，仿生植物可以模拟植物蒸腾作用，进而去除土壤中的重金属，既环保又廉价。现有的仿生植物多以玻璃纤维丝、布和棉纱作为叶面，蒸腾作用相对较弱；且仿生植物结构为直桶式，通过底部向上输送水分较少，吸附量有限；另外在碱性土壤中由于重金属活性较低，仿生植物去除重金属效率相对较低等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于加速蒸腾型去除土壤重金属污染的仿生植物技术，提高土壤重金属污染的修复效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于加速蒸腾型去除土壤重金属污染的仿生植物，包括仿生叶面、直通中杆、直通外壳和吸附填料，所述的直通外壳包括密封下部、设置毛细孔的进水中部和固定上部，所述的直通中杆的底部与固定上部固定在一起，所述的仿生叶面从直通中杆伸入，插入到直通外壳的底部，所述的直通中杆、密封下部和固定上部与仿生叶面之间的空隙设置吸附填料。

优选地：所述的仿生叶面包括纤维叶面和铝箔叶面，所述的纤维叶面由玻璃纤维丝制成，所述的铝箔叶面由铝箔制成，所述的铝箔叶面底部固定在纤维叶面得中上部。

优选地：所述的铝箔叶面为扇形叶面。

优选地：所述的密封下部为椭圆形不透水的塑料管。

优选地：所述的纤维叶面外部包覆有纸、布或带孔的塑料膜等可透水材料。

优选地：所述的吸附填料包括石灰(CaO)、活性炭、海泡石、沸石和二氧化钛中的一种或一种以上的混合物。

优选地：当需要处理的土壤为酸性土壤时，所述的吸附填料与重量比见下表，

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优选地：当需要处理的土壤为碱性土壤时，所述的吸附填料为重量比1:1:1的石灰：海泡石：活性炭。

本发明也提供了一种南方酸性农田土壤的修复方法，采用本发明的仿生植物，包括以下步骤：