一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂及制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110078053.1	申请日：	20110330
公开号：	CN102220136A	公开日：	20111019
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	C09K17/40,C09K101/00	主分类号：	C09K17/40,C09K101/00
申请人：	中国科学院亚热带农业生态研究所
发明人：	朱奇宏,黄道友,曾伟刚,刘守龙,罗尊长,孙楠,周斌,朱昌宇,雷敏,饶中秀,曹晓玲
地址：	410125 湖南省长沙市远大二路1071号
优先权：	CN201110078053A
专利代理机构：	武汉宇晨专利事务所	代理人：	王敏锋
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内容摘要

本发明公开了一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂及制备方法。它由腐植酸矿粉、钙镁磷肥和生石灰按一定比例配制，其步骤是：A．腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿经球磨过110－140目筛备用；B．将步骤（Ａ）所制备的原料与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并将其混合物以H2O计的水分含量调至10%后再沤堆5－7天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂；操作简单，方法易行。它使全镉含量为10mg/kg（通过外源添加）红沙泥的土壤有效态镉含量在90天的培养时间内下降了0.36－2.25mg/kg，降幅达4.7－25.7%，且在45%WHC水分条件下的效果优于淹水条件下的效果，兼具钝化土壤重金属、培肥土壤等多种功能，在广大重金属污染地区具有巨大的推广应用价值。

权利要求书

1.一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下原料的质量分数制成：原　　料　　　　　　%腐植酸矿粉　　　83.0－97.0钙镁磷肥　　　　2.5－9.5生石灰　　　　　0.5－7.5所述的腐植酸矿粉，由其原矿经球磨过筛制得，是一种天然高分子有机聚合物，含有羧基、醌基和酚羟基等活性基团，对镉、铅、铜、锌、铬、镍重金属离子有吸附能力，其有机碳含量在25－40%之间；所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种强碱性物质，其成分为氧化钙，化学式为CaO。 2.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　　%腐植酸矿粉　　　87.0－93.0钙镁磷肥　　　　4.5－7.5生石灰　　　　　2.5－5.5。 3.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　90.0钙镁磷肥　　　　6.0生石灰　　　　　4.0。 4.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　97.0钙镁磷肥　　　　2.5生石灰　　　　　0.5。 5.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　95.0钙镁磷肥　　　　3.5生石灰　　　　　1.5。 6.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　92.0钙镁磷肥　　　　5.0生石灰　　　　　3.0。 7.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　88.0钙镁磷肥　　　　7.0生石灰　　　　　5.0。 8.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　85.0钙镁磷肥　　　　8.5生石灰　　　　　6.5。 9.根据权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原　　料　　　　　%腐植酸矿粉　　　83.0钙镁磷肥　　　　9.5生石灰　　　　　7.5。 10.权利要求1所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是：A．腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿经球磨过110－140目筛备用；所述的腐植酸原矿，以C计的有机碳含量为25－40%，以Cd计的重金属镉含量≤1mg/kg，以Pb计的重金属铅含量≤20mg/kg，以HO计的水分含量≤10%；B．将步骤（Ａ）所制备的原料与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并将其混合物以HO计的水分含量调至10%后再沤堆5－7天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂；所述的生石灰，其CaO含量为90－99%，以Cd、Pb计的重金属镉和铅的含量≤5mg/kg，水分含量以HO计≤1.5%。

说明书

技术领域

本发明属于农业环境保育与修复技术领域，更具体涉及的是一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，同时还涉及一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，适用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。

背景技术

随着工业的迅猛发展和农业投入强度的不断增加，大量重金属等污染物进入土壤环境，从而引发了土壤的重金属污染，并成为一个被广泛关注的世界性难题。土壤中的重金属可通过植物吸收进入食物链，进而对人体健康构成严重威胁。据报道，我国受镉、铅、汞、砷、镍等重金属污染的耕地面积已突破2000万hm2，约占全国耕地总面积的20％，已严重影响了现代农业发展和社会的稳定。镉等有害重金属元素对植物的有效性主要受土壤的酸碱度(pH)、氧化还原电位(Eh)、有机质含量和阳离子交换量(CEC)等因素的影响。大量研究表明，腐植酸能改变土壤中镉等有害重金属元素的存在形态，从而影响其对植物的有效性。但这种影响具有多重性，分子量较小的富里酸等会促进土壤中镉等重金属元素的解吸，增强其对植物的有效性；分子量较大的灰腐酸和棕腐酸等能有效钝化土壤中镉等重金属元素的活性，从而降低其对植物的有效性。然而，灰腐酸和棕腐酸的提取成本较高，大面积推广应用的难度甚大。腐植酸矿粉由其原矿直接经球磨制得，是一种结构复杂的天然高分子有机聚合物，含有大量的羧基、醌基和酚羟基等活性基团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性。腐植酸矿粉一旦施入到土壤中，即可与土壤中的水溶态、吸附态等植物有效性的重金属离子发生离子交换、氧化还原、吸附和络合等各种反应，使重金属离子被络合、螯合或吸附固定，从而降低其对植物的有效性，且制造与应用成本相对低廉，在重金属污染土壤治理方面具有较大的应用潜力。同时，钙镁磷肥也是目前最常用的一种磷素类物质的土壤重金属钝化剂。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由腐植酸矿粉、钙镁磷肥和生石灰三种原料按一定比例制成，使全镉含量为10mg/kg(通过外源添加)的红沙泥，在110％的饱和田间持水量(WHC)即淹水条件下的土壤有效态镉含量下降了0.36-1.43mg/kg、降幅达4.7-18.0％，45％的饱和田间持水量(WHC)条件下的土壤有效态镉含量降低了0.87-2.25mg/kg、降幅达9.9-25.7％，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强，在广大重金属污染地区具有巨大的推广应用价值。

本发明的另一个目的是在于提供了一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，操作简单，方法易行。

为了实现上述目标与任务，本发明采用了以下技术措施：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下三种原料的质量分数制成：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下三种原料的质量分数制成(优选范围)：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的最佳方案为：

所述的腐植酸矿粉，由其原矿直接经球磨过筛制得(达到110-140目要求)，是一种结构复杂的天然高分子有机聚合物，含有大量的羧基、醌基和酚羟基等活性基团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性等特性，施入到土壤中后通过与土壤中的水溶态、吸附态等植物有效性的重金属离子发生离子交换、氧化还原、吸附和络合等各种反应，使重金属离子被络合、螯合或吸附固定，从而降低土壤中重金属离子的植物有效性，其有机碳含量一般在25-40％之间，也是一种品质优良的有机矿物肥料，它在本发明中兼具钝化土壤重金属和快速培肥地力的双重功能。但由于腐植酸矿粉本身属弱酸性的物质(pH值＜6)，需通过碱性物质调节其酸碱度至中性(pH值在7左右)，以防止一次性储备施用引发的土壤酸化等问题。

所述的钙镁磷肥，是一种碱性较强的常用磷肥，也是目前最常用的一种磷素类物质的土壤重金属钝化剂，其碱分(以CaO计)、可溶性硅(以SiO2计)和有效镁(以MgO计)的含量分别为45％、20％与12％，它在本发明中兼具钝化土壤重金属、调节腐植酸矿粉的pH值和供应作物正常生产的磷素营养等多重功能。

所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧等工序生产出的一种强碱性物质，主要成分为氧化钙，其CaO的含量一般达90-99％，是最常用的一种碱性物质的土壤重金属钝化剂，它在本发明中的主要功能是调节腐植酸矿粉的pH值，并在较短的时间内迅速提高土壤的pH值，巩固和增强钝化土壤重金属的效果。

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是：

A.腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿，经球磨过110-140目筛，备用。所述的腐植酸原矿，其有机碳含量(以C计)为25-40％，重金属镉含量(以Cd计)≤1mg/kg，重金属铅含量(以Pb计)≤20mg/kg，水分含量(以H2O计)≤10％。

B.将步骤(A)所制备的原料，与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并通过喷雾方式将混合物的水分含量(以H2O计)调至10％后，再沤堆5-7天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂。所述的钙镁磷肥，其品质需符合GB 20412-2006优等品的标准；所述的生石灰，其CaO含量为90-99％，重金属镉和铅的含量(以Cd、Pb计)≤5mg/kg，水分含量(以H2O计)≤1.5％。

制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。

本发明与现有技术相比，具有以下优点与效果：

A.本发明的主要特征是合理配置了对镉、铅、铜、锌、铬、镍等重金属元素具有极强吸附能力的腐植酸矿粉和碱性较强的钙镁磷肥、生石灰三种物料，并充分发挥了各种物料的多重功能，使全镉含量为10mg/kg(通过外源添加)的红沙泥，在110％的饱和田间持水量(WHC)即淹水条件下的土壤有效态镉含量下降了0.36-1.43mg/kg、降幅达4.7-18.0％，45％的饱和田间持水量(WHC)条件下的土壤有效态镉含量降低了0.87-2.25mg/kg、降幅达9.9-25.7％，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强，在广大重金属污染地区具有巨大的推广应用价值。

B.本发明不仅具有原位钝化土壤重金属的功能，而且还能较大幅度地提高土壤的有机质含量和阳离子交换量，兼具培肥土壤等的功能，适用于各种成土母质发育的土壤，尤其是旱地土壤，是一种广谱型、多功能的环保产品。

C.本发明的原料来源广泛，制备方法简单、易行，使用方便，推广应用前景广阔。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但并非是对本发明的限制，凡依照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下三种原料的质量分数制成：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是：

A.腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿，经球磨过110目，或120目，或130目，或140目筛，备用。所述的腐植酸原矿，其有机碳含量(以C计)为25-40％，重金属镉含量(以Cd计)≤1mg/kg，重金属铅含量(以Pb计)≤20mg/kg，水分含量(以H2O计)≤10％。

B.将步骤(A)所制备的原料，与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并通过喷雾方式将混合物的水分含量(以H2O计)调至10％后，再沤堆5或6或7天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂。所述的钙镁磷肥，其品质需符合GB 20412-2006优等品的标准；所述的生石灰，其CaO含量为90-99％，重金属镉和铅的含量(以Cd、Pb计)≤5mg/kg，水分含量(以H2O计)≤1.5％。

制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。

实施例2-例15：

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下原料的质量分数制成：

实施例 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 腐植酸矿粉 97.0 96.0 95.0 94.0 93.0 92.0 91.0 89.0 88.0 87.0 86.0 85.0 84.0 83.0 钙镁磷肥 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 生石灰 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

其制备步骤与实施例1相同。制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。

一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的盆栽试验如下所述：

供试材料：供试土壤为0-20cm耕层的红沙泥，采自湖南桃源，其基本性质见附表1；供试腐植酸矿粉产自江西萍乡，其基本性质见附表2。

土壤预处理：自然风干，磨碎，过2mm尼龙筛，以1.00g/LCdCl2(以Cd计)的溶液形式添加外源Cd，添加量为10mgCd/kg土，稳定陈化2周后，再风干过2mm尼龙筛，备用。

处理设置：设置2个土壤水分含量(45％WHC和110％WHC)、3个复合钝化剂的施用水平(按实施例1的产品分别施用0、15和30g/kg土的复合钝化剂)，共6个处理，每个处理三次重复。所述的WHC，为饱和田间持水量的缩写。

培养实验：用18个750ml的塑料杯，装上述制备的风干土壤各600g，在25±1℃的室温和100％的空气湿度条件下培养90天。在试验开始后的第2、第5、第10、第20、第30、第60和第90天分别采集土壤样品，测定其土壤的有效态镉(CdDTPA)含量，并对第2天与第90天的镉形态进行对比分析。

样品测定：土壤中的有效态镉含量用DTPA浸提剂(pH＝7.3)提取-原子吸收分光光度计(GBC澳大利亚)方法测定，镉形态用Tessier连续提取法提取-原子吸收分光光度计(GBC澳大利亚)方法测定。

主要结果：研究结果表明(附表3)，在90天的培养期内，施用本发明产品，使110％WHC淹水条件下红沙泥的土壤有效态镉含量下降了0.36-1.43mg/kg、降幅达4.7-18.0％，45％WHC水分含量条件下的则分别为0.87-2.25mg/kg与9.9-25.7％，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强。

与对照相比(附表4)，在110％WHC淹水条件下，施用本发明产品显著降低了可交换态镉的含量(降幅为5.1-11.3％)，其效果随培养时间的延长和添加量的增大而增强；显著增加了碳酸盐结合态(增幅为3.1-105.2％)和铁锰氧化物结合态(增幅为11.3-29.3％)镉的含量，其效果均随腐植酸的添加量增大而增强，但随培养时间的延长，碳酸盐结合态镉的增幅逐渐减小，而铁锰氧化物结合态镉的增幅逐渐增大；有机结合态镉和残渣态镉的变化较小。在45％WHC的水分条件下(附表5)，施用本发明产品显著降低了可交换态镉的含量(降幅为3.7-17.7％)，其变化趋势与110％WHC的一致，但变化幅度更大；显著增加了碳酸盐结合态镉(增幅为8.4-145.3％)和铁锰氧化物结合态镉(增幅为18.4-65.2％)，其效果均随添加量增大而增强，但随培养时间的延长，铁锰氧化物结合态镉的增幅逐渐减小、而碳酸盐结合态镉的增幅逐渐增大，这与110％WHC的整体变化趋势正好相反；有机结合态镉和残渣态镉变化较小。

附表1供试土壤的基本性质

附表2供试腐植酸矿粉的基本性质

附表3不同水分条件下施用本发明产品的土壤有效态镉的含量

附表4Tessier镉分级(110％WHC)

附表5Tessier镉分级(45％WHC)

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1、(10)申请公布号 CN 102220136 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102220136 A *CN102220136A* (21)申请号 201110078053.1 (22)申请日 2011.03.30 C09K 17/40(2006.01) C09K 101/00(2006.01) (71)申请人中国科学院亚热带农业生态研究所地址 410125 湖南省长沙市远大二路 1071 号 (72)发明人朱奇宏黄道友曾伟刚刘守龙罗尊长孙楠周斌朱昌宇雷敏饶中秀曹晓玲 (74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所 42001 代理人王敏锋 (54) 。

2、发明名称一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂及制备方法 (57) 摘要本发明公开了一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂及制备方法。它由腐植酸矿粉、钙镁磷肥和生石灰按一定比例配制，其步骤是： A腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿经球磨过 110 140 目筛备用； B将步骤（）所制备的原料与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并将其混合物以 H2O 计的水分含量调至 10% 后再沤堆 5 7 天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂；操作简单，方法易行。它使全镉含量为10mg/kg （通过外源添加）红沙泥的土壤有效态镉含量在 90 天的培养时间。

3、内下降了 0.36 2.25mg/kg，降幅达 4.7 25.7%，且在 45%WHC 水分条件下的效果优于淹水条件下的效果，兼具钝化土壤重金属、培肥土壤等多种功能，在广大重金属污染地区具有巨大的推广应用价值。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 7 页 CN 102220145 A1/2 页 2 1. 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下原料的质量分数制成：原料% 腐植酸矿粉83.0 97.0 钙镁磷肥2.5 9.5 生石灰0.5 7.5 所述的腐植酸矿粉，由其原矿经球磨过筛制得，。

4、是一种天然高分子有机聚合物，含有羧基、醌基和酚羟基等活性基团，对镉、铅、铜、锌、铬、镍重金属离子有吸附能力，其有机碳含量在 25 40% 之间；所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧工序生产出的一种强碱性物质，其成分为氧化钙，化学式为 CaO。 2. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉87.0 93.0 钙镁磷肥4.5 7.5 生石灰2.5 5.5。 3. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉90.0 钙镁磷肥6。

5、.0 生石灰4.0。 4. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉97.0 钙镁磷肥2.5 生石灰0.5。 5. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉95.0 钙镁磷肥3.5 生石灰1.5。 6. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉92.0 钙镁磷肥5.0 生石灰3.0。 7. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉88.0 钙镁磷肥7.0 权。

6、利要求书 CN 102220136 A CN 102220145 A2/2 页 3 生石灰5.0。 8. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉85.0 钙镁磷肥8.5 生石灰6.5。 9. 根据权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，其特征在于：原料% 腐植酸矿粉83.0 钙镁磷肥9.5 生石灰7.5。 10. 权利要求 1 所述的一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是： A腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿经球磨过 110 140 目筛备用；所述的腐植酸原矿，以。

7、 C 计的有机碳含量为 25 40%，以 Cd 计的重金属镉含量 1mg/kg，以 Pb 计的重金属铅含量 20mg/kg，以 H2O 计的水分含量 10% ； B将步骤（）所制备的原料与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并将其混合物以 H2O 计的水分含量调至 10% 后再沤堆 5 7 天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂；所述的生石灰，其 CaO 含量为 90 99%，以 Cd、 Pb 计的重金属镉和铅的含量 5mg/kg，水分含量以 H2O 计 1.5%。权利要求书 CN 102220136 A CN 102220145 A1/7 页 4 一种含腐。

8、植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂及制备方法技术领域 0001 本发明属于农业环境保育与修复技术领域，更具体涉及的是一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，同时还涉及一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，适用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。背景技术 0002 随着工业的迅猛发展和农业投入强度的不断增加，大量重金属等污染物进入土壤环境，从而引发了土壤的重金属污染，并成为一个被广泛关注的世界性难题。土壤中的重金属可通过植物吸收进入食物链，进而对人体健康构成严重威胁。据报道，我国受镉、铅、汞、砷、镍等重金属污染的耕地面积已突破 2000 万。

9、hm2，约占全国耕地总面积的 20，已严重影响了现代农业发展和社会的稳定。镉等有害重金属元素对植物的有效性主要受土壤的酸碱度 (pH)、氧化还原电位 (Eh)、有机质含量和阳离子交换量 (CEC) 等因素的影响。大量研究表明，腐植酸能改变土壤中镉等有害重金属元素的存在形态，从而影响其对植物的有效性。但这种影响具有多重性，分子量较小的富里酸等会促进土壤中镉等重金属元素的解吸，增强其对植物的有效性；分子量较大的灰腐酸和棕腐酸等能有效钝化土壤中镉等重金属元素的活性，从而降低其对植物的有效性。然而，灰腐酸和棕腐酸的提取成本较高，大面积推广应用的难度甚大。腐植酸。

10、矿粉由其原矿直接经球磨制得，是一种结构复杂的天然高分子有机聚合物，含有大量的羧基、醌基和酚羟基等活性基团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性。腐植酸矿粉一旦施入到土壤中，即可与土壤中的水溶态、吸附态等植物有效性的重金属离子发生离子交换、氧化还原、吸附和络合等各种反应，使重金属离子被络合、螯合或吸附固定，从而降低其对植物的有效性，且制造与应用成本相对低廉，在重金属污染土壤治理方面具有较大的应用潜力。同时，钙镁磷肥也是目前最常用的一种磷素类物质的土壤重金属钝化剂。发明内容 0003 本发明的目的是在于提供了一种含腐植酸矿物的。

11、土壤重金属复合钝化剂，它由腐植酸矿粉、钙镁磷肥和生石灰三种原料按一定比例制成，使全镉含量为 10mg/kg( 通过外源添加)的红沙泥，在110的饱和田间持水量(WHC)即淹水条件下的土壤有效态镉含量下降了 0.36-1.43mg/kg、降幅达 4.7-18.0， 45的饱和田间持水量 (WHC) 条件下的土壤有效态镉含量降低了 0.87-2.25mg/kg、降幅达 9.9-25.7，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强，在广大重金属污染地区具有巨大的推广应用价值。 0004 本发明的另一个目的是在于提供了一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，操。

12、作简单，方法易行。 0005 为了实现上述目标与任务，本发明采用了以下技术措施： 0006 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下三种原料的质量分数制成：说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A2/7 页 5 0007 0008 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由以下三种原料的质量分数制成 ( 优选范围 ) ： 0009 0010 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的最佳方案为： 0011 0012 所述的腐植酸矿粉，由其原矿直接经球磨过筛制得 ( 达到 110-140 目要求 )，是一种结构复杂的天然高分子有机聚合。

13、物，含有大量的羧基、醌基和酚羟基等活性基团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性等特性，施入到土壤中后通过与土壤中的水溶态、吸附态等植物有效性的重金属离子发生离子交换、氧化还原、吸附和络合等各种反应，使重金属离子被络合、螯合或吸附固定，从而降低土壤中重金属离子的植物有效性，其有机碳含量一般在 25-40之间，也是一种品质优良的有机矿物肥料，它在本发明中兼具钝化土壤重金属和快速培肥地力的双重功能。但由于腐植酸矿粉本身属弱酸性的物质 (pH 值 6)，需通过碱性物质调节其酸碱度至中性 (pH 值在 7 左右 )，以防止一次。

14、性储备施用引发的土壤酸化等问题。 0013 所述的钙镁磷肥，是一种碱性较强的常用磷肥，也是目前最常用的一种磷素类物质的土壤重金属钝化剂，其碱分 ( 以 CaO 计 )、可溶性硅 ( 以 SiO2计 ) 和有效镁 ( 以 MgO 计)的含量分别为45、 20与12，它在本发明中兼具钝化土壤重金属、调节腐植酸矿粉的 pH 值和供应作物正常生产的磷素营养等多重功能。 0014 所述的生石灰，是由碳酸钙经酸解、加入碳酸氢钠反应和煅烧等工序生产出的一种强碱性物质，主要成分为氧化钙，其 CaO 的含量一般达 90-99，是最常用的一种碱性物质的土壤重金属钝化剂，它在本发明。

15、中的主要功能是调节腐植酸矿粉的 pH 值，并在较短的时间内迅速提高土壤的 pH 值，巩固和增强钝化土壤重金属的效果。 0015 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是： 0016 A. 腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿，经球磨过 110-140 目筛，备用。所述的腐植说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A3/7 页 6 酸原矿，其有机碳含量 ( 以 C 计 ) 为 25-40，重金属镉含量 ( 以 Cd 计 ) 1mg/kg，重金属铅含量 ( 以 Pb 计 ) 20mg/kg，水分含量 ( 以 H2O 计 ) 10。

16、。 0017 B. 将步骤 (A) 所制备的原料，与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并通过喷雾方式将混合物的水分含量 ( 以 H2O 计 ) 调至 10后，再沤堆 5-7 天，为一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂。所述的钙镁磷肥，其品质需符合GB 20412-2006优等品的标准；所述的生石灰，其 CaO 含量为 90-99，重金属镉和铅的含量 ( 以 Cd、 Pb 计 ) 5mg/kg，水分含量 ( 以 H2O 计 ) 1.5。 0018 制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。 0019 本发明与现有技术相比，具有以下优点与效果：。

17、 0020 A. 本发明的主要特征是合理配置了对镉、铅、铜、锌、铬、镍等重金属元素具有极强吸附能力的腐植酸矿粉和碱性较强的钙镁磷肥、生石灰三种物料，并充分发挥了各种物料的多重功能，使全镉含量为 10mg/kg( 通过外源添加 ) 的红沙泥，在 110的饱和田间持水量 (WHC) 即淹水条件下的土壤有效态镉含量下降了 0.36-1.43mg/kg、降幅达 4.7-18.0， 45的饱和田间持水量 (WHC) 条件下的土壤有效态镉含量降低了 0.87-2.25mg/kg、降幅达 9.9-25.7，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强，在广大重金属污染地区具。

18、有巨大的推广应用价值。 0021 B. 本发明不仅具有原位钝化土壤重金属的功能，而且还能较大幅度地提高土壤的有机质含量和阳离子交换量，兼具培肥土壤等的功能，适用于各种成土母质发育的土壤，尤其是旱地土壤，是一种广谱型、多功能的环保产品。 0022 C. 本发明的原料来源广泛，制备方法简单、易行，使用方便，推广应用前景广阔。具体实施方式 0023 以下结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但并非是对本发明的限制，凡依照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替换，均属于本发明的保护范围。 0024 实施例 1 ： 0025 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它。

19、由以下三种原料的质量分数制成： 0026 0027 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的制备方法，其步骤是： 0028 A.腐植酸矿粉制备：选用腐植酸原矿，经球磨过110目，或120目，或130目，或140 目筛，备用。所述的腐植酸原矿，其有机碳含量 ( 以 C 计 ) 为 25-40，重金属镉含量 ( 以 Cd 计 ) 1mg/kg，重金属铅含量 ( 以 Pb 计 ) 20mg/kg，水分含量 ( 以 H2O 计 ) 10。 0029 B. 将步骤 (A) 所制备的原料，与钙镁磷肥、生石灰混合均匀，并通过喷雾方式将混合物的水分含量 ( 以 H2O 计。

20、 ) 调至 10后，再沤堆 5 或 6 或 7 天，为一种含腐植酸矿物的土说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A4/7 页 7 壤重金属复合钝化剂。所述的钙镁磷肥，其品质需符合GB 20412-2006优等品的标准；所述的生石灰，其 CaO 含量为 90-99，重金属镉和铅的含量 ( 以 Cd、 Pb 计 ) 5mg/kg，水分含量 ( 以 H2O 计 ) 1.5。 0030 制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。 0031 实施例 2- 例 15 ： 0032 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂，它由。

21、以下原料的质量分数制成： 0033 说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A5/7 页 8 实施例 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 腐植酸矿粉 97.0 96.0 95.0 94.0 93.0 92.0 91.0 89.0 88.0 87.0 86.0 85.0 84.0 83.0 钙镁磷肥 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 生石灰 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 003。

22、4 其制备步骤与实施例 1 相同。制成后的产品，可广泛用于各种被重金属污染的土壤，尤其是旱地土壤。 0035 一种含腐植酸矿物的土壤重金属复合钝化剂的盆栽试验如下所述： 0036 供试材料：供试土壤为 0-20cm 耕层的红沙泥，采自湖南桃源，其基本性质见附表说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A6/7 页 9 1 ；供试腐植酸矿粉产自江西萍乡，其基本性质见附表 2。 0037 土壤预处理：自然风干，磨碎，过 2mm 尼龙筛，以 1.00g/LCdCl2( 以 Cd 计 ) 的溶液形式添加外源 Cd，添加量为 10mgCd/k。

23、g土，稳定陈化 2 周后，再风干过 2mm 尼龙筛，备用。 0038 处理设置：设置 2 个土壤水分含量 (45 WHC 和 110 WHC)、 3 个复合钝化剂的施用水平 ( 按实施例 1 的产品分别施用 0、 15 和 30g/kg土的复合钝化剂 )，共 6 个处理，每个处理三次重复。所述的 WHC，为饱和田间持水量的缩写。 0039 培养实验：用18个750ml的塑料杯，装上述制备的风干土壤各600g，在251的室温和 100的空气湿度条件下培养 90 天。在试验开始后的第 2、第 5、第 10、第 20、第 30、第 60 和第 90 天分别采集。

24、土壤样品，测定其土壤的有效态镉 (CdDTPA) 含量，并对第 2 天与第 90 天的镉形态进行对比分析。 0040 样品测定：土壤中的有效态镉含量用 DTPA 浸提剂 (pH 7.3) 提取 - 原子吸收分光光度计 (GBC 澳大利亚 ) 方法测定，镉形态用 Tessier 连续提取法提取 - 原子吸收分光光度计 (GBC 澳大利亚 ) 方法测定。 0041 主要结果：研究结果表明 ( 附表 3)，在 90 天的培养期内，施用本发明产品，使 110 WHC 淹水条件下红沙泥的土壤有效态镉含量下降了 0.36-1.43mg/kg、降幅达 4.7-18.0， 45 WH。

25、C 水分含量条件下的则分别为 0.87-2.25mg/kg 与 9.9-25.7，且效果随着施用本发明产品数量的加大而显著增强。 0042 与对照相比 ( 附表 4)，在 110 WHC 淹水条件下，施用本发明产品显著降低了可交换态镉的含量 ( 降幅为 5.1-11.3 )，其效果随培养时间的延长和添加量的增大而增强；显著增加了碳酸盐结合态 ( 增幅为 3.1-105.2 ) 和铁锰氧化物结合态 ( 增幅为 11.3-29.3 ) 镉的含量，其效果均随腐植酸的添加量增大而增强，但随培养时间的延长，碳酸盐结合态镉的增幅逐渐减小，而铁锰氧化物结合态镉的增幅逐渐增大；有。

26、机结合态镉和残渣态镉的变化较小。在 45 WHC 的水分条件下 ( 附表 5)，施用本发明产品显著降低了可交换态镉的含量 ( 降幅为 3.7-17.7 )，其变化趋势与 110 WHC 的一致，但变化幅度更大；显著增加了碳酸盐结合态镉 ( 增幅为 8.4-145.3 ) 和铁锰氧化物结合态镉 ( 增幅为 18.4-65.2 )，其效果均随添加量增大而增强，但随培养时间的延长，铁锰氧化物结合态镉的增幅逐渐减小、而碳酸盐结合态镉的增幅逐渐增大，这与 110 WHC 的整体变化趋势正好相反；有机结合态镉和残渣态镉变化较小。 0043 附表 1 供试土壤的基本性质 0044 0045 附表 2 供试腐植酸矿粉的基本性质 0046 说明书 CN 102220136 A CN 102220145 A7/7 页 10 0047 附表 3 不同水分条件下施用本发明产品的土壤有效态镉的含量 0048 0049 附表 4Tessier 镉分级 (110 WHC) 0050 0051 附表 5Tessier 镉分级 (45 WHC) 0052 说明书 CN 102220136 A 。

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