CN111518564A - 一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料及其制备方法。所述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料由复合酶制剂和原料粉组成，所述复合酶制剂由碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶、胱硫醚β‑合酶、胱硫醚γ‑裂解酶和半胱氨酸脱硫酶反应制得，所述原料粉由动物源蛋白肽、L‑半胱氨酸、磷酸吡哆醛、二硫苏糖醇、聚丙烯酰胺粉、尿素和动物源氨基酸粉反应制得。本发明提供的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料具有优异的降低土壤迁移态铅离子性能。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复领域，具体涉及一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料及其制备方法。
背景技术
随着化学品在农业和日常生活中应用和用量的扩大，化学品中含有的重金属离子在土壤中实现不断的积累，经过几十年的累积作用，农用土壤中重金属含量已经超标，更有甚者，部分农产品中重金属含量检测超标，随着国家和消费者对农产品品质要求的不断提升，如何解决农产品中重金属超标问题和保障消费者农产品食品安全问题，显得尤为重要。因此，企业鼓励不同领域研究工作者对土壤降低铅离子含量的材料和方法进行研究。由于普通土壤修复材料对土壤中降低铅离子含量的处理效率有限。因此，土壤修复剂在高效率降低土壤中铅离子含量性能方面需要进行开展研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，该用于降低土壤中迁移态铅离子的材料采用复合酶制剂和原料粉制备得到，具有优异的降低土壤迁移态铅离子性能。
本发明的另一目的在于提供上述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，由质量份数比为1:10～20的复合酶制剂和原料粉组成；其中，所述的复合酶制剂由质量份数比为1:0.3～0.8:1.2～2:0.5～1:0.3～0.5的碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶、胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶反应制得；所述的原料粉由质量份数比为10:12～23:0.2～0.5:0.15～0.5:0.1～0.5:3～9:2～8的动物源蛋白肽、L-半胱氨酸、磷酸吡哆醛、二硫苏糖醇、聚丙烯酰胺粉、尿素和动物源氨基酸粉反应制得。
优选地，所述的复合酶制剂和原料粉的质量份数比为1:15。
上述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将动物源蛋白肽、L-半胱氨酸、磷酸吡哆醛、二硫苏糖醇和动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，将聚丙烯酰胺粉和尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；所述的动物源蛋白肽、L-半胱氨酸和动物源氨基酸粉的目的是为提供硫源；
(2)、将碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶、胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为30～50r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；所述的胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶的目的是为催化产生硫化氢；
(3)、将复合酶制剂和原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
本发明的有益效果在于：
本申请中采用碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶对原料中的动物源进行酶解成氨基酸，在磷酸吡哆醛和二硫苏糖醇协同作用下，利用胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶对含硫氨基酸进行脱硫作用，实现土壤中硫化氢含量的增加，而土壤具有湿度，产生的硫化氢气体会溶解在土壤中，形成硫负离子，形成的硫负离子与土壤中可迁移态铅离子结合，形成稳定的化合物。本申请制备的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料采用液体形成添加至土壤中，解决了固相材料与土壤接触不充分的问题。本申请中采用的原料可实现自然降解，不会对土壤产生二次污染，且动物源蛋白肽有利于土壤中微生物快速繁殖，在一定程度上具有疏松土壤的作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。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。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、16份L-半胱氨酸、0.3份磷酸吡哆醛、0.2份二硫苏糖醇和6份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.15份聚丙烯酰胺粉和5份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.5份动物蛋白水解酶、1.4份胱硫醚β-合酶、0.7份胱硫醚γ-裂解酶和0.4份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为40r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和15份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例2
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、12份L-半胱氨酸、0.2份磷酸吡哆醛、0.15份二硫苏糖醇和2份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.1份聚丙烯酰胺粉和3份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.3份动物蛋白水解酶、1.2份胱硫醚β-合酶、0.5份胱硫醚γ-裂解酶和0.3份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为30r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和10份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例3
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、23份L-半胱氨酸、0.5份磷酸吡哆醛、0.5份二硫苏糖醇和8份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.5份聚丙烯酰胺粉和9份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.8份动物蛋白水解酶、2份胱硫醚β-合酶、1份胱硫醚γ-裂解酶和0.5份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为50r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和20份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例4
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、13份L-半胱氨酸、0.25份磷酸吡哆醛、0.18份二硫苏糖醇和3份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.17份聚丙烯酰胺粉和3.5份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.39份动物蛋白水解酶、1.3份胱硫醚β-合酶、0.6份胱硫醚γ-裂解酶和0.36份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为36r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和12份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例5
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、14.5份L-半胱氨酸、0.3份磷酸吡哆醛、0.23份二硫苏糖醇和3.9份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.21份聚丙烯酰胺粉和4.6份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.49份动物蛋白水解酶、1.7份胱硫醚β-合酶、0.7份胱硫醚γ-裂解酶和0.38份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为38r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和14份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例6
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、16份L-半胱氨酸、0.32份磷酸吡哆醛、0.22份二硫苏糖醇和3.9份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.27份聚丙烯酰胺粉和4.3份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.49份动物蛋白水解酶、1.6份胱硫醚β-合酶、0.67份胱硫醚γ-裂解酶和0.41份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为39r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和12份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例7
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、15份L-半胱氨酸、0.3份磷酸吡哆醛、0.3份二硫苏糖醇和5份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.2份聚丙烯酰胺粉和5份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.6份动物蛋白水解酶、1.5份胱硫醚β-合酶、0.7份胱硫醚γ-裂解酶和0.4份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为40r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和16份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
实施例8
一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)、称取10份动物源蛋白肽、21份L-半胱氨酸、0.45份磷酸吡哆醛、0.35份二硫苏糖醇和7份动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，称取0.41份聚丙烯酰胺粉和8.1份尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、称取1份碱性蛋白酶、0.72份动物蛋白水解酶、1.8份胱硫醚β-合酶、0.8份胱硫醚γ-裂解酶和0.43份半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为44r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、称取1份复合酶制剂和18份原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
对照例1
本对照例中，采用CN201610016975.2中制备的重金属修复材料。
对实施例1～8和对照例1制得的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，以土壤中可迁移态铅含量为45.7mg/kg为待处理土壤样品；可迁移态铅含量按照GB/T 8647.6-2006进行测试，测试结果见下表1和表2。
表1实施例1～8制得的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的性能参数
表2实施例1和对照例1～8制得的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的性能参数
由上表1和表2可知，本发明各实施例制备得到的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的降低土壤中可迁移态铅离子性能较优，这表明以本发明提供的原料制备得到的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料具有较好的降低土壤中可迁移态铅离子性能；相比之下，各对照例的原料制备得到的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的降低土壤中可迁移态铅离子性能较差。另外，本发明各实施例制备得到的用于降低土壤中迁移态铅离子的材料具有较好的降低土壤中可迁移态铅离子。
以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其特征在于，由质量份数比为1:10～20的复合酶制剂和原料粉组成；其中，所述的复合酶制剂由质量份数比为1:0.3～0.8:1.2～2:0.5～1:0.3～0.5的碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶、胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶反应制得；所述的原料粉由质量份数比为10:12～23:0.2～0.5:0.15～0.5:0.1～0.5:3～9:2～8的动物源蛋白肽、L-半胱氨酸、磷酸吡哆醛、二硫苏糖醇、聚丙烯酰胺粉、尿素和动物源氨基酸粉反应制得。
2.根据权利要求1所述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料，其特征在于，所述的复合酶制剂和原料粉的质量份数比为1:15。
3.权利要求1～2任一所述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、将动物源蛋白肽、L-半胱氨酸、磷酸吡哆醛、二硫苏糖醇和动物源氨基酸粉添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，将聚丙烯酰胺粉和尿素添加至低温粉碎机中，控制粉碎温度为-30℃粉碎筛分至200目，得到原料粉；
(2)、将碱性蛋白酶、动物蛋白水解酶、胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ-裂解酶和半胱氨酸脱硫酶添加至混合机中，混合速度为30～50r/min，混合温度为25℃混合2h，得到复合酶制剂；
(3)、将复合酶制剂和原料粉分别密封包装，即得到用于降低土壤中迁移态铅离子的材料。
4.权利要求1～3任一所述用于降低土壤中迁移态铅离子的材料的制备方法，其特征在于，用于降低土壤中迁移态铅离子的材料使用时，将复合酶制剂用10倍水溶解，添加至用10倍水溶解的原料粉的水溶液中，充分混合后，兑水施用于待灌溉土壤进水口，混合液以每亩施用量0.1～0.5L为宜。
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