[发明专利]一种移除土壤中重金属污染的仿生植物

说明书

本发明提供一种移除土壤中重金属污染的仿生植物，所述仿生植物包括地下根系部分、地上枝干部分以及位于所述仿生植物内部的填料，所述地下根系部分至少包括主根系和二级根系，所述地下根系部分的内侧和外侧负载有导电材料。所述仿生植物的地下根系部分可以吸附并转移重金属离子，地上枝干部分可以吸附富集污染物，便于土壤水分的蒸发和蒸腾，有利于污染物转移到地上部分。

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种土壤修复用仿生植物，尤其涉及一种移除土壤中重金属污染的仿生植物。

背景技术

植物修复是利用植物对污染物的吸收作用、挥发作用和根系分泌物的固定作用，从而去除土壤污染物质，降低污染浓度的方法。植物修复的作用机理分别是植物稳定、植物挥发以及植物提取。植物修复可以将重金属移除土壤，并且不存在二次污染，因此成为目前土壤修复的研究热点。但是植物修复具有修复时间长、超富集植物种类少、生物量小的缺点。

为了克服以上缺点，通过模拟植物蒸腾过程和毛细作用等植物生理现象，提出植物仿生原位修复技术。该方法通过模拟植物根系对土壤水分的吸收和植物叶片的蒸腾作用来带动迁移土壤中的重金属和有机污染物，将土壤中的污染物转移至修复装置中，同时被修复装置内的吸附材料，吸附、固定或截留在修复装置内，从而达到富集污染物于修复装置，从而降低土壤重金属和有机污染物的浓度。

CN 2769261公开了一种对河流微污染水体进行净化的仿生植物。该技术方案采用生物材料仿植物的茎、节、叶，制成仿生植物，将其设置在河流中，对微污染水体进行净化。解决了现有技术间接净化效果差且工艺复杂、费用高的缺陷，采用生物填料造成浮游植物大量繁生而影响净化效果及阻挡航运的缺陷。所述仿生植物底部固定，直立在河床中，可在河流水体中自动摆动，柔软有韧，表面粗糙的填料丝附着大量微生物，形成生物膜，对污染物质进行净化，即挂膜。

CN 107052036 A公开了一种用于土壤重金属污染修复的太阳能驱动智能仿生植物，包括仿生植物系统，仿生植物系统包括太阳能系统、重金属提取系统与重金属吸收系统；太阳能系统、重金属提取系统设置在地面上，重金属吸收系统设置在地面下；太阳能系统通过仿生物植物茎与重金属提取系统连接；重金属提取系统的下端与仿生植物主根连接，仿生植物主根的侧面通过螺旋口设置仿生植物须根，仿生植物主根与仿生植物须根构成了重金属吸收系统；实现对土壤重金属污染的修复，修复效率高，修复周期短，可以对深层土壤进行修复且无二次污染。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种移除土壤中重金属污染的仿生植物，所述仿生植物的地下根系部分可以吸附并转移重金属离子，地上枝干部分可以吸附富集污染物，便于土壤水分的蒸发和蒸腾，有利于污染物转移到地上部分。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种移除土壤中重金属污染的仿生植物，所述仿生植物包括地下根系部分、地上枝干部分以及位于所述仿生植物内部的填料，所述地下根系部分至少包括主根系和二级根系，所述地下根系部分的内侧和/或外侧负载有导电材料。

本发明中，所述仿生植物的地下根系部分包括至少两级根系，即并不仅限于两级的多级根系设计，有效增加了根系与污染物的接触面积，使得本发明提供的仿生植物对重金属污染物的吸收量和吸收率均得到提高。

本发明中，仿生植物的地下根系部分以及地上枝干部分的材料为可循环利用的材料，如PVC等。

作为本发明优选的技术方案，所述导电材料包括石墨、炭黑、碳纳米管、巴基球或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：石墨和炭黑的组合、炭黑和碳纳米管的组合、碳纳米管和巴基球的组合、巴基球和石墨烯的组合、石墨烯和石墨的组合或碳纳米管、巴基球和石墨烯的组合等，优选为石墨烯。