一種改良農(nóng)田鎘污染的制劑及其使用方法

一、基本信息

1. 專(zhuān)利號(hào)：ZL201510350267.8。

2. 發(fā)明人：于志民、呂品、張繼舟、王立民、郭文棟、熊燕、曹宏杰、周琳。

3. 專(zhuān)利權(quán)人：黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所。

4. 授權(quán)時(shí)間：2018 年3 月2 日。

5.技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及利用腐植酸進(jìn)行重金屬吸附的一種改良農(nóng)田鎘污染的制劑及其使用方法。

二、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制作方法簡(jiǎn)單、成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染的改良農(nóng)田鎘污染的制劑。本發(fā)明的目的還包括提供一種操作過(guò)程簡(jiǎn)單、金屬鎘固定效果好的改良農(nóng)田鎘污染制劑的使用方法。

（一）原料質(zhì)量比例

腐植酸鹽11 ～22 份、鈣鎂磷肥5 ～10 份、硫酸鋅0.5 ～1 份、石灰石5.5 ～11 份和農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物5.5 ～11 份。

（二）制作過(guò)程

1. 將氫氧化鈉或氫氧化鉀配制為質(zhì)量百分含量為1%的水溶液。

2. 將腐植酸含量為350 ～500 g/kg 的風(fēng)化煤與氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液按照1.2 g ∶10 mL混合攪拌后，在90 ～110 ℃的溫度水浴煮沸28 ～35 min，得到腐植酸一價(jià)鹽溶液。

3. 將質(zhì)量百分含量為98%的硫酸以水稀釋至質(zhì)量百分含量為18%的硫酸稀釋液，將腐植酸一價(jià)鹽溶液與硫酸稀溶液按體積比10 ∶1 混合，攪拌均勻，靜置28 ～35 分鐘。

4. 將酸化腐植酸一價(jià)鹽溶液置于離心機(jī)上，2500 r/min 離心20 分鐘，棄去上清液，過(guò)濾得到黑色固體，將黑色固體反復(fù)水洗至水洗液pH 為中性時(shí)，收集黑色固體為腐植酸鹽。

5. 將腐植酸鹽烘干，粉碎至0.5 ～1.0 mm。

6. 將原料鈣鎂磷肥與硫酸鋅粉碎至1.0 mm，按質(zhì)量比10 ∶1 混合均勻，將原料石灰石粉碎至0.15 ～0.25 mm，將農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物風(fēng)干粉碎至1 ～5 mm。

7. 將粉碎后的腐植酸鹽、鈣鎂磷肥與硫酸鋅混合物、石灰石和農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物按質(zhì)量比進(jìn)行混合，得到改良農(nóng)田鎘污染的制劑。

（三）原料質(zhì)量要求

1. 農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物質(zhì)為菌渣、沼渣、禽畜糞便和秸稈中的一種或幾種，菌渣為以木屑為基質(zhì)栽培食用菌后的廢棄菌渣，其有機(jī)質(zhì)含量不小于450 g/kg；沼渣為農(nóng)業(yè)沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)含量不小于400 g/kg 的廢棄沼渣；禽畜糞便為堆漚的并且有機(jī)質(zhì)含量不小于500 g/kg；秸稈的纖維素含量320 ～400 g/kg。

2. 腐植酸鹽中腐植酸含量為400 ～600 g/kg。

3. 鈣鎂磷肥中有效磷P2O5含量≥120 g/kg，硫酸鋅中鋅Zn 含量≥210 g/kg。

4. 石灰石中碳酸鈣CaCO3含量≥600 g/kg。

5. 每1 kg 改良農(nóng)田鎘污染制劑里含有腐植酸鹽160 ～240 g，有效磷P2O5≥21 g/kg，鋅Zn≥3.8 g/kg，碳酸鈣CaCO3≥120 g/kg，有機(jī)質(zhì)≥ 90 g/kg。

6. 制作過(guò)程步驟7 中粉碎后的腐植酸鹽、鈣鎂磷肥與硫酸鋅混合物、石灰石和農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物的質(zhì)量比為2 ∶1 ∶1 ∶1。

（四）使用方法

將制得的改良農(nóng)田鎘污染的制劑在作物種植前10～15天溝施于整地后的農(nóng)田，施用量750千克/畝。

（五）有益效果

本發(fā)明腐植酸鹽是從風(fēng)化煤中提取的，本發(fā)明給出了從風(fēng)化煤中快速有效提取腐植酸鹽的方法，在90 ～110 ℃的溫度水浴煮沸28 ～35 min，得到腐植酸一價(jià)鹽溶液，本發(fā)明中限定溫度和水浴的時(shí)間關(guān)系，能夠有效提高腐植酸鹽中腐植酸的含量。

本發(fā)明一種改良農(nóng)田鎘污染的制劑的原料包括腐植酸鹽、鈣鎂磷肥、硫酸鋅、石灰石和農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物，其中腐植酸鹽直接從風(fēng)化煤中提取，制作過(guò)程簡(jiǎn)單，方便實(shí)施，農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物為菌渣、沼渣、禽畜糞便和秸稈中的一種或幾種，可見(jiàn)本發(fā)明的制劑制作成本低，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。同時(shí)本發(fā)明原料還有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的功能，具有肥料的作用。

本發(fā)明一種改良農(nóng)田鎘污染的制劑的使用方法，操作簡(jiǎn)單，對(duì)金屬鎘固定效果好。

三、背景技術(shù)

鎘是當(dāng)今重金屬污染中面積最大的劇毒元素之一，被稱(chēng)為“五毒之首”，是一種危險(xiǎn)的環(huán)境污染物，不僅會(huì)導(dǎo)致作物的減產(chǎn)和品質(zhì)下降，而且對(duì)動(dòng)物和人有很強(qiáng)的毒害作用。動(dòng)物試驗(yàn)表明，鎘能抑制生長(zhǎng)，引起高血壓等疾病，以及對(duì)酶系統(tǒng)、生育力和某些必須元素的不良影響。鎘中毒的典型病癥是腎功能受破壞，腎小管對(duì)低分子蛋白再吸收功能發(fā)生障礙，糖、蛋白質(zhì)代謝混亂，引發(fā)尿蛋白癥，糖尿病。

目前我國(guó)農(nóng)田遭受鎘污染面積有1.33萬(wàn)公頃，因此改良農(nóng)田需要引起我們的高度重視，經(jīng)檢索得到公布號(hào)為CN104070056A 的發(fā)明專(zhuān)利《一種提高鎘污染土壤修復(fù)效果的治理方法》，該專(zhuān)利雖然能減少土壤鎘含量，但是用時(shí)需要一年。公布號(hào)為CN104001715A 的發(fā)明專(zhuān)利《一種原位固化-移除土壤重金屬的方法》，該專(zhuān)利采用秸稈繩進(jìn)行重金屬吸附，操作過(guò)程復(fù)雜，不利于大面積土地實(shí)施。還有一些化學(xué)制劑制作的土壤金屬鎘污染修復(fù)劑，雖然能夠降低土壤中金屬鎘的含量，但是它們同時(shí)對(duì)土壤產(chǎn)生了其他化學(xué)污染，對(duì)土壤造成二次污染。

發(fā)明人簡(jiǎn)介：于志民，男，1974 年生，黑龍江省五常市人，中共黨員，博士，黑龍江省科學(xué)院自然與生態(tài)研究所副研究員，黑龍江省重點(diǎn)學(xué)科-植物學(xué)科領(lǐng)銜人才梯隊(duì)成員。主要從事植物營(yíng)養(yǎng)和土壤環(huán)境安全研究工作。電話(huà)：0451-86053935，13303612399；郵箱：Yuzhimin111@163.com。