近日，中国林业科学研究院亚热带林业研究所（以下简称亚林所）生态修复研究团队创新搭建了以天然有机酸——植酸为核心的新型水热碳化体系，成功解决了林木生物质重金属难脱除、易二次污染、无法高值利用的行业瓶颈。该研究具有极高的学术价值与产业应用前景，为污染场地生态治理、生物质资源化循环利用开辟了绿色高效新路径。相关成果在线发表于国际期刊《先进复合材料与杂化材料》（Advanced Composites and Hybrid Materials）。

生态修复过程中会产生大量富集重金属的林木生物质。这类特殊生物质若处理不当，其中的重金属会再次释放到土壤和环境中，造成二次污染。水热碳化技术是将生物质转化为优质炭材料的主流技术，无需复杂干燥工序，适配各类林木生物质处理。但传统水热碳化技术处理后大部分重金属仍残留在炭材料中，导致制备的炭产品无法安全利用。

研究团队迭代优化技术体系，甄选天然绿色原料，创新构建了植酸新型水热碳化体系。植酸广泛存在于植物种子、谷物中，天然可降解、绿色无污染，同时具备优异的重金属络合吸附能力，完美契合绿色生态治理的需求，彻底规避了传统无机酸工艺的缺陷。

研究团队以重金属污染土壤修复后的木本植物生物质为原材料，系统探究植酸浓度对水热炭结构性能、表面特性及重金属迁移规律的调控机制。

试验结果表明，植酸可有效促进林木生物质分解碳化，稳定产出高品质水热炭，炭材料产率可达37.04%~54.42%，高位热值达到23.73~27.75 MJ/kg，燃烧性能和能量密度优于商品化褐煤，具备良好的能源利用价值。

更重要的是，植酸能帮助重金属从水热炭中“释放”出来，进入更容易被处理的水相中。只需加入0.75%的植酸，就能去除99.61%的镉和92.45%的锌；而将用量提高到5%时，两种金属几乎被完全分离去除，去除率分别高达99.95%和99.65%。

同时，这款植酸改性绿色水热炭具备极强的环境修复潜力。对水体、土壤中的镉离子、铜离子拥有优异的吸附固定能力，最大吸附量分别可达22.82 mg/g、87.78 mg/g。将其应用于污染土壤改良，施加3%比例的改性水热炭，可使土壤孔隙度提升16.8%，土壤阳离子交换量显著提升，同时能够推动土壤中重金属转化为稳定形态，大幅降低污染土壤的生态风险，有效改善土壤结构、修复土壤生态功能。

该成果初步打通了“重金属污染土壤林木修复—生物质无害化处理—炭材料高值还田”的闭环技术链条，系统解决植物修复产生的生物质安全处置的关键技术痛点，为重金属污染场地规模化生态修复、农林生物质绿色资源化利用提供了坚实的理论支撑和可落地的技术方案。

该论文第一作者为亚林所与华北水利水电大学联合培养已毕业研究生赵博，亚林所副研究员肖江、研究员为陈光才论文通讯作者。该研究工作得到中国林业科学研究院基本科研业务费专项资金，浙江省科技厅重点项目联合资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s42114-026-01918-0