本书以环境修复植物的处理与资源化利用为主线,全面、系统地介绍了典型土壤和水体修复植物的处理和资源化技术,内容包括植物修复技术的机理、特点和种质资源,典型土壤和水体修复植物的热解、水热、厌氧发酵处理与资源化技术,以及环境修复植物基生物炭在污染物去除、土壤改良和固碳领域中的应用等,旨在为广大读者提供解决植物修复“最后一公里”难题的全面性知识及可行技术方案。
本书具有较强的针对性、原创性和技术应用性,可供从事环境修复、固体废物处理及资源化等工作的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也可供高等学校环境科学与工程、生物工程、生态工程及相关专业师生参阅。
第1章 植物修复技术概述 ∥ 001
1.1 植物修复技术简介 002
1.1.1 植物修复技术的定义 002
1.1.2 植物修复技术的起源与发展 002
1.2 植物修复技术的机理 004
1.2.1 植物提取 005
1.2.2 植物降解 009
1.2.3 植物固定 011
1.2.4 根际过滤 012
1.2.5 植物挥发 013
1.3 植物修复的影响因素 014
1.3.1 修复植物的特性 015
1.3.2 污染物的性质 016
1.3.3 环境介质 018
1.4 环境修复植物资源 021
1.4.1 污染土壤修复植物资源 022
1.4.2 污染水体修复植物资源 024
1.5 植物修复的特点 028
1.5.1 植物修复的优势 028
1.5.2 植物修复的局限性 029
参考文献 030
第2章 环境修复植物的热解处理与资源化 ∥ 034
2.1 热解技术概述 035
2.1.1 热解技术简介 035
2.1.2 热解技术的影响因素 036
2.1.3 热解在环境修复植物处理中的应用 037
2.2 典型土壤修复植物东南景天的热解气化处理与资源化 038
2.2.1 不同条件下热解气化三相产物分布 038
2.2.2 热解中重金属的迁移与分布 039
2.2.3 热解产物的性质分析与利用 041
2.3 典型土壤修复植物东南景天与塑料的共热解处理与资源化 047
2.3.1 PVC 添加对东南景天热分解特性的影响 048
2.3.2 PVC 添加对热解中重金属行为的影响 051
2.3.3 PVC 添加对生物炭产率和性质的影响 053
2.3.4 PVC 添加对生物炭重金属含量与环境风险的影响 057
2.3.5 PVC 添加对生物炭环境应用的影响 060
2.4 典型水体修复植物美人蕉的热解处理与资源化 061
2.4.1 美人蕉在不同热解温度下的产物分布 062
2.4.2 不同温度生物炭的基本理化性质 063
2.4.3 不同温度生物炭的钾元素回收及形态特征 068
2.4.4 不同温度生物炭的钾释放特征 070
参考文献 072
第3章 环境修复植物的水热处理与资源化 ∥ 077
3.1 水热处理技术概述 078
3.1.1 水热处理技术简介 078
3.1.2 水热处理技术的影响因素 079
3.1.3 水热处理在环境修复植物处理中的应用 082
3.2 典型土壤修复植物东南景天的水热处理与资源化 083
3.2.1 水热处理中重金属的迁移与分布 083
3.2.2 反应温度和液相介质对水热炭性质的影响 086
3.2.3 水热炭的重金属含量与环境风险评估 091
3.2.4 水热炭的环境应用 093
3.3 典型水体修复植物美人蕉的水热处理与资源化 096
3.3.1 反应温度和液相介质对水热炭中磷回收的影响 097
3.3.2 美人蕉水热炭中磷的形态转化 099
3.3.3 反应温度和液相介质对水热炭性质的影响 108
参考文献 117
第4章 环境修复植物的厌氧发酵处理与资源化 ∥ 123
4.1 厌氧发酵技术概述 124
4.1.1 厌氧发酵技术简介 124
4.1.2 厌氧发酵的影响因素 124
4.1.3 厌氧发酵技术在环境修复植物处理中的应用 126
4.2 典型水体修复植物再力花和水葫芦的厌氧发酵处理与资源化 127
4.2.1 典型水体修复植物的厌氧发酵特性 127
4.2.2 厌氧发酵中磷素的含量分析 132
4.2.3 厌氧发酵中磷素的形态分析 133
4.3 典型水体修复植物的厌氧发酵与热解耦合处理与资源化 144
4.3.1 沼渣生物炭的基本性质 144
4.3.2 沼渣生物炭中的磷含量分析 152
4.3.3 沼渣生物炭中的磷形态分析 154
4.3.4 沼渣生物炭中磷的释放与有效性 163
参考文献 168
第5章 环境修复植物基生物炭在污染物去除领域中的应用 ∥ 173
5.1 生物炭概述 174
5.1.1 生物炭的起源与发展 174
5.1.2 生物炭的制备原料与技术 175
5.2 环境修复植物基生物炭对水体中重金属镉的去除 177
5.2.1 生物炭的性质分析与结构表征 177
5.2.2 生物炭对镉的吸附 179
5.2.3 生物炭去除水体中镉的机理分析 184
5.3 环境修复植物基生物炭微球对水体中磷的去除 198
5.3.1 生物炭的性质分析与结构表征 198
5.3.2 生物炭对磷的静态批量吸附 203
5.3.3 镁改性生物炭微球对磷酸根的动态连续吸附 210
5.3.4 镁改性生物炭微球对磷酸根的吸附机理 212
5.4 环境修复植物基生物炭对水体中有机污染物的去除 217
5.4.1 环境修复植物基生物炭对水体中有机污染物的降解 217
5.4.2 环境修复植物基生物炭降解有机污染物机理 218
参考文献 220
第6章 环境修复植物基生物炭在土壤改良和固碳领域中的应用 ∥ 224
6.1 环境修复植物基生物炭在土壤改良领域中的应用 225
6.1.1 生物炭的土壤改良效应概述 225
6.1.2 环境修复植物基生物炭对土壤养分的影响 227
6.2 环境修复植物基生物炭在固碳领域中的应用 231
6.2.1 环境修复植物基生物炭的性质分析与结构表征 233
6.2.2 环境修复植物基生物炭的长期固碳潜能评估 241
参考文献 246