图1：不同无机酸水热体系对镉和锌在固液相产物中的分配的影响

图2：不同无机酸-含重金属林木生物质水热体系及产物的潜在应用模式图

植物修复是一种绿色、廉价和环境友好的重金属污染土壤修复技术。然而，在植物修复过程中会产生大量含有重金属的生物质，如不妥当处置会发生二次污染风险。相较热解、气化和燃烧等技术，水热碳化技术具有对干湿程度无要求、能耗低等优点，且能获得富碳固相产品水热炭，是一种在处理废弃生物质资源上具有广泛发展前景的技术，但将其用于含重金属林木生物质的安全处置并实现资源化的利用还不明确。

针对含重金属的林木生物质高值化利用技术缺乏，常规水热体系重金属大量残留在固体产物中造成阻碍固体产物安全再利用的问题，亚林所生态修复研究团队构建了不同浓度的无机酸（H2O、HCl、H2SO4和H3PO4）-含镉/锌的柳树生物质水热碳化体系。研究表明引入不同浓度和种类的无机酸增加了重金属向液相中迁移，当无机酸浓度达到0.05 mol/L时，超过90%Cd和85%Zn会转移到液体中，且无机酸的添加脱水和脱羧反应增强，加速水热炭的芳香化碳化程度。在安全应用的基础上，研究证实了0.05 mol/L H3PO4处理后的水热炭可作为优秀的环境修复材料（固液界面饱和吸附量：Cd2+ 4.497 mg/g和Cu2+ 49.708 mg/g）和潜在生物燃料（热值23.83 - 28.27 MJ/kg），实现木本植物修复生物质变废为宝、一举两得的目的，为实现重金属严格管控土壤树木修复的闭环技术提供支撑。

相关研究成果近日在工程技术、中科院一区TOP期刊《Separation and Purification Technology》（IF2024=8.6）发表题为“Hydrochar derived from willow using in phytoremediation: Hydrochar properties, metals behavior and potential applications”的论文，并在EI期刊《材料导报》发表题为“基于文献计量分析水热炭处理重金属的研究现状及发展趋势”的论文。以上两篇研究论文，华北水利水电大学联合培养研究生赵博为第一作者，肖江副研究员为通讯作者，陈光才研究员在研究方案制定、论文撰写方面参与大量的指导工作。研究工作得到了澳门澳博手机登录网址院所面上项目（CAFYBB2022SY012）、国家自然科学基金（No. 32101370）和浙江省重点科学技术项目（No. 2023SDXHDX0006）的资助。