通过热解技术制备生物炭是一种很有潜力的资源化利用途径，热解可以很大程度降低物质的体积，灭菌及回收物质中的营养物质。是有机废弃物资源化利用的有效途径之一。热解炭具有活性碳的一些特点，通过探究热解工艺，从而热解炭的性能达到或优于活性炭标准，可吸附重金属用于土壤修复和废水深度处理。

1、生物炭吸附海产品中重金属铅离子的原理

生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉生物炭米秆、海产品污泥或其它农作物废物碳化。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为”生物炭”。它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可形成木炭。

生物炭是一种经过高温裂解”加工”过的生物质。裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为”碳负性”（carbon negative）。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。生物炭具有良好孔隙结构、较大的孔隙度和巨大的比表面积，其表面含有羧基、酚羟基、羰基、酸酐等基团，这些结构特性使生物炭具备了良好的吸附特性及稳定性。

2、生物炭吸附海产品中重金属离子铅应用

现铅废水处理技术主要采用离子交换、膜分离法、化学还原法、反渗透和蒸馏电渗析等。有研究表明，相比于传统活性炭，生物炭对重金属的吸附效果显著，例如在200℃下烧制的牛粪生物炭对Pb2+的吸附量是普通活性炭吸附量的6倍。生物炭对重金属离子的吸附主要依靠表面吸附，由于生物炭中H、N、S元素含量随着热解温度的升高和热解时间的增加而减少，所以生物炭中的含氧和含氮官能团减少，从而削弱生物炭对重金属的吸附能力。相关文献中如BEESLEY等（2011）研究也表明，生物炭对土壤中重金属As3+、Cd2+、Zn2+的吸附主要依靠表面吸附，随着热解温度的升高和热解时间的增加，热解生物炭形成了较多的芳香环结构，与金属离子间发生阳离子E2键作用，从而增强生物炭的吸附能力，提高热解温度并增加热解时间有利于提高污泥热解炭对重金属的吸附能力。生物制炭与植物制炭在吸附机理上有一定的相似性，相关研究利用水稻秸秆制成生物炭进行土培实验，研究了其对土壤pH和CEC等性质的影响和吸附机制，表明生物炭对重金属Pb的吸附主要是生物炭表面的含氧官能（-COOH和-OH）与Pb2+结合形成表面络合物，从而将Pb固定在生物炭表面，主要依靠化学吸附，而不仅仅依靠生物炭比表面和孔体积引起的物理吸附。在研究水葫芦炭、杨树枝炭和玉米秸秆炭时也得出相同结论，其认为是由于水葫芦表面有较多的含氧官能团致使其相较其它两者较良好的重金属吸附性能。同样指出生物炭吸附重金属主要依靠其富含的含氧官能团及其释放的阳离子。因此在实际中应控制合适的重金属Pb2+污水浓度，以提高热解生物炭的利用率。适当提高重金属溶液浓度，提高热解温度和增加热解时间有利于提高热解生物炭对重金属Pb2+的吸附量。提高热解温度和增加热解时间有利于提高热解生物炭对重金属Pb2+的去除率。可见，利用热解技术将废弃物制备成生物炭来吸附污水中的重金属铅离子，为废弃物资源化提供有效新途径。

3、结语

通过热解技术将秸秆、木屑，玉米芯，麦秆等植物、动物粪便以及海产品污泥等废弃物制备成生物炭来吸附污水中的重金属铅离子，为废弃物资源化利用及其在土壤和废水重金属治理中发挥出巨大作用，真正做到资源综合利用。