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1、(10)授权公告号 CN 103026820 B (45)授权公告日 2015.01.21 CN 103026820 B (21)申请号 201310004288.5 (22)申请日 2013.01.06 A01B 79/00(2006.01) B09C 1/00(2006.01) C09K 17/14(2006.01) C09K 109/00(2006.01) (73)专利权人 诸卫平 地址 510900 广东省广州市从化市青云路 16 号从化党校 (72)发明人 诸卫平 (74)专利代理机构 广州科粤专利商标代理有限 公司 44001 代理人 黄培智 CN 101691490 A,2010。
2、.04.07, CN 102618293 A,2012.08.01, CN 102633576 A,2012.08.15, JP 2010149029 A,2010.07.08, 柳继锋等 . 大青叶的化学成分研究 . 中国中 药杂志 .2006,第31卷(第23期),第1961-1964 页 . 诸卫平 . 水稻秸杆烟雾灰分对蔬菜生长和品 质及体内多环芳烃含量影响的研究. 广西大学博 士学位论文 （万方数据库） .2013, 第 1-135 页 . Xiaoyun Wu等.New alkaloids from Isatis indigotica.Tetrahedron .1997, 第 53。
3、 卷 ( 第 39 期 ), 第 1332313328 页 . 仲卫国等 . 大青叶的研究进展 .人参研 究 .2011,( 第 3 期 ), 第 38-41 页 . (54) 发明名称 大青叶煎煮液在中和酸雨的酸度、 改良和治 理酸化土壤中的应用 (57) 摘要 本发明公开了一种大青叶煎煮液在中和酸雨 的酸度、 改良和治理酸化土壤中的应用。 本发明首 次发现大青叶煎煮液对人工模拟酸雨的酸度有明 显的中和作用， 还能降解硝酸根或硫酸根离子等 污染物。目前， 大青叶在我国各地均有栽培和种 植， 取材使用非常便利， 各地可因地制宜地使用它 们进行试验研究和实地治理研究， 但其作用机理 和实地治理效。
4、果还需要进一步深入的研究。本研 究首次开展了利用大青叶煎煮液对人工模拟酸雨 的酸度进行中和， 以及降解硝酸根或硫酸根离子 等污染物， 具有明显的效果， 因此可将大青叶煎煮 液用于中和酸雨的酸度， 降解硝酸根或硫酸根离 子等污染物， 以及改良和治理酸性土壤， 从而开启 了综合治理酸化土壤的新途径和新思路。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 杨凌云 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书5页 (10)授权公告号 CN 103026820 B CN 103026820 B 1/1 页 2 1. 大青叶煎煮液在。
5、降解硝酸根离子中的应用， 其特征在于， 所述的大青叶煎煮液是将 每 20g 大青叶原植物材料， 加蒸馏水 400mL， 温火煮沸 30min， 煮成大青叶煎煮液， pH 值为 8.5。 2. 根据权利要求 1 所述的应用， 其特征在于， 大青叶煎煮液在改良和治理酸化土壤中 应用。 权 利 要 求 书 CN 103026820 B 2 1/5 页 3 大青叶煎煮液在中和酸雨的酸度、 改良和治理酸化土壤中 的应用 技术领域 ： 0001 本发明属于土壤和酸雨污染治理领域， 具体涉及大青叶煎煮液在中和酸雨的酸 度、 改良和治理酸化土壤中的应用。 背景技术 ： 0002 酸雨是指 pH 值小于 5.6。
6、 的雨雪或其他各种形态的大气降水 （齐峰等， 2011） 。酸雨 因对生态环境、 森林、 农作物及人体健康等方面造成危害， 被誉为 “空中死神” ， 是目前人类 遇到的全球性区域灾难之一。据报道， 因湖泊的酸度降低， 加拿大等国的湖泊中有鱼类死 亡的现象 （Hessen， 1998） ； 我国西南地区因酸性沉降的危害， 已出现大片针叶林死亡的报道 （杨本宏， 2000） ； 据估计， 江苏、 浙江等省因酸雨造成减产的农田约 1000 万公顷， 每年经济损 失人民币达 37 亿元 （金永平等， 1997） 。除此以外， 酸雨还对人体健康不利， 它能刺激人的咽 喉、 眼睛， 对呼吸道粘膜、 皮肤、。
7、 眼部产生损害 （付修勇， 2000） 。目前， 我国已成为继欧洲、 北 美之后的第三大酸雨区 （张新民等， 2010） 。对酸雨的治理研究已刻不容缓。 0003 酸雨对环境的影响已引起全人类的共同关注。目前， 我国对酸雨的防治措施除了 加强对污染源SO2和NOx排放的监测和管理， 严格落实SO2和NOx排放总量控制， 削减SO2和 NOx 排放量以外， 在完善环境法规和加强环保执法、 优化能源质量和调整能源结构及气体污 染物治理技术和设备的研究和开发等方面都做了很多努力 （陈明艳等， 2009） 。酸雨导致土 壤酸化， 使土壤中的 K+、 Mg2+、 Ca2+等植物营养元素盐离子的大量流失，。
8、 致使土壤肥料下降， 最终导致贫瘠化 （刘彬， 2001） 。此外， 酸雨可促进土壤中部分有毒重金属元素的活性， 如有 毒金属离子 Cu2+、 Mn2+、 Cr2+、 Zn2+、 Pb2+在较酸性土壤中溶解度升高， 这些金属离子在表土层 沉降和积累往往会使土壤变成有毒性的环境介质， 最终影响植物体的生长发育 （陈明艳等， 2009） 。目前， 对酸性土壤的改良和治理主要用石灰来改良和中和， 而石灰的过度使用也会 对土壤的理化结构发生改变， 往往会造成二次污染 ； 另外， 石灰的生产、 运输及使用过程也 不是完全环保。 发明内容 ： 0004 本发明的目的是提供大青叶煎煮液在中和酸雨的酸度中的应。
9、用。 0005 本发明通过实验发现， 大青叶煎煮液能有效中和人工模拟酸雨的酸度， 并在短时 间内使酸雨达到弱碱性状态， 大青叶煎煮液能有效提高浓硫酸 （pH=1.7） 的 pH 值， 是改良和 治理酸性土壤的有效措施之一。 0006 本发明还通过实验发现， 大青叶煎煮液能降解硝酸根和硫酸根等污染物。 0007 因此， 本发明的大青叶煎煮液可以在中和酸度、 降解硝酸根或硫酸根离子中的应 用， 因此可以在中和酸雨的酸度、 改良和治理酸化土壤中应用。 0008 所述的大青叶煎煮液是指将大青叶按照常规方法煎煮而成， 优选每 20g 大青叶原 植物材料， 加蒸馏水 400mL， 温火煮沸 30min， 。
10、煮成大青叶煎煮液， pH 值为 8.5。 说 明 书 CN 103026820 B 3 2/5 页 4 0009 本发明首次发现大青叶煎煮液对人工模拟酸雨的酸度有明显的中和作用， 还能降 解硝酸根或硫酸根离子等污染物。由于增加土壤的有机物能改良土壤， 增强土壤微生物的 活动能力 （董钻和沈秀英， 2000） ， 有机物还会对土壤中一些残留农药和重金属等污染物产 生吸附作用， 从而缓解这些有毒有害物质对土壤和农作物的毒害作用 （刘克锋， 2006） 。目 前， 大青叶在我国各地均有栽培和种植， 取材使用非常便利， 各地可因地制宜地使用它们进 行试验研究和实地治理研究， 但其作用机理和实地治理效果。
11、还需要进一步深入的研究。本 研究首次开展了利用大青叶煎煮液对人工模拟酸雨的酸度进行中和， 以及降解硝酸根或硫 酸根离子等污染物， 具有明显的效果， 因此可将大青叶煎煮液用于中和酸雨的酸度， 降解硝 酸根或硫酸根离子等污染物， 以及改良和治理酸性土壤， 从而开启了综合治理酸化土壤的 新途径和新思路。 具体实施方式 ： 0010 以下实施例是对本发明的进一步说明， 而不是对本发明的限制。 0011 实施例 1 ： 0012 1、 材料 0013 供试的中草药原植物材料为 ： 0014 A、 大青叶 （Isatis indigotica Fort） ， 产地广西， 由广州康宁医药有限公司提供 ； 0。
12、015 B、 甘草 （Glycyrrhiza uralensis Fisch） ， 产地新疆， 由广州康宁医药有限公司提 供 ； 0016 C、 水稻秸秆来源为杂优品种 3550， 由华南农业大学水稻育种场提供。本研究供试 的水稻秸秆都来源于该品种和同一批次。 0017 D、 浓 H2SO4溶液 : 分析纯， 含量为 95-98%， 洛阳市化学试剂厂生产。 0018 E、 H2SO4溶液 ： 取50mL浓H2SO4， 加蒸馏水稀释， 调到pH=1.7， 制成试验用的H2SO4溶 液， 放在阴凉处备用。 0019 F、 NaNO3： 分析纯， 纯度为 99%， 为天津博迪化工股份有限公司生产。 。
13、0020 G、 NaNO3溶液 ： 用天平称取约 18g NaNO3， 添加 1L 蒸馏水， 制成试验用的 NaNO3溶 液， 放在阴凉处备用。 0021 2、 方法 0022 2.1 中草药煎煮液的制备 0023 大青叶煎煮液 ： 称取大青叶原植物材料 20g， 加蒸馏水 400mL， 在陶瓷药煲中温火 煮沸 30min， 煮成大青叶煎煮液， pH 值为 8.5。 0024 甘草煎煮液 ： 称取甘草原植物材料 20g， 加蒸馏水 400mL， 在陶瓷药煲中温火煮沸 30min， 煮成甘草煎煮液， pH 值为 6.2。 0025 检验液体中的 SO42-方法 : 参照 GB/T5750.5-2。
14、006 方法。 0026 检验液体中的 NO3-方法 : 参照 GB/T5750.5-2006 方法。 0027 2.2 人工模拟酸雨的制备 0028 用瓶口向下集气法， 用 30L 容量的罐收集焚烧稻秆 100g 所产生的烟雾， 然后加入 1L 蒸馏水， 制成 pH 值为 5.2 的人工模拟酸雨。共制备 10L 人工模拟酸雨作为备用液。 0029 2.3 中和人工模拟酸雨酸度的处理设计 说 明 书 CN 103026820 B 4 3/5 页 5 0030 在三个装有 100mL 人工模拟酸雨的广口瓶中， 分别加入大叶青煎煮液、 甘草煎煮 液、 蒸馏水 100mL， 形成 3 个处理， 以加。
15、蒸馏水的作为对照 （CK） 。每个处理 3 瓶， 三次重复。 充分振荡混合后封闭瓶盖， 放在阴凉处。每 2d 用 610 型笔式数显 pH 计测量各组处理液的 pH 值， 连续监测 40d。 0031 2.4 大青叶煎煮液对 H2SO4影响的处理设计 0032 设二个处理， 取大青叶煎煮液 100mL 和 100mL H2SO4溶液 （pH=1.7） ， 分别加入盛有 100mL H2SO4溶液 （pH=1.7） 和 100mL 蒸馏水的瓶子中， 以 100mL H2SO4溶液 （pH=1.7） 添加 100mL 蒸馏水作为对照处理 （CK） ， 每个处理 3 瓶， 做三次重复。充分摇荡混合后。
16、封闭瓶盖， 放在阴凉处。3d 后， 参照 GB/T5750.5-2006 方法来检验二种处理液的 SO42-含量， 并分别用 610 型笔式数显 pH 计测量各处理液的 pH 值。 0033 2.5 大青叶煎煮液对 NaNO3影响的处理设计 0034 设二个处理， 取大青叶煎煮液 100mL 和 100mL NaNO3溶液， 分别加入盛有 100mLNaNO3溶液和 100mL 蒸馏水的瓶子中， 以 100mL NaNO3溶液 （pH=6.8） 添加 100mL 蒸馏 水作为对照处理 （CK） ， 每个处理3瓶， 做三次重复。 充分摇荡混合后封闭瓶盖， 放在阴凉处。 3d 后， 参照 GB/T。
17、5750.5-2006 方法来检验各处理液的 NO3-含量。 0035 3 结果与分析 0036 3.1 不同中草药处理对人工模拟酸雨酸度的中和作用 0037 不同中草药煎煮液对人工模拟酸雨 pH 值的中和作用明显不同 （表 1） 。大青叶煎 煮液对人工模拟酸雨 pH 值的中和作用最强， 从第 0d 开始， 其处理液的 pH 值 （6.5） 就开始 明显高于 CK（5.2） ， 在第 4d 时其 pH 值为 7.1， 接近中性 （pH=7.0） 水平， 随后逐渐变成弱碱 性， 第 8d 之后到第 40d， pH 值均维持在 7.8 左右的弱碱性水平 ； CK 的 pH 值在 40d 内均呈弱 。
18、酸性水平， 从第 0d 的 5.2 到第 40d 的 5.4， 变化不大。大青叶煎煮液处理液的平均 pH 值比 CK 的平均 pH 值大， 且差异极显著。表明大青叶煎煮液能有效中和人工模拟酸雨的酸度， 并 在短时间内使人工模拟酸雨达到弱碱性状态。 0038 甘草煎煮液对人工模拟酸雨的酸度的中和作用比大青叶煎煮液的弱， 且需要时间 长， 效果缓慢， 第 4d 时， 其 pH 值 （5.5） 高于 CK（5.2） ， 但前 38d pH 值均在 7.0 以下， 呈酸性 或弱酸性状态， 到第 40d 时， 其 pH 值才达到 7.0 的中性水平， 因此， 甘草煎煮液对人工模拟 酸雨酸度的中和效果不理。
19、想。 0039 表 1 ： 不同中草药处理对人工模拟酸雨 pH 值的影响 0040 说 明 书 CN 103026820 B 5 4/5 页 6 0041 注 ： 数据表示平均值 标准误， 同一行中不同小写字母表示差异显著， P0.05。 0042 3.2 大青叶煎煮液对 H2SO4的影响 0043 大青叶煎煮液处理和蒸馏水对 H2SO4溶液的 pH 和硫酸根浓度影响不同 （表 2） 。与 对照相比， 大青叶煎煮液处理能提高 H2SO4溶液的 pH， 且差异显著 ； 大青叶煎煮液处理能减 少H2SO4溶液的硫酸根浓度， 但差异不显著。 说明大青叶煎煮液处理既能明显中和作为强酸 的 H2SO4溶。
20、液的 pH， 又能减少作为强酸的 H2SO4溶液的硫酸根浓度。 0044 表 2 ： 大青叶煎煮液对 H2SO4的影响 0045 说 明 书 CN 103026820 B 6 5/5 页 7 0046 注 ： 数据指平均值 标准误 ； 同一行中不同小写字母表示差异显著， P0.05。 0047 3.3 大青叶煎煮液对 NaNO3的影响 0048 大青叶煎煮液处理和蒸馏水对 NaNO3溶液的硝酸根浓度影响不同 （表 3） 。与对照 相比， 大青叶煎煮液处理能大幅度减少 NaNO3溶液的硝酸根浓度， 且差异极显著。说明大青 叶煎煮液处理能明显减少 NaNO3溶液的硝酸根浓度， 效果极显著。 004。
21、9 表 3 ： 大青叶煎煮液对 NaNO3的影响 0050 0051 注 ： 数据指平均值 标准误 ； 同一行中不同小写字母表示差异显著， P0.05。 0052 4、 讨论与结论 0053 本发明用大青叶、 甘草的煎煮液来中和人工模拟酸雨的酸度， 探讨不同中草药煎 煮液对人工模拟酸雨酸度的中和效果。结果表明， 大青叶煎煮液对人工模拟酸雨的酸度有 很好的中和作用， 其处理从第 0d 开始， pH 值 （6.5） 就明显高于 CK 的 pH 值 （5.2） ， 第 4d 时 的 pH 值为 7.1， 达到中性水平， 随后逐渐变成弱碱性， 第 8d 到第 40d， pH 值均维持在 7.8 左 右。
22、的弱碱性水平 ； 甘草煎煮液对人工模拟酸雨的中和作用比大青叶煎煮液的弱， 且需要较 长时间， 效果缓慢， 处理后 40d， pH 值才上升到中性状态。本发明结果表明大青叶煎煮液能 有效中和人工模拟酸雨的酸度， 并在短时间内使酸雨达到弱碱性状态， 是改良和治理酸性 土壤的有效措施之一。 0054 酸雨能够破坏生态环境， 尤其破坏大面积的森林和农作物， 造成直接和间接的经 济损失。由于酸雨是由 SO2和 NO2等气体排放产生而成 （邱明燕等， 2009） ， 会导致水土的 SO42-、 NO3-的含量升高， 硫酸盐和硝酸盐在土壤中大量累积 （Lei et al.， 1995） 。酸雨还会 使土壤酸。
23、化， 土壤中的钙、 镁等养分被酸溶解， 导致土壤一些阳离子和养分流失 （彭彩霞等， 2003 ； Wu etal.， 1998） 。 减少环境中由酸雨带来的SO42-、 NO3-的含量成为当务之急， 但目前对 此研究的报道还很少。 本研究首次使用大青叶煎煮液来试验， 结果发现， 大青叶煎煮液处理 既能明显中和作为强酸的 H2SO4溶液的 pH， 又能减少作为强酸的 H2SO4溶液的硫酸根浓度， 但效果不显著 ； 大青叶煎煮液处理能明显减少NaNO3溶液的硝酸根浓度， 效果极显著。 因此， 大青叶煎煮液可以尝试作为防治酸雨的材料， 应用于中和酸雨的酸度和减少环境中硫酸根 和硝酸根的含量。 说 明 书 CN 103026820 B 7 。