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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710343469.9 (22)申请日 2017.05.16 (71)申请人 泰普环境科技股份有限公司 地址 261061 山东省潍坊市高新区健康东 街6888号燕园科技园 (72)发明人 陆宽 (74)专利代理机构 潍坊正信致远知识产权代理 有限公司 37255 代理人 王伟霞 (51)Int.Cl. C09K 17/40(2006.01) B09C 1/08(2006.01) C09K 101/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于水稻田镉污染修复的重金属钝。
2、化 剂及其制备方法和施用方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于水稻田镉污染修复 的重金属钝化剂及其制备方法和施用方法， 包括 以下重量份数的原料组份： 可溶性腐植酸4060 份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15 份、 石灰010份、 磷酸二氢钾015份和水30 35份。 制备方法包括以下步骤： 将褐煤粉碎后， 加 入质量浓度为2030的过氧化氢水溶液， 褐煤 与过氧化氢水溶液的质量配比为1:11.5， 搅拌 均匀后在温度为3238进行活化反应310 天， 期间保持密封以及搅拌均匀， 得到可溶性腐 殖酸。 然后将原料按照上述组份含量混合均匀后 得到所述农田重金属钝化剂。 本发明不。
3、仅通过络 合除去重金属离子， 而且还可以增加肥效， 提高 土壤营养成分。 权利要求书1页 说明书5页 CN 107033920 A 2017.08.11 CN 107033920 A 1.一种用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于包括以下重量份数的原料 组份： 可溶性腐殖酸4060份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15份、 石灰010 份、 磷酸二氢钾015份和水3035份。 2.如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于包括以下 重量份数的原料组份： 可溶性腐殖酸4060份、 纳米铁粉12份、 营养剂12份、 促根剂1 2份、 石灰510份、 磷。
4、酸二氢钾515份和水3035份。 3.如权利要求1或2所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于： 所述 可溶性腐殖酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合物； 所述高分子聚合物中羟基和酚羟基占 官能团总量的1520。 4.如权利要求3所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于： 所述可溶 性腐殖酸是从褐煤中经过活化后得到的具有长分子链的含有羟基和酚羟基的高分子聚合 物。 5.如权利要求4所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于所述可溶 性腐殖酸的活化工艺包括： 将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为2030的过氧化氢水溶液， 褐 煤与过氧化氢水溶液的质量配比为1:11.。
5、5， 搅拌均匀后在温度为3238进行活化反应 310天， 期间保持密封以及搅拌均匀， 得到所述可溶性腐殖酸。 6.如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于： 所述营养 剂为氮肥。 7.如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于： 所述促根 剂为萘乙酸钠、 吲哚乙酸中的至少一种。 8.如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特征在于： 所述纳米 铁粉的粒径为50100nm。 9.一种如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂的制备方法， 其特 征在于包括以下步骤： (1)将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为2030的过氧化氢。
6、水溶液， 褐煤与过氧化氢水溶 液的质量配比为1:11.5， 搅拌均匀后在温度为3238进行活化反应310天， 期间保持 密封以及搅拌均匀， 得到可溶性腐殖酸； (2)取所述可溶性腐殖酸4060份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15份、 石 灰010份、 磷酸二氢钾015份和水3035份， 混合均匀后得到所述用于水稻田镉污染修 复的重金属钝化剂。 10.如权利要求1所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂的施用方法， 其特征在 于： 将所述用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂稀释1015倍均匀的喷洒到土壤中去， 然后深翻一次土壤使所述用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂与土壤充分混合； 。
7、然后3 5天内浇一次水。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107033920 A 2 一种用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂及其制备方法和 施用方法 技术领域 0001 本发明涉及土壤改良剂技术领域， 具体涉及一种用于水稻田镉污染修复的重金属 钝化剂。 背景技术 0002 农田重金属的含量状况由于直接关系到农产品质量安全、 人类和动物健康等， 因 此， 其作为耕地质量的一个重要评价指标越来越受到广泛关注。 20世纪90年代以来， 随着工 业化和城市化的快速发展， 污染物大量排放和不当处置、 部分不合格化学品农药等导致我 国农田重金属累积和超标等环境问题日益凸显， 已经引起了社会各界的高度关注。
8、， 有学者 估计我国目前有约20的土壤受重金属污染。 0003 重金属污染物不能被化学或生物降解、 易通过食物链途径在植物， 动物和人体内 积累、 毒性大， 对生态环境、 食品安全和人体健康构成严重威胁。 因此， 农田土壤重金属污染 己成为当前日益严重的环境问题， 其污染来源和修复技术也一直是国内外研究的热点和难 点。 因此了解农田重金属污染来源对重金属污染修复有着重要的指导意义。 目前， 重金属污 染土壤的修复技术研究取得了长足发展， 主要包括物理、 化学、 生物、 农业生态和联合修复 技术。 0004 现有的重金属污染修复技术各有利弊， 存在着制备工艺复杂， 成本高， 对土壤具有 破坏性等。
9、问题， 且改良受各种环境因素的限制。 针对现有技术对土壤物理性状和种植模式 的影响， 有必要提出一种简单有效的农田重金属污染修复技术。 发明内容 0005 本发明所要解决的第一个技术问题是： 针对现有技术存在的不足， 提供一种用于 水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 以解决上述成本高、 制备工艺复杂以及受各种环境因 素限制等问题。 0006 本发明所要解决的第二个技术问题是： 针对现有技术存在的不足， 提供一种用于 水稻田镉污染修复的重金属钝化剂的制备方法， 以解决现有改良剂成本高、 制备工艺复杂 以及受各种环境因素限制等问题。 0007 本发明所要解决的第三个技术问题是： 提供一种用于水稻田镉。
10、污染修复的重金属 钝化剂的施用方法。 0008 为解决上述第一个技术问题， 本发明的技术方案是： 0009 一种用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 包括以下重量份数的原料组份： 可 溶性腐植酸4060份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15份、 石灰010份、 磷酸 二氢钾015份和水3035份。 0010 作为一种优选的技术方案， 所述的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 其特 征在于包括以下重量份数的原料组份： 可溶性腐植酸4060份、 纳米铁粉12份、 营养剂1 说明书 1/5 页 3 CN 107033920 A 3 2份、 促根剂12份、 石灰510份、 磷酸二氢钾51。
11、5份和水3035份。 0011 作为一种改进的技术方案， 所述可溶性腐植酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合 物； 所述高分子聚合物中羟基和酚羟基占官能团总量的1520。 0012 作为一种改进的技术方案， 所述可溶性腐植酸是从褐煤中经过活化后得到的具有 长分子链的含有羟基和酚羟基的高分子聚合物。 0013 作为进一步改进的技术方案， 所述可溶性腐植酸的活化工艺包括： 将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为2030的过氧化氢水溶液， 褐煤与过氧化氢水溶液的质量配比为1:1 1.5， 搅拌均匀后在温度为3238进行活化反应310天， 期间保持密封以及搅拌均匀， 得 到所述可溶性腐植酸。 0014 作为一种优。
12、选的技术方案， 所述营养剂为氮肥。 氮肥作为一种营养剂， 可以提供氮 源。 0015 作为一种进一步优选的技术方案， 所述氮肥为尿素。 0016 作为一种优选的技术方案， 所述促根剂为萘乙酸钠、 吲哚乙酸中的至少一种。 萘乙 酸钠和吲哚乙酸， 作为促根剂和营养剂， 调节土壤营养成分。 0017 作为一种优选的技术方案， 所述纳米铁粉的粒径为50100nm。 0018 为解决上述第二个技术问题， 本发明的技术方案是： 0019 一种用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂的制备方法， 包括以下步骤： 0020 (1)将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为2030的过氧化氢水溶液， 褐煤与过氧化氢 水溶液的质量。
13、配比为1:11.5， 搅拌均匀后在温度为3238进行活化反应310天， 期间 保持密封以及搅拌均匀， 得到可溶性腐植酸。 0021 (2)取所述可溶性腐植酸4060份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15 份、 石灰010份、 磷酸二氢钾015份和水3035份， 混合均匀后得到所述用于水稻田镉污 染修复的重金属钝化剂。 0022 为解决上述第三个技术问题， 本发明的技术方案是： 0023 用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂的施用方法： 将所述用于水稻田镉污染修 复的重金属钝化剂稀释1015倍均匀的喷洒到土壤中去， 然后深翻一次土壤使所述用于水 稻田镉污染修复的重金属钝化剂与土壤充分混。
14、合； 然后35天内浇一次水。 0024 由于采用了上述技术方案， 本发明的有益效果是： 0025 本发明的用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 包括以下重量份数的原料组 份： 可溶性腐植酸4060份、 纳米铁粉15份、 营养剂15份、 促根剂15份、 石灰010份、 磷酸二氢钾015份和水3035份， 其中各组分互相配合， 不仅通过络合除去重金属离子， 而且还可以增加肥效， 提高土壤肥力。 其中可溶性腐植酸为含有羟基和酚羟基的含量达到 1520的高分子聚合物， 由于增加了活性官能团数量， 更利于活性官能团与重金属离子 结合， 生成有机-重金属络合物沉淀， 将土壤重金属活性高的可交换态转变成活性。
15、低的有机 物结合态或残渣态， 达到降低重金属的生物毒性的目的。 并能够创造新鲜的土壤有机质， 提 高阳离子交换量CEC， 降低电导率(EC)， 并使土壤有较好的持水能力， 土壤孔隙度增加， 从而 改善土壤结构。 0026 本发明的腐植酸经过过氧化氢活化后， 可使得从褐煤中提取的有机高分子聚合物 中的羟基和酚羟基官能团显著增加， 更利于活性官能团与重金属离子结合， 生成有机-重金 说明书 2/5 页 4 CN 107033920 A 4 属络合物沉淀， 对于重金属污染的土地具有很好的钝化效果， 对重金属镉的钝化效果尤为 突出。 具体实施方式 0027 下面结合具体的实施例， 进一步阐述本发明。 。
16、应理解， 这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。 此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后， 本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改， 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。 0028 实施例1 0029 用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 含有以下重量份数的原料组份： 可溶性 腐植酸40份， 纳米铁粉2份， 营养剂2份， 促根剂1份， 水30份， 石灰10份， 磷酸二氢钾15份。 0030 实施例2 0031 用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 含有以下重量份数的原料组份： 可溶性 腐植酸50份， 纳米铁粉3份， 氮肥3份， 萘乙酸钠和吲哚乙酸的。
17、混合物1份， 水30份， 石灰5份， 磷酸二氢钾10份。 0032 实施例3 0033 用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 含有以下重量份数的原料组份： 可溶性 腐植酸50份， 所述可溶性腐植酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合物； 所述高分子聚合物 中羟基和酚羟基占官能团总量的18； 纳米铁粉3份， 尿素2份， 萘乙酸钠2份， 水35份， 磷酸 二氢钾10份。 0034 实施例4 0035 用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂， 含有以下重量份数的原料组份： 可溶性 腐植酸60份， 所述可溶性腐植酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合物； 所述高分子聚合物 中羟基和酚羟基占官能团总量的16； 纳米铁粉。
18、3份， 尿素4份， 吲哚乙酸1.5份， 水35份。 0036 实施例5 0037 (1)将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为21.43的过氧化氢水溶液， 褐煤与过氧化氢 水溶液的质量配比为1:1， 搅拌均匀后在温度为38进行活化反应4天， 期间保持密封以及 搅拌均匀， 得到可溶性腐植酸， 可溶性腐植酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合物； 所述高 分子聚合物中羟基和酚羟基占官能团总量的17.5。 0038 (2)取所述可溶性腐植酸50份、 纳米铁粉2.5份、 氮肥1.5份、 萘乙酸钠和吲哚乙酸 的混合物1.5份、 石灰2份、 磷酸二氢钾5份和水32份， 混合均匀后得到所述用于水稻田镉污 染修复的重金属钝。
19、化剂。 0039 实施例6 0040 (1)将褐煤粉碎后， 加入质量浓度为25的过氧化氢水溶液， 褐煤与过氧化氢水溶 液的质量配比为1:1.2， 搅拌均匀后在温度为35进行活化反应5天， 期间保持密封以及搅 拌均匀， 得到可溶性腐植酸， 可溶性腐植酸是含有羟基和酚羟基的高分子聚合物； 所述高分 子聚合物中羟基和酚羟基占官能团总量的18.5。 0041 (2)取所述可溶性腐植酸45份、 纳米铁粉1份、 尿素1份、 吲哚乙酸1份、 石灰4份、 磷 酸二氢钾6份和水30份， 混合均匀后得到所述用于水稻田镉污染修复的重金属钝化剂。 说明书 3/5 页 5 CN 107033920 A 5 0042 试。
20、验例1 0043 选取湖南湘江市某化工厂附近的污染地块， 试验面积300平米， 土壤性状pH值为 6.6， 土壤中镉浓度1.50mg/kg。 将实施例3的重金属钝化剂稀释12倍均匀的喷洒到试验地块 中的土壤， 然后使用旋耕机深翻一次土壤， 使所述重金属钝化剂与土壤充分混合； 然后3天 内浇一次水， 然后种植水稻。 0044 试验例2 0045 选取湖南湘江市某化工厂附近的污染地块， 试验面积600平米， 土壤性状pH值为 6.4， 土壤中镉浓度1.50mg/kg。 将实施例4的重金属钝化剂稀释11.50倍均匀的喷洒到试验 地块中的土壤， 然后使用旋耕机深翻一次土壤， 使所述重金属钝化剂与土壤充。
21、分混合； 然后 3天内浇一次水， 然后种植水稻。 0046 对比试验例1 0047 选取湖南湘江市某化工厂附近的污染地块， 试验面积600平米， 土壤性状pH值为 6.6， 土壤中镉浓度1.50mg/kg。 不进行修复种植水稻。 0048 对比试验例2 0049 选取湖南湘江市某化工厂附近的污染地块， 试验面积300平米， 土壤性状pH值为 6.6， 土壤中镉浓度1.50mg/kg。 使用普通的市面上出售的重金属钝化剂(农田土壤重金属污 染钝化剂-新土地)稀释12倍均匀的喷洒到试验地块中的土壤， 然后使用旋耕机深翻一次土 壤， 使所述重金属钝化剂与土壤充分混合； 然后3天内浇一次水， 然后种植。
22、水稻。 0050 将试验例1-2、 对比试验例1-2的地块在30天后测量的土壤性质变化情况， 以及作 物生长情况见表1。 0051 表1 0052 项目固化率()重金属镉有效态含量(mg/kg) 实验例142.130.8681 实验例246.710.7994 对比实验例11.671.4750 对比实验例226.091.1087 0053 将试验例1-2、 对比试验例1-2的地块在90天后测量的土壤性质变化情况， 以及作 物生长情况见表2。 0054 表2 0055 项目固化率()重金属镉有效态含量(mg/kg) 实验例183.570.2465 实验例289.460.1581 对比实验例12.4。
23、41.4589 对比实验例243.260.8511 0056 由表1和表2可以看出， 施用本发明的重金属钝化剂之后， 试验地块的土壤中重金 属一个月便都明显得到固化， 3个月后固化率接近90， 接近正常土壤性状， 比施用正常市 售重金属钝化剂修复效果明显。 说明书 4/5 页 6 CN 107033920 A 6 0057 在试验例1中， 将试验后30天的土壤与试验前的土壤分别取土样检测各土样的理 化性状， 结果如表3。 0058 表3 0059 土样项目有机质(g/kg)pH容重(g/cm3)孔隙度() 处理前20.125.61.3852.7 处理后20.345.81.3553.8 0060 由表3的数据可以看出， 施用本发明的重金属钝化剂之后， 在水稻收割后对土壤进 行了检测， 试验地块的土壤物理性状得到一定的改善， 土壤容重降低、 土壤有机质含量升 高， pH值略有升高， 土壤孔隙度升高。 由此可见， 本发明的重金属钝化剂不仅能降低土壤中 镉的有效态含量， 而且能够调节土壤的理化性质， 改善土壤。 说明书 5/5 页 7 CN 107033920 A 7 。