一种改良农田镉污染的制剂及其使用方法

一、基本信息

1. 专利号：ZL201510350267.8。

2. 发明人：于志民、吕品、张继舟、王立民、郭文栋、熊燕、曹宏杰、周琳。

3. 专利权人：黑龙江省科学院自然与生态研究所。

4. 授权时间：2018 年3 月2 日。

5.技术领域：本发明属于农业生产领域，涉及利用腐植酸进行重金属吸附的一种改良农田镉污染的制剂及其使用方法。

二、发明内容

本发明的目的是提供一种制作方法简单、成本低，对环境无污染的改良农田镉污染的制剂。本发明的目的还包括提供一种操作过程简单、金属镉固定效果好的改良农田镉污染制剂的使用方法。

（一）原料质量比例

腐植酸盐11 ～22 份、钙镁磷肥5 ～10 份、硫酸锌0.5 ～1 份、石灰石5.5 ～11 份和农业有机固体废弃物5.5 ～11 份。

（二）制作过程

1. 将氢氧化钠或氢氧化钾配制为质量百分含量为1%的水溶液。

2. 将腐植酸含量为350 ～500 g/kg 的风化煤与氢氧化钠或氢氧化钾水溶液按照1.2 g ∶10 mL混合搅拌后，在90 ～110 ℃的温度水浴煮沸28 ～35 min，得到腐植酸一价盐溶液。

3. 将质量百分含量为98%的硫酸以水稀释至质量百分含量为18%的硫酸稀释液，将腐植酸一价盐溶液与硫酸稀溶液按体积比10 ∶1 混合，搅拌均匀，静置28 ～35 分钟。

4. 将酸化腐植酸一价盐溶液置于离心机上，2500 r/min 离心20 分钟，弃去上清液，过滤得到黑色固体，将黑色固体反复水洗至水洗液pH 为中性时，收集黑色固体为腐植酸盐。

5. 将腐植酸盐烘干，粉碎至0.5 ～1.0 mm。

6. 将原料钙镁磷肥与硫酸锌粉碎至1.0 mm，按质量比10 ∶1 混合均匀，将原料石灰石粉碎至0.15 ～0.25 mm，将农业有机固体废弃物风干粉碎至1 ～5 mm。

7. 将粉碎后的腐植酸盐、钙镁磷肥与硫酸锌混合物、石灰石和农业有机固体废弃物按质量比进行混合，得到改良农田镉污染的制剂。

（三）原料质量要求

1. 农业有机固体废弃物质为菌渣、沼渣、禽畜粪便和秸秆中的一种或几种，菌渣为以木屑为基质栽培食用菌后的废弃菌渣，其有机质含量不小于450 g/kg；沼渣为农业沼气发酵产生的有机质含量不小于400 g/kg 的废弃沼渣；禽畜粪便为堆沤的并且有机质含量不小于500 g/kg；秸秆的纤维素含量320 ～400 g/kg。

2. 腐植酸盐中腐植酸含量为400 ～600 g/kg。

3. 钙镁磷肥中有效磷P2O5含量≥120 g/kg，硫酸锌中锌Zn 含量≥210 g/kg。

4. 石灰石中碳酸钙CaCO3含量≥600 g/kg。

5. 每1 kg 改良农田镉污染制剂里含有腐植酸盐160 ～240 g，有效磷P2O5≥21 g/kg，锌Zn≥3.8 g/kg，碳酸钙CaCO3≥120 g/kg，有机质≥ 90 g/kg。

6. 制作过程步骤7 中粉碎后的腐植酸盐、钙镁磷肥与硫酸锌混合物、石灰石和农业有机固体废弃物的质量比为2 ∶1 ∶1 ∶1。

（四）使用方法

将制得的改良农田镉污染的制剂在作物种植前10～15天沟施于整地后的农田，施用量750千克/亩。

（五）有益效果

本发明腐植酸盐是从风化煤中提取的，本发明给出了从风化煤中快速有效提取腐植酸盐的方法，在90 ～110 ℃的温度水浴煮沸28 ～35 min，得到腐植酸一价盐溶液，本发明中限定温度和水浴的时间关系，能够有效提高腐植酸盐中腐植酸的含量。

本发明一种改良农田镉污染的制剂的原料包括腐植酸盐、钙镁磷肥、硫酸锌、石灰石和农业有机固体废弃物，其中腐植酸盐直接从风化煤中提取，制作过程简单，方便实施，农业有机固体废弃物为菌渣、沼渣、禽畜粪便和秸秆中的一种或几种，可见本发明的制剂制作成本低，并且对环境无污染。同时本发明原料还有促进植物生长的功能，具有肥料的作用。

本发明一种改良农田镉污染的制剂的使用方法，操作简单，对金属镉固定效果好。

三、背景技术

镉是当今重金属污染中面积最大的剧毒元素之一，被称为“五毒之首”，是一种危险的环境污染物，不仅会导致作物的减产和品质下降，而且对动物和人有很强的毒害作用。动物试验表明，镉能抑制生长，引起高血压等疾病，以及对酶系统、生育力和某些必须元素的不良影响。镉中毒的典型病症是肾功能受破坏，肾小管对低分子蛋白再吸收功能发生障碍，糖、蛋白质代谢混乱，引发尿蛋白症，糖尿病。

目前我国农田遭受镉污染面积有1.33万公顷，因此改良农田需要引起我们的高度重视，经检索得到公布号为CN104070056A 的发明专利《一种提高镉污染土壤修复效果的治理方法》，该专利虽然能减少土壤镉含量，但是用时需要一年。公布号为CN104001715A 的发明专利《一种原位固化-移除土壤重金属的方法》，该专利采用秸秆绳进行重金属吸附，操作过程复杂，不利于大面积土地实施。还有一些化学制剂制作的土壤金属镉污染修复剂，虽然能够降低土壤中金属镉的含量，但是它们同时对土壤产生了其他化学污染，对土壤造成二次污染。

发明人简介：于志民，男，1974 年生，黑龙江省五常市人，中共党员，博士，黑龙江省科学院自然与生态研究所副研究员，黑龙江省重点学科-植物学科领衔人才梯队成员。主要从事植物营养和土壤环境安全研究工作。电话：0451-86053935，13303612399；邮箱：Yuzhimin111@163.com。