一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置的制作方法

本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，涉及一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置。

背景技术：

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法，20世纪80年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划，因此也形成了一个新兴的土壤修复行业。

重金属原义是指比重大于5的金属(密度大于4.5克每立方厘米的金属)，包括金、银、铜、铁、铅等，重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除，而重金属具有富集性，很难在环境中降解，重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿，当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染，重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避，因此，底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。

目前在对受到重金属污染的土壤进行修复时，较为经济的做法是在受污染区域种植超富集植物，借助植物本身(以蜈蚣草为例)对重金属离子的超富集作用，来降低土壤中的重金属含量，但在实际的治理过程中，由于植物本身的根系生长有限，因此会存在对深层土壤中的重金属离子的吸附作用较小的现象，从而降低了植物对重金属污染土壤的治理效率。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置，本方案通过双氧水的持续分解，促使产生的氧气与反应孔内的还原性铁粉反应，并产生热量，可以迫使伸展绳恢复至其高温相态，随着上反应室内压强的增加，可以在将封闭贴片顶开后使伸展绳向外伸展，同时促使橡胶气囊受热膨胀，并将固气反应板向挤推，一方面随着固气反应板的上移，可以进一步的将橡胶气囊向外伸展，另一方面也能对鱼骨粉进行打散，使得橡胶气囊表面附着有鱼骨粉，从而借助植物根系朝着营养物质丰富的区域生长的特性，可以使得伸展后的橡胶气囊以及其表面附着的鱼骨粉吸引植物根系向其生长，从而提高植物根系对重金属污染土壤的治理效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置，包括预埋在土壤里的根系引导预埋箱，所述根系引导预埋箱内壁固定连接有分隔板，所述分隔板将根系引导预埋箱分割成上反应室和下反应室，所述下反应室内填充有双氧水，所述根系引导预埋箱外端固定连接有多个均匀分布且分别将分隔板和上反应室连通的u形传输管，所述上反应室内设有固气反应板，所述固气反应板上端开凿有多个均匀分布的反应孔，所述反应孔内填充有还原性铁粉，所述固气反应板上端固定连接有多个均匀分布的伸展绳，所述根系引导预埋箱上端开凿有多个数量与伸展绳相同且与上反应室连通的穿孔，所述伸展绳位于穿孔内，所述伸展绳远离固气反应板的一端固定连接有与根系引导预埋箱粘接且位于穿孔外侧的封闭贴片，所述固气反应板与分隔板之间固定连接有橡胶气囊，所述上反应室内填充有鱼骨粉，通过双氧水的持续分解，促使产生的氧气通过u形传输管进入至上反应室内，并使得氧气与反应孔内的还原性铁粉反应，并产生热量，可以迫使伸展绳恢复至其高温相态，随着上反应室内压强的增加，可以在将封闭贴片顶开后使伸展绳向外伸展，借助热量的增加，可以促使橡胶气囊受热膨胀，并将固气反应板向挤推，一方面随着固气反应板的上移，可以进一步的将橡胶气囊向外伸展，另一方面也能对鱼骨粉进行打散，使得橡胶气囊表面附着有鱼骨粉，从而借助植物根系朝着营养物质丰富的区域生长的特性，可以使得伸展后的橡胶气囊以及其表面附着的鱼骨粉吸引植物根系向其生长，从而提高植物根系对重金属污染土壤的治理效果。

进一步的，所述伸展绳包括不锈钢内丝，所述不锈钢内丝外端固定连接有记忆合金包层和磁性凸起，所述磁性凸起位于不锈钢内丝和记忆合金包层之间，当温度升高后，促使记忆合金包层恢复至其高温相态，从而使不锈钢内丝外端的磁性凸起露出，一方面促使伸展绳表面转变为凹凸不平的形态，从而方便在其伸展时，可以携带更多的鱼骨粉进入至土壤中，另一方面，由于还原性铁粉在与氧气反应后的产物中含有四氧化三铁，因此可以使得含有四氧化三铁粉末的块状鱼骨粉在磁性凸起的吸附作用下，不易与伸展绳分离，提高伸展绳对鱼骨粉的富集作用，也能提高伸展绳吸引植物根系向其生长的效果，从而可以促使植物的根系向更深更广的地方生长，提高对重金属土壤的治理效果。

进一步的，所述分隔板内嵌设安装有多个均匀分布的热传导杆，所述热传导杆上端与橡胶气囊相接触，所述热传导杆下端浸泡在双氧水内，所述热传导杆由铝材质制成，所述热传导杆表面镀有一层氧化铝膜，通缩设置热传导杆，可以在氧气与还原性铁粉反应温度升高后，借助热传导杆的传递作用，提高下反应室内的温度，从而提高双氧水的分解速度，通过设置氧化铝膜，可以减少热传导杆被腐蚀的可能性，从而提高其使用寿命。

进一步的，所述固气反应板由300-不锈钢材质制成，所述固气反应板表面涂设有防锈漆，通过使用300-不锈钢材质制作固气反应板，可以使得固气反应板表面不易吸附四氧化三铁粉末，通过在固气反应板的表面设置防锈漆，可以使得固气反应板在长期的使用过程中不易被锈蚀，从而提高固气反应板的使用寿命。

进一步的，所述u形传输管的管口安装有气路单向阀，所述气路单向阀允许的通过方向为由内而外，所述气路单向阀位于下反应室内，通过设置气路单向阀，可以减少双氧水内温度升高时，氧气经过u形传输管向下回流的可能性。

进一步的，所述橡胶气囊侧面设置成波纹状，所述橡胶气囊内部填充有二氧化碳气体，通过将橡胶气囊设置成波纹状，可以使得橡胶气囊在受热后向上膨胀，并通过在橡胶气囊内填充有二氧化碳气体，可以借助二氧化碳气体的保温作用，减少热量散失的速度。

进一步的，所述记忆合金包层由ni-ti记忆合金材质制成，所述记忆合金包层的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作记忆合金包层，可以使得记忆合金包层在温度升高后具有可变形的功能。

进一步的，所述磁性凸起外端固定连接有吸湿层，所述吸湿层由硝酸铵粉末聚合而成，通过设置由硝酸铵粉末聚合而成的吸湿层，可以在吸湿层露出时，借助其易潮解的性质，可以迅速潮湿，从而提高对鱼骨粉的吸附效果，同时也能做为氮肥从而促进植物的生长。

一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置的使用方法，包括以下步骤：

s1、通过双氧水的持续分解，促使氧气与反应孔内的还原性铁粉反应，并产生热量，可以迫使伸展绳恢复至其高温相态，随着上反应室内压强的增加，可以在将封闭贴片顶开后使伸展绳向外伸展；

s2、借助热量的增加，可以促使橡胶气囊受热膨胀，并将固气反应板向挤推，随着固气反应板的上移，可以进一步的将橡胶气囊向外伸展；

s3、固气反应板在向上移动的同时，也能对鱼骨粉进行打散，使得橡胶气囊表面附着有鱼骨粉。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过双氧水的持续分解，促使产生的氧气与反应孔内的还原性铁粉反应，并产生热量，可以迫使伸展绳恢复至其高温相态，随着上反应室内压强的增加，可以在将封闭贴片顶开后使伸展绳向外伸展，同时促使橡胶气囊受热膨胀，并将固气反应板向挤推，一方面随着固气反应板的上移，可以进一步的将橡胶气囊向外伸展，另一方面也能对鱼骨粉进行打散，使得橡胶气囊表面附着有鱼骨粉，从而借助植物根系朝着营养物质丰富的区域生长的特性，可以使得伸展后的橡胶气囊以及其表面附着的鱼骨粉吸引植物根系向其生长，从而提高植物根系对重金属污染土壤的治理效果。

(2)伸展绳包括不锈钢内丝，不锈钢内丝外端固定连接有记忆合金包层和磁性凸起，磁性凸起位于不锈钢内丝和记忆合金包层之间，当温度升高后，促使记忆合金包层恢复至其高温相态，从而使不锈钢内丝外端的磁性凸起露出，一方面促使伸展绳表面转变为凹凸不平的形态，从而方便在其伸展时，可以携带更多的鱼骨粉进入至土壤中，另一方面，由于还原性铁粉在与氧气反应后的产物中含有四氧化三铁，因此可以使得含有四氧化三铁粉末的块状鱼骨粉在磁性凸起的吸附作用下，不易与伸展绳分离，提高伸展绳对鱼骨粉的富集作用，也能提高伸展绳吸引植物根系向其生长的效果，从而可以促使植物的根系向更深更广的地方生长，提高对重金属土壤的治理效果。

(3)分隔板内嵌设安装有多个均匀分布的热传导杆，热传导杆上端与橡胶气囊相接触，热传导杆下端浸泡在双氧水内，热传导杆由铝材质制成，热传导杆表面镀有一层氧化铝膜，通缩设置热传导杆，可以在氧气与还原性铁粉反应温度升高后，借助热传导杆的传递作用，提高下反应室内的温度，从而提高双氧水的分解速度，通过设置氧化铝膜，可以减少热传导杆被腐蚀的可能性，从而提高其使用寿命。

(4)固气反应板由300-不锈钢材质制成，固气反应板表面涂设有防锈漆，通过使用300-不锈钢材质制作固气反应板，可以使得固气反应板表面不易吸附四氧化三铁粉末，通过在固气反应板的表面设置防锈漆，可以使得固气反应板在长期的使用过程中不易被锈蚀，从而提高固气反应板的使用寿命。

(5)u形传输管的管口安装有气路单向阀，气路单向阀允许的通过方向为由内而外，气路单向阀位于下反应室内，通过设置气路单向阀，可以减少双氧水内温度升高时，氧气经过u形传输管向下回流的可能性。

(6)橡胶气囊侧面设置成波纹状，橡胶气囊内部填充有二氧化碳气体，通过将橡胶气囊设置成波纹状，可以使得橡胶气囊在受热后向上膨胀，并通过在橡胶气囊内填充有二氧化碳气体，可以借助二氧化碳气体的保温作用，减少热量散失的速度。

(7)记忆合金包层由ni-ti记忆合金材质制成，记忆合金包层的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作记忆合金包层，可以使得记忆合金包层在温度升高后具有可变形的功能。

(8)磁性凸起外端固定连接有吸湿层，吸湿层由硝酸铵粉末聚合而成，通过设置由硝酸铵粉末聚合而成的吸湿层，可以在吸湿层露出时，借助其易潮解的性质，可以迅速潮湿，从而提高对鱼骨粉的吸附效果，同时也能做为氮肥从而促进植物的生长。

附图说明

图1为本发明的根系引导预埋箱在土壤中的剖面图；

图2为本发明的根系引导预埋箱部分的剖面图；

图3为图2中a处的结构示意图；

图4为本发明的固气反应板部分的剖面图；

图5为本发明的伸展绳部分的剖面图；

图6为本发明的伸展绳形变时的剖面图；

图7为本发明的根系引导预埋箱工作时的剖面图。

图中标号说明：

1根系引导预埋箱、2分隔板、201热传导杆、3上反应室、4下反应室、5双氧水、6u形传输管、601气路单向阀、7固气反应板、8反应孔、9还原性铁粉、10伸展绳、11穿孔、12封闭贴片、13橡胶气囊、14鱼骨粉、15不锈钢内丝、16记忆合金包层、17磁性凸起、1701吸湿层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置，包括预埋在土壤里的根系引导预埋箱1，根系引导预埋箱1内壁固定连接有分隔板2，分隔板2将根系引导预埋箱1分割成上反应室3和下反应室4，下反应室4内填充有双氧水5，伸展绳10伸展完毕后，借助双氧水5的持续分解，一方面可以将上反应室3内剩余的鱼骨粉14吹出，并沿着伸展绳10流动，另一方面借助氧气的持续释放，也能提高植物根系的呼吸作用，为植物根系的生命活动提供充足的原料，根系引导预埋箱1外端固定连接有多个均匀分布且分别将分隔板2和上反应室3连通的u形传输管6，上反应室3内设有固气反应板7，固气反应板7上端开凿有多个均匀分布的反应孔8，反应孔8内填充有还原性铁粉9，固气反应板7上端固定连接有多个均匀分布的伸展绳10，根系引导预埋箱1上端开凿有多个数量与伸展绳10相同且与上反应室3连通的穿孔11，伸展绳10位于穿孔11内，伸展绳10远离固气反应板7的一端固定连接有与根系引导预埋箱1粘接且位于穿孔11外侧的封闭贴片12，固气反应板7与分隔板2之间固定连接有橡胶气囊13，借助伸展后的橡胶气囊13以及其表面附着的鱼骨粉14，在诱导植物根系生长的同时，可以促使植物根系缠绕在其周围，一方面可以进一步的提高植物根系对鱼骨粉14的吸收，另一方面也能使得植物根系扎根的更加牢固，上反应室3内填充有鱼骨粉14，通过双氧水5的持续分解，促使产生的氧气通过u形传输管6进入至上反应室3内，并使得氧气与反应孔8内的还原性铁粉9反应，并产生热量，可以迫使伸展绳10恢复至其高温相态，随着上反应室3内压强的增加，可以在将封闭贴片12顶开后使伸展绳10向外伸展，借助热量的增加，可以促使橡胶气囊13受热膨胀，并将固气反应板7向挤推，一方面随着固气反应板7的上移，可以进一步的将橡胶气囊13向外伸展，另一方面也能对鱼骨粉14进行打散，使得橡胶气囊13表面附着有鱼骨粉14，从而借助植物根系朝着营养物质丰富的区域生长的特性，可以使得伸展后的橡胶气囊13以及其表面附着的鱼骨粉14吸引植物根系向其生长，从而提高植物根系对重金属污染土壤的治理效果。

请参阅图5-6，伸展绳10包括不锈钢内丝15，不锈钢内丝15外端固定连接有记忆合金包层16和磁性凸起17，磁性凸起17位于不锈钢内丝15和记忆合金包层16之间，当温度升高后，促使记忆合金包层16恢复至其高温相态，从而使不锈钢内丝15外端的磁性凸起17露出，一方面促使伸展绳10表面转变为凹凸不平的形态，从而方便在其伸展时，可以携带更多的鱼骨粉14进入至土壤中，另一方面，由于还原性铁粉9在与氧气反应后的产物中含有四氧化三铁，因此可以使得含有四氧化三铁粉末的块状鱼骨粉14在磁性凸起17的吸附作用下，不易与伸展绳10分离，提高伸展绳10对鱼骨粉14的富集作用，也能提高伸展绳10吸引植物根系向其生长的效果，从而可以促使植物的根系向更深更广的地方生长，提高对重金属土壤的治理效果。

请参阅图2和图7，分隔板2内嵌设安装有多个均匀分布的热传导杆201，热传导杆201上端与橡胶气囊13相接触，热传导杆201下端浸泡在双氧水5内，热传导杆201由铝材质制成，热传导杆201表面镀有一层氧化铝膜，通缩设置热传导杆201，可以在氧气与还原性铁粉反应温度升高后，借助热传导杆201的传递作用，提高下反应室4内的温度，从而提高双氧水5的分解速度，通过设置氧化铝膜，可以减少热传导杆201被腐蚀的可能性，从而提高其使用寿命，固气反应板7由300-不锈钢材质制成，固气反应板7表面涂设有防锈漆，通过使用300-不锈钢材质制作固气反应板7，可以使得固气反应板7表面不易吸附四氧化三铁粉末，通过在固气反应板7的表面设置防锈漆，可以使得固气反应板7在长期的使用过程中不易被锈蚀，从而提高固气反应板7的使用寿命，u形传输管6的管口安装有气路单向阀601，气路单向阀601允许的通过方向为由内而外，气路单向阀601位于下反应室4内，通过设置气路单向阀601，可以减少双氧水5内温度升高时，氧气经过u形传输管6向下回流的可能性。

请参阅图5-7，橡胶气囊13侧面设置成波纹状，橡胶气囊13内部填充有二氧化碳气体，通过将橡胶气囊13设置成波纹状，可以使得橡胶气囊13在受热后向上膨胀，并通过在橡胶气囊13内填充有二氧化碳气体，可以借助二氧化碳气体的保温作用，减少热量散失的速度，记忆合金包层16由ni-ti记忆合金材质制成，记忆合金包层16的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作记忆合金包层16，可以使得记忆合金包层16在温度升高后具有可变形的功能，磁性凸起17外端固定连接有吸湿层1701，吸湿层1701由硝酸铵粉末聚合而成，通过设置由硝酸铵粉末聚合而成的吸湿层1701，可以在吸湿层1701露出时，借助其易潮解的性质，可以迅速潮湿，从而提高对鱼骨粉14的吸附效果，同时也能做为氮肥从而促进植物的生长。

一种基于重金属土壤修复技术的植物根系生长诱导装置的使用方法，包括以下步骤：

s1、通过双氧水5的持续分解，促使氧气与反应孔8内的还原性铁粉9反应，并产生热量，可以迫使伸展绳10恢复至其高温相态，随着上反应室3内压强的增加，可以在将封闭贴片12顶开后使伸展绳10向外伸展；

s2、借助热量的增加，可以促使橡胶气囊13受热膨胀，并将固气反应板7向挤推，随着固气反应板7的上移，可以进一步的将橡胶气囊13向外伸展；

s3、固气反应板7在向上移动的同时，也能对鱼骨粉14进行打散，使得橡胶气囊13表面附着有鱼骨粉14。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。