中，邊加熱邊攪拌;待完全溶解后在75°C水浴條件下持續(xù)加熱0.5h;最后調(diào)節(jié)pH至2.0，殼聚 糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4.5%。再將該殼聚糖溶液在75°C水浴條件下，緩慢加入到上述制備的pH為 2.0、二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的酸性硅溶膠中，邊加邊攪拌，加完后再在75°C水浴條件下 持續(xù)加熱0.5h。然后在75°C水浴攪拌條件下，再加入0.225g十二烷基苯磺酸鈉，最后緩慢加 入0.5M的氨水，直至pH為10，停止加入;在75°C水浴條件下持續(xù)加熱0.5h;即得堿性包衣材 料。
[0000]用上述堿性包衣材料對上述鐵基生物炭芯材進(jìn)行包衣，控制芯材和包衣材料質(zhì)量 體積比為30:1;包衣后晾干即得緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑，該鈍化劑包衣膜為 0.55±0.05mm。
[0061 ]實(shí)施例3:以混合材料為原料的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑制備 [0062]干燥的鋸木肩、稻草和棕櫚絲混勻粉碎后，稱取97.5kg置于高溫爐中，在隔絕空氣 的條件下，以10°c/分鐘速率升溫至550°C，并在此溫度下加熱5小時(shí)，停止加熱。配制500L含 鐵質(zhì)量百分比為0.5%的氯化鐵溶液，迅速加入高溫爐中，并保持溫度為550°C，邊加邊攪 拌，冷卻、晾干和粉碎過60目篩，即得到含鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的鐵基生物炭。將上述鐵基生 物炭、高嶺土和馬鈴薯粉按質(zhì)量比100:5:10混勻，噴水?dāng)嚢柚梁?0%，造粒后干燥，制 得粒徑為4.5 ± 0.5mm的鐵基生物炭芯材。
[0063]另用將5g殼聚糖，在60°C水浴條件下，溶解在約95毫升50mM的硝酸溶液中，邊加熱 邊攪拌;待完全溶解后在60°C水浴條件下持續(xù)加熱0.5h;最后調(diào)節(jié)pH至3.0，殼聚糖質(zhì)量分 數(shù)約為5%。再將該殼聚糖溶液在60°C水浴條件下，緩慢加入到上述制備的pH為3.0、二氧化 硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的酸性硅溶膠中，邊加邊攪拌，加完后再在60°C水浴條件下持續(xù)加熱 0.5h。然后在60°C水浴攪拌條件下，再加入0.125g聚丙烯酰胺，最后緩慢加入0.25M的氨水， 直至pH為9.5，停止加入;在60°C水浴條件下持續(xù)加熱0.5h;即得堿性包衣材料。
[0064] 用上述堿性包衣材料對上述鐵基生物炭芯材進(jìn)行包衣，控制芯材和包衣材料質(zhì)量 體積比為10:1;包衣后晾干即得緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑，該鈍化劑包衣膜為 0·65±0· 1 Omm 〇
[0065] 實(shí)施例4:以棕櫚絲為原料的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑制備
[0066]將棕櫚晾干，稱取95kg并破碎，置于高溫爐中，在隔絕空氣的條件下，以10°C/分鐘 速率升溫至500°C，并在此溫度下加熱3小時(shí)，停止加熱。配制200升含鐵質(zhì)量百分比為2.5% 的硫酸亞鐵溶液，迅速加入高溫爐中，并保持溫度為150°C，邊加邊攪拌，冷卻、晾干和粉碎 過60目篩，即得到含鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鐵基生物炭。將上述鐵基生物炭、高嶺土和紅薯粉 按質(zhì)量比100:1.5 :3混勻，噴水?dāng)嚢柚梁?5 %，造粒后干燥，制得粒徑為3.5 ± 0.5mm的 鐵基生物炭芯材。
[0067]另用將5g殼聚糖，在65°C水浴條件下，溶解在約95毫升10mM的醋酸溶液中，邊加熱 邊攪拌;待完全溶解后在65°C水浴條件下持續(xù)加熱lh;最后調(diào)節(jié)pH至1.0，殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù) 約為5%。再將該殼聚糖溶液在65°C水浴條件下，緩慢加入到上述制備的pH為1.0、二氧化硅 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的酸性硅溶膠中，邊加邊攪拌，加完后再在65°C水浴條件下持續(xù)加熱lh。然 后在65°C水浴攪拌條件下，再加入0.025g吐溫-80，最后緩慢加入0.5M的氫氧化鉀，直至pH 為11，停止加入;在65°C水浴條件下持續(xù)加熱lh;即得堿性包衣材料。
[0068] 用上述堿性包衣材料對上述鐵基生物炭芯材進(jìn)行包衣，控制芯材和包衣材料質(zhì)量 體積比為15:1;包衣后晾干;即得緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑，該鈍化劑包衣膜為 0·65±0· 1 Omm 〇
[0069] 實(shí)施例5:不同實(shí)施例制備的材料鈍化土壤重金屬盆栽試驗(yàn)
[0070]供試水稻田土壤采自于廣東省汕頭市蓮花山鎢礦區(qū)砷鎘復(fù)合污染水稻土，采樣深 度為2-25cm，土壤經(jīng)自然晾干，過20目篩，反復(fù)混勻備用。供試農(nóng)作物為水稻，水稻種子由廣 東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所提供，水稻品種為優(yōu)優(yōu)128。土壤的基本性質(zhì)見表1。
[0071]表1盆栽供試土壤基本理化性質(zhì)
[0073] 土壤自然風(fēng)干后過20目篩，裝盆（10kg/盆），做如下處理：（1)對照（CK); (2)添加 l〇〇g含實(shí)施例1制備的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑(Tl);(3)添加100g含實(shí)施例2 制備的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑(T2); (4)添加100g含實(shí)施例3制備的緩釋型鐵 基生物炭土壤重金屬鈍化劑(T3); (5)添加100g含實(shí)施例4制備的緩釋型鐵基生物炭土壤重 金屬鈍化劑(T4); (6)添加普通的生物炭100g(T5)。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，種植3株水稻苗。 待水稻成熟后采集土壤和水稻籽粒樣品；分析土壤中有效態(tài)砷和鎘含量，以及稻米中砷和 錦含量。
[0074]如圖1、2所示，普通生物炭材料只對土壤鎘具有一定的鈍化效果，卻不能鈍化砷反 而會增加土壤有效砷含量;與對照相比，普通生物炭施用后土壤有效砷含量增加了 31.8%， 土壤有效鎘含量降低了 23.3%。而由本發(fā)明制備的不同緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化 劑施用后均能顯著的降低土壤中有效砷和有效鎘含量。與對照比，施加實(shí)施例1-4制備的鈍 化劑材料后，土壤有效砷含量分別降低了 24.1 %、26.7 %、32.4%和44.2 % ; 土壤有效鎘含 量分別降低了32.5 %、40.8%、51.3 %和57.3%。且使用由本發(fā)明制備的緩釋型鐵基生物炭 土壤重金屬鈍化劑后也均可以顯著降低稻米中砷和鎘的含量(如圖3、4)，與對照相比施加 實(shí)施例1-4制備的鈍化劑材料后，稻米砷含量分別降低了25.2 %、32.4%、36.0%和41.8% ; 稻米鎘含量下降了30.3%、36.3%、47.1 %和54.1 %。而普通生物炭鈍化劑只能降低稻米鎘 含量，卻增加了稻米砷含量(如圖3、4)。因此與普通生物炭材料相比，本發(fā)明制備的緩釋型 鐵基生物炭土壤重金屬鈍化劑不僅可以鈍化土壤鎘降低稻米鎘含量;而且可以鈍化土壤砷 降低稻米砷含量；其中以實(shí)施例4"以棕櫚絲為原料的緩釋型鐵基生物炭土壤重金屬鈍化 劑"對鈍化土壤重金屬砷鎘以及降低稻米砷鎘積累效果最好。
[0075]實(shí)施例6本發(fā)明制備的材料鈍化土壤重金屬田間長效性試驗(yàn)
[0076]試驗(yàn)點(diǎn)位于廣東省清遠(yuǎn)市佛閃縣水頭鎮(zhèn)銅溪村一受Cd污染稻田，采集該田塊表層 土壤(0-30cm)分析，分析其基本理化性質(zhì)如下表。
[0077] 表2大田試驗(yàn)土壤基本理化性質(zhì)
[0080] 供試作物為水稻，其中2013年早、晚造水稻品種為天優(yōu)998;而2014年早、晚造品種 為天優(yōu)652.
[0081] 試驗(yàn)處理:試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別是（1)空白對照，（CK); (2)在第一季水稻插秧前 (即2013年3月份），一次性施加150kg/畝的普通鐵基生物炭作為基肥(T1);該普通鐵基生物 炭由以下方法制備:將棕櫚晾干，稱取95kg并破碎，置于高溫爐中，在隔絕空氣的條件下，以 l〇°C/分鐘速率升溫至500°C，并在此溫度下加熱3小時(shí)，停止加熱。配制200升含鐵質(zhì)量百分 比為2.5 %的硫酸亞鐵溶液，迅速加入高溫爐中，并保持溫度為150°C，邊加邊攪拌，冷卻、晾 干和粉碎過60目篩，即得到含鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的鐵基生物炭。（3)在