CN104560047B - 土壤重金属钝化剂及其用途 - Google Patents

土壤重金属钝化剂及其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN104560047B
CN104560047B CN201410723417.0A CN201410723417A CN104560047B CN 104560047 B CN104560047 B CN 104560047B CN 201410723417 A CN201410723417 A CN 201410723417A CN 104560047 B CN104560047 B CN 104560047B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heavy metal
soil
parts
mercury
metal passivant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410723417.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104560047A (zh
Inventor
何其明
詹绍军
杨锡良
廖立群
谢鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu new Chaoyang Crop Science Co., Ltd
Original Assignee
Chengdu NewSun Crop Science Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu NewSun Crop Science Co Ltd filed Critical Chengdu NewSun Crop Science Co Ltd
Priority to CN201410723417.0A priority Critical patent/CN104560047B/zh
Publication of CN104560047A publication Critical patent/CN104560047A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104560047B publication Critical patent/CN104560047B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00—Agricultural use

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及土壤重金属钝化剂及其用途，属于土壤改良剂技术领域。本发明解决的技术问题是提供土壤重金属钝化剂。本发明土壤重金属钝化剂，由以下重量份的组分组成，腐殖酸20～35份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份。本发明土壤重金属钝化剂能够有效降低土壤中重金属汞有效性，减少作物对汞的吸收、富集；不会破坏土壤的物理性质和肥力水平，有一定的增产作用，且制备方法简单，成本低廉。此外，本发明土壤重金属钝化剂对于其他重金属也有一定的修复效果，有助于减少其他重金属在植物体内的富集。

Description

土壤重金属钝化剂及其用途
技术领域
本发明涉及土壤重金属钝化剂及其用途，属于土壤改良剂技术领域。
背景技术
环境重金属污染是当今国内外面临的重大环境问题。重金属中尤以汞、镉、铅、砷、铬对人类健康危害最大，常被称为“五毒元素”。重金属通过不同途径进入土壤环境，土壤中的重金属经过复杂的物理、化学反应，大部分以各种形态滞留在土壤中，同时重金属在作物可食部分积累并进入食物链循环，从而对人体健康构成威胁。此外，由于绝大多数重金属在土壤环境中不经历微生物或化学降解过程，因此，进入土壤的重金属可不断累积并最终产生污染危害，同时受污染的土壤还可通过渗漏、径流、扬尘等途径成为水体和大气重金属污染源。
目前，对于土壤重金属污染的治理途径主要有两种：(1)通过适当方法改变重金属在土壤中的存在形态，降低其在土壤中的迁移性和生物可利用性；(2)从土壤中移除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。围绕这两种治理途径，已相应地提出许多物理、化学和生物的治理方法。其中，通过施用适当的钝化剂以降低重金属在土壤中的生物有效性，从而减少植物对重金属的吸收和积累，这种治理方法由于成本低、效果显著，且易于实施而得到广泛应用。
钝化剂包括有机钝化剂和无机钝化剂。施用无机钝化剂能大幅度降低土壤中有效态重金属的含量,进而有效抑制植物体内含量,但大量施用无机钝化剂会对土壤的物理性质产生一定的影响，整体肥力水平也会下降，造成作物的减产。有机钝化剂兼具钝化重金属及改善土壤理化性质两种功能，但是却存在易分解，钝化作用不持久的缺点。
因此，亟需寻找一种兼具无机和有机钝化剂优点的复合重金属钝化剂。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供土壤重金属钝化剂。
本发明土壤重金属钝化剂，由以下重量份的组分组成，腐殖酸20～35份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份。
进一步的，优选由以下重量份的组分组成：腐殖酸25～32份，巯基化合物38～48份，磷酸钙15～25份，壳聚糖4～8份。
更优选由以下重量份的组分组成：腐殖酸30份，巯基化合物45份，磷酸钙20份，壳聚糖5份。
其中，所述巯基化合物优选为巯基纤维素、菜籽粕、三巯基均三嗪中的至少一种。
本发明还提供本发明土壤重金属钝化剂在修复汞污染土壤中的应用。
进一步的，使用时，优选按照土壤质量的0.5～1％添加土壤重金属钝化剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明土壤重金属钝化剂能够有效降低土壤中重金属汞有效性，减少作物对汞的吸收、富集。
2)本发明土壤重金属钝化剂不会破坏土壤的物理性质和肥力水平，有少量的增产作用。
3)本发明土壤重金属钝化剂的制备方法简单，成本低廉。
4)本发明土壤重金属钝化剂对于其他重金属也有一定的修复效果，有助于减少其他重金属在植物体内的富集。
具体实施方式
本发明土壤重金属钝化剂，由以下重量份的组分组成，腐殖酸20～35份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份。
进一步的，优选由以下重量份的组分组成：腐殖酸25～32份，巯基化合物38～48份，磷酸钙15～25份，壳聚糖4～8份。
更优选由以下重量份的组分组成：腐殖酸30份，巯基化合物45份，磷酸钙20份，壳聚糖5份。
其中，所述巯基化合物是指带有巯基的化合物，为了进一步提高修复效果，同时节约成本，巯基化合物优选为巯基纤维素、菜籽粕、三巯基均三嗪中的至少一种。所述菜籽粕为油菜籽榨油后的副产物，其粗蛋白含量在32％以上，粗纤维含量在12％以下。菜籽粕中不仅富含蛋白质、纤维素还含有氨基酸，氨基酸结构中含有巯基基团，经试验证明重金属钝化效果明显。
本发明土壤重金属钝化剂的制备方法为本领域常规的混合，将上述原料按比例混匀即得。
本发明还提供本发明土壤重金属钝化剂在修复汞污染土壤中的应用。
本发明土壤重金属钝化剂富含能够与重金属发生络合作用的巯基、氨基、羧基等功能基团，这些功能基团能够与土壤中的重金属离子发生螯合、络合反应，从而降低土壤中重金属的活性尤其对汞的作用效果最明显。在轻度重金属汞污染土壤上，按照土壤质量0.5～1％进行添加本发明土壤重金属钝化剂，能够有效降低土壤中重金属汞的有效性，减少作物对汞的吸收、富集。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例中的试剂均采用市售。
实施例1
准确称取腐殖酸30kg，三巯基均三嗪10kg，菜籽粕35kg，磷酸钙20kg，壳聚糖5kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
实施例2
准确称取腐殖酸20kg，巯基纤维素50kg，磷酸钙25kg，壳聚糖3kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
实施例3
准确称取腐殖酸30kg，巯基纤维素30kg，磷酸钙30kg，壳聚糖10kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
实施例4
准确称取腐殖酸25kg，三巯基均三嗪10kg，菜籽粕38kg，磷酸钙15kg，壳聚糖4kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
实施例5
准确称取腐殖酸32kg，巯基纤维素38kg，磷酸钙25kg，壳聚糖8kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
实施例6
准确称取腐殖酸35kg，三巯基均三嗪5kg，菜籽粕40kg，磷酸钙10kg，壳聚糖7kg，混匀，即得土壤重金属钝化剂。
试验例1
将实施例1～6产品用于盆栽试验中，验证土壤重金属钝化剂降低土壤中汞活性，同时减少植物中汞含量的作用效果。具体试验方法如下：
1、供试土壤
土壤取自四川省成都市蒲江县，土壤属于水稻土，经检测土壤pH为5.7，有机质为1.15％，速效氮为57.26mg/kg，有效磷为4.7mg/kg，速效钾为63.23mg/kg，汞含量为0.103mg/kg。根据我国土壤重金属环境标准和最大允许浓度，结合当地土壤重金属的污染情况,以HgCl2的形式加入2.00mg/kg外源Hg,使土壤中Hg全量为2.103mg/kg，超过国家土壤汞污染二级标准限量值。
2、供试作物
莴笋，系杂交品种
3、供试试剂
实施例1～实施例6的产品
4、试验设计及方法
本试验共设19个处理，每个处理设3次重复(详见表1)，共57个处理。采用塑料盆(50cm×25cm)装土进行盆栽试验，每盆装土10公斤，再将盆钵随机排列，试验期间肥水管理参照野外大田试验进行，所有试验按照统一管理进行。待莴笋成熟后测定其产量、莴笋各部位汞含量以及土壤中重金属汞形态变化情况，测定结果见表2～4。
表1 试验设计
处理编号 所用试剂 用量(g/kg)
CK 空白对照 0
A1处理 实施例1产品 2
B1处理 实施例1产品 5
C1处理 实施例1产品 10
A2处理 实施例2产品 2
B2处理 实施例2产品 5
C2处理 实施例2产品 10
A3处理 实施例3产品 2
B3处理 实施例3产品 5
C3处理 实施例3产品 10
A4处理 实施例4产品 2
B4处理 实施例4产品 5
C4处理 实施例4产品 10
A5处理 实施例5产品 2
B5处理 实施例5产品 5
C5处理 实施例5产品 10
A6处理 实施例6产品 2
B6处理 实施例6产品 5
C6处理 实施例6产品 10
5、数据处理与分析
试验数据都采用Excel和SPSS统计软件进行处理，并进行相关性和显著性分析。
6、实验结果
表2列出了各处理莴笋的产量。通过对表2中数据分析发现，施用本发明土壤重金属钝化剂对莴笋生长无不良影响，同时对莴笋产量提高有一定作用，莴笋产量增加幅度随施用浓度提高而逐渐增加，可见，本发明土壤重金属钝化剂对作物有少量的增产作用。
表2 不同处理莴笋产量
表3 重金属钝化剂处理后莴笋各部位汞含量 单位：mg/kg
表3列出了不同重金属钝化剂处理后莴笋各部位汞含量。通过分析莴笋不同部位吸收汞情况发现，重金属汞在莴笋体内分布规律为茎＜叶，莴笋主要富集汞部位不是食用部分。重金属钝化剂按10g/kg施用后，莴笋茎杆中汞含量下降显著，最大降幅达到62.26％，而高富集的叶片中降幅也达到了35.24％，在2g/kg和5g/kg两个处理莴笋茎杆和叶片中汞降幅分别为22.64％、13.33％和32.08％、20.00％。从整株莴笋来看，重金属钝化剂使用后莴笋植株汞含量也有明显降低，降幅变化趋势与茎杆一致，按土壤重金属钝化剂施用浓度从低到高植株汞降幅分别为17.14％、22.86％和36.19％。
表4 不同处理土壤中汞含量
表4列出了土壤中重金属汞形态的变化情况。通过表4数据分析发现，重金属钝化剂的施用对土壤中汞总量影响不明显，施用前后都在2.093mg/kg左右；而重金属钝化剂的施用降低了土壤中有效态汞含量，2g/kg处理降幅较低，土壤中活性汞降低幅度随重金属钝化剂的施用量增加而增大，土壤中有效汞占总汞百分含量在施用重金属钝化剂(10g/kg)后减少了4.89个百分点，重金属钝化剂钝化土壤汞作用明显。
综上所述，本发明重金属钝化剂对莴笋生长安全，同时有一定的增产作用；重金属钝化剂使用后土壤中活性汞含量降低，降低幅度与施用浓度变化趋势一致，在10g/kg时土壤中有效汞降幅最大为20.31％；重金属钝化剂施用后莴笋不同部位汞含量降幅不同，表现为茎杆＞叶片，其中重金属钝化剂用量为10g/kg时茎杆和叶片降幅达到62.26％和35.24％，但是由于茎杆汞含量较低，因此在重金属钝化剂为10g/kg处理时莴笋植株中汞含量降幅为36.19％。

Claims (6)

1.土壤重金属钝化剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：腐殖酸20～35份，巯基化合物30～50份，磷酸钙10～30份，壳聚糖3～10份。
2.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：腐殖酸25～32份，巯基化合物38～48份，磷酸钙15～25份，壳聚糖4～8份。
3.根据权利要求2所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于，由以下重量份的组分组成：腐殖酸30份，巯基化合物45份，磷酸钙20份，壳聚糖5份。
4.根据权利要求1所述的土壤重金属钝化剂，其特征在于：所述巯基化合物为巯基纤维素、菜籽粕、三巯基均三嗪中的至少一种。
5.权利要求1～4任一项所述的土壤重金属钝化剂在修复汞污染土壤中的应用。
6.根据权利要求5所述的土壤重金属钝化剂在修复汞污染土壤中的应用，其特征在于：使用时，按照土壤质量的0.5～1%添加土壤重金属钝化剂。
CN201410723417.0A 2014-12-03 2014-12-03 土壤重金属钝化剂及其用途 Active CN104560047B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410723417.0A CN104560047B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 土壤重金属钝化剂及其用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410723417.0A CN104560047B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 土壤重金属钝化剂及其用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104560047A CN104560047A (zh) 2015-04-29
CN104560047B true CN104560047B (zh) 2017-12-22

Family

ID=53077138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410723417.0A Active CN104560047B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 土壤重金属钝化剂及其用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104560047B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105001874B (zh) * 2015-06-25 2020-04-14 红云红河烟草(集团)有限责任公司 一种抑制烟草吸收土壤中镉、铅元素的固化剂及其应用
CN105772500A (zh) * 2016-05-17 2016-07-20 四川新隆农业科技有限公司 一种重金属土壤修复方法
CN106281332A (zh) * 2016-07-27 2017-01-04 武汉都市环保工程技术股份有限公司 汞污染土壤修复用钝化剂及汞污染土壤修复方法和应用
CN106381151A (zh) * 2016-08-25 2017-02-08 惠安县科联农业科技有限公司 一种汞污染土壤修复剂及其制备方法
CN106238453A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 四川农业大学 一种土壤重金属钝化剂及其制备使用方法
CN107779196A (zh) * 2016-08-30 2018-03-09 中国科学院地理科学与资源研究所 一种土壤重金属复合钝化剂的制备和使用方法
CN107418587A (zh) * 2017-05-17 2017-12-01 郭迎庆 一种土壤重金属复合钝化剂的制备方法
CN107815318A (zh) * 2017-11-08 2018-03-20 煜环环境科技有限公司 一种用于农田重金属污染治理的钝化剂制备方法
CN108637010A (zh) * 2018-03-29 2018-10-12 上海金禾天地信息科技有限公司 一种同时显著降低镉、铅含量高效土壤修复方法
CN109180380A (zh) * 2018-09-27 2019-01-11 湖南新九方科技有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
CN109837093A (zh) * 2019-03-01 2019-06-04 中科京投环境科技江苏有限公司 汞污染土壤的修复方法
CN111265810A (zh) * 2019-09-20 2020-06-12 连云港新江环保材料有限公司 一种高效飞灰螯合剂及其制备方法
CN110591728B (zh) * 2019-10-31 2021-03-30 环保桥(湖南)生态环境工程股份有限公司 一种用于汞污染土壤的调理剂及其制备方法
CN111117636A (zh) * 2019-12-03 2020-05-08 广西师范大学 一种磷基土壤重金属钝化剂的制备方法及其应用
CN111906137A (zh) * 2020-07-14 2020-11-10 济宁学院 一种腐殖酸用于土壤修复的方法
CN111662727B (zh) * 2020-07-17 2021-04-23 北京市环境保护科学研究院 一种起爆药污染土壤的改良剂
CN114907857A (zh) * 2022-03-14 2022-08-16 浙江省地质调查院 一种土壤用重金属钝化剂
CN115340875B (zh) * 2022-08-29 2023-06-13 重庆妙栽生物科技有限公司 一种降低植物有害重金属含量的阻隔剂、使用方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544517A (zh) * 2003-11-27 2004-11-10 浙江大学 治理土壤污染的化学调控剂及其制备方法
CN101745196A (zh) * 2008-12-22 2010-06-23 济南大学 一种Cd金属解毒剂的配方及其配制方法
CN101745524A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种钝化修复土壤镉污染的方法
CN101912871A (zh) * 2010-07-16 2010-12-15 江南大学 一种用于重金属污染土壤的修复方法
CN103788959A (zh) * 2014-03-03 2014-05-14 江南大学 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法
CN103834411A (zh) * 2014-03-18 2014-06-04 四川大学 一种降低农用地土壤中重金属Cd活性的有机/无机复合钝化剂的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1544517A (zh) * 2003-11-27 2004-11-10 浙江大学 治理土壤污染的化学调控剂及其制备方法
CN101745524A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种钝化修复土壤镉污染的方法
CN101745196A (zh) * 2008-12-22 2010-06-23 济南大学 一种Cd金属解毒剂的配方及其配制方法
CN101912871A (zh) * 2010-07-16 2010-12-15 江南大学 一种用于重金属污染土壤的修复方法
CN103788959A (zh) * 2014-03-03 2014-05-14 江南大学 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法
CN103834411A (zh) * 2014-03-18 2014-06-04 四川大学 一种降低农用地土壤中重金属Cd活性的有机/无机复合钝化剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
改性壳聚糖研究现状及在农业中应用展望;刘时光等;《农业科技与装备》;20141031;第10卷(第244期);第72-73页 *
新型杂化材料钝化修复镉铅复合污染土壤的效应与机制研究;王林等;《环境科学》;20110228;第32卷(第2期);第581-588页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104560047A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104560047B (zh) 土壤重金属钝化剂及其用途
Muhammad et al. Changes in microbial community structure due to biochars generated from different feedstocks and their relationships with soil chemical properties
Zhang et al. Effects of warming and nitrogen deposition on the coupling mechanism between soil nitrogen and phosphorus in Songnen Meadow Steppe, northeastern China
CN104829386B (zh) 一种海藻水溶肥料及其制备方法
Novara et al. Dynamics of soil organic carbon pools after agricultural abandonment
CN105123191B (zh) 一种在中轻度污染的农田中安全种植双季稻的方法
CN103004439B (zh) 中轻度镉污染土壤稻米镉超标的组合防治方法
CN104383890A (zh) 一种土壤重金属离子吸附剂及其制备方法
CN106748540A (zh) 一种用于高养分盐渍化土壤的调理剂及其制备方法与应用
SA516371463B1 (ar) سماد بمحتوى بيوريت منخفض
Hu et al. Decomposition characteristics of organic materials and their effects on labile and recalcitrant organic carbon fractions in a semi-arid soil under plastic mulch and drip irrigation
Cortez et al. Soil microbial properties in Eucalyptus grandis plantations of different ages
Siddique et al. Comparative insights for investigation of soil fertility degradation in a piedmont area which cover the Anjamkhor Union of Baliadangi Upazila, Thakurgoan, Bangladesh
Borie et al. N-pool in volcanic ash-derived soils in Chile and its changes in deforested sites
CN109913223A (zh) 一种土壤修复剂及其应用方法
CN109971488A (zh) 水田土壤镉污染钝化剂及其制备方法与应用
Celis et al. Biological activity in a degraded alfisol amended with sewage sludge and cropped with yellow serradela (Ornithopus compressus L.)
Matsui et al. Improvement of maize yield and soil fertility by 2-years compost application in malawis northern districts
Li et al. Changes in P forms and fractions due to the addition of stover and biochar to growing crops in soils amended with stover and its biochar
Sen et al. Solubilization of soil organic N by alkaline-hydrolysing N fertilizers
CN110698280A (zh) 一种全营养生物有机肥及其制备方法与应用
Wang et al. Topography and land management change the heterogeneity of soil available nitrogen in a Mollisol watershed of northeastern China
Olivier Entisol chemical properties on the system organic agriculture
Egharevba et al. Assessment of heavy metals contamination in vegetables and fruits sold in Benin City, Edo State, Nigeria
AgroImpact et al. Modelling decomposition and N2O emissions of mulches varying in quantity and quality

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 611630 No. five, No. 35 Industrial Road, Heshan Town, Pujiang County, Sichuan, Chengdu

Patentee after: Chengdu new Chaoyang Crop Science Co., Ltd

Address before: 611630 No. five, No. 35 Industrial Road, Heshan Town, Pujiang County, Sichuan, Chengdu

Patentee before: CHENGDU NEWSUN CROPSCIENCE Co.,Ltd.