專利名稱：肥料和用于清洗,修復(fù)和培養(yǎng)被污染的土地的表面活性劑天然組合物的制備方法,以及相 ...的制作方法
肥料和用于清洗，修復(fù)和培養(yǎng)被污染的土地的表面活性劑天然組合物的制備方法，以及相關(guān)組合物本發(fā)明涉及一種肥料和用于清洗，修復(fù)和培養(yǎng)被污染的土地的表面活性劑天然組合物的制備方法，以及所述組合物；特別地，根據(jù)本發(fā)明的組合物是基于通過優(yōu)選風(fēng)化褐煤的化石材料的反應(yīng)而得到的腐殖藻酸鹽，并具有在堿性介質(zhì)中的海藻酸。許多市場上可買到的肥料組合物都是基于腐殖酸鹽和\或腐殖酸提取物，通常是從風(fēng)化褐煤中提取，其是一種腐殖質(zhì)化石，類似于具有高含量腐殖物質(zhì)(腐殖酸和黃腐酸) 和較高腐殖化程度的有機(jī)碳的煤；然而，這些組合物顯出了顯著的功能性問題，意味著影響莊稼的質(zhì)量和數(shù)量，也就是說，不會(huì)產(chǎn)生好的應(yīng)用效果。腐殖酸在土壤和植物中發(fā)揮著重要的功能。在土壤中，它們結(jié)合礦物營養(yǎng)元素，特別是磷和鐵，增強(qiáng)植物的同化作用，防止在有高濃度石灰石的情況下出現(xiàn)不溶。眾所周知， 腐殖酸能夠提高對于植物藥物和有機(jī)成因污染物如二惡英的降解。從化學(xué)命名的角度來看，二惡英是一類有機(jī)雜環(huán)化合物，具有4個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子的環(huán)所組成的結(jié)構(gòu)。它們代表了一系列化合物包括對人類致癌的物質(zhì)和一些有較大毒性的來自約200個(gè)穩(wěn)定的二惡英類物質(zhì)。大多數(shù)已知的二惡英是多氯代二苯并二惡英，就是結(jié)構(gòu)上由2個(gè)苯環(huán)上連接 2個(gè)氧原子和包含一個(gè)或更多氯原子的芳香化合物。毒性最強(qiáng)的是在第2、3、7、8的位置具有氯的異構(gòu)體。在二惡英中最有名的是TCDD (2，3，7，8-四氯二苯并-對-二惡英)。大多數(shù)多鹵代二惡英是持久性有機(jī)污染物，例如P⑶D (多氯代二苯并二惡英)，P⑶F (多氯二苯并呋喃)，CO-PCB (共平面多氯聯(lián)苯)。腐殖酸作為優(yōu)良的天然表面活性劑適用于清洗，根據(jù)既定的方法，受到重金屬、碳?xì)浠衔铩⑥r(nóng)藥和其他廢物污染的土壤，容許全部恢復(fù)土壤的生物化學(xué)條件，以適宜開始或恢復(fù)正常的畜牧生產(chǎn)，避免任何污染物潛在地從土壤對不斷生長的耕作，并進(jìn)而對動(dòng)物和再次對土壤傳播。腐殖酸促進(jìn)種子發(fā)芽、根系的發(fā)育和伸展以及刺激植株高位置(蕾，花，果)的發(fā)育。為了增加基于腐殖酸鹽和\或腐殖酸的肥料的復(fù)合功率，US 4698090描述了用于修復(fù)植物生長的一種液相組合物的制備方法，其中基于風(fēng)化褐煤基的礦物與有機(jī)螯合劑在水介質(zhì)中在77°C _107°C的溫度下反應(yīng)。其中所使用的螯合劑，報(bào)道了羥基酸的金屬或銨鹽，如葡萄糖酸，葡糖二酸，戊二酸和谷氨酸或谷氨酸鹽以及有機(jī)合成螯合劑，如EDTA。US 4786307描述了一種液態(tài)微量營養(yǎng)組合物的制備過程，其中由風(fēng)化褐煤基材料用包括羥基酸鹽的螯合劑在水中，在pH> 2. 5下提取而得的產(chǎn)品與一種微量營養(yǎng)金屬的金屬鹽類在羥基酸的存在下結(jié)合，連續(xù)地添加無水氨到混合物中使PH值由7. 5到9。然而，合成螯合劑，例如乙二胺四乙酸(EDTA)，二乙基三胺五乙酸(DTPA)，N， N'-乙基雙羥基苯基]甘氨酸)(EDDHA)，引起了很高的環(huán)境影響，因?yàn)樗鼈儠?huì)直接滲入地下水，從而在水中和食物中積累。WO 2004/110962介紹了一種基于化石材料的固體或液體形式的肥料組合物的制備方法，化石材料具有高含量的腐殖酸，特別是風(fēng)化褐煤，該方法包括添加水和葡糖酸以及隨后在存在堿劑如鉀或氫氧化銨而達(dá)到PH > 9的情況下提取腐殖酸。
GB2290290介紹了植物生長促進(jìn)劑的制備過程，通過海洋藻類和泥炭在堿性介質(zhì)中，在壓力和高溫下反應(yīng)，以提取大量的腐殖酸鹽、海藻鹽類和營養(yǎng)物。因此，GB2290290涉及了用于植物生長的促進(jìn)劑，無論以液態(tài)和固態(tài)的形式，即產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)中僅用于植物的特殊階段(移植以利于根的生長)，開花(為了提高坐果)，在冬季的臨界熱條件，為加速繁殖 (對于對低溫特別敏感的植物)。生長促進(jìn)劑不能與肥料同化或混合。后者實(shí)際上包括了高百分比的大量和微量元素和/或有機(jī)物質(zhì)，能夠供給整個(gè)周期的種植，以及能從化學(xué)、物理和生物角度改進(jìn)土壤學(xué)條件，這是促進(jìn)劑不能達(dá)到的。GB2290290描述的工藝中，涉及包含激素物質(zhì)、生長素、赤霉素和細(xì)胞分裂素(cytokynines)的海藻類的使用，提供了提升刺激植物生長活性的配方，但是它們的使用限于每公頃最小量0_5kg)，并且僅專用于寒冷時(shí)期。在一年中的暖期，上述提到的物質(zhì)引起細(xì)胞的快速伸長，植物的生長及其生物化學(xué)活性失調(diào)。根據(jù)GB2290290所述的方法，使用了碳酸鈉(Na2CO3)溶于水中產(chǎn)生堿性溶液，表現(xiàn)出對泥炭中的腐殖酸物質(zhì)的提取活性非常低，這不適合從海藻中提取海藻酸。此外，海藻中的海藻酸與各種元素結(jié)合作為海藻酸鹽，即海藻酸鹽不能絡(luò)合，結(jié)合，螯合其他元素或有機(jī)物質(zhì)或礦物。根據(jù)上面的介紹，因此明顯的需要提供一種新型肥料組合物適合于克服已知組合物的缺點(diǎn)。本發(fā)明的作者現(xiàn)在已經(jīng)制備了新的肥料組合物，以腐殖酸和/或黃腐酸與海藻酸的絡(luò)合物為基礎(chǔ)，在下面所命名的腐殖藻酸鹽(Humoalginates)，表現(xiàn)出如此高的功能，從而在處理過的耕種中，相對于現(xiàn)在已知的肥料組合物獲得質(zhì)量產(chǎn)量的改進(jìn)。本發(fā)明還提供了一種肥料組合物的制備方法，根據(jù)本發(fā)明也將其作為天然表面活性劑。根據(jù)本發(fā)明的肥料組合物不包括藻類，因此這可以在各種氣候條件和世界的不同地區(qū)全年應(yīng)用而沒有任何限制。根據(jù)本發(fā)明這個(gè)方法允許從化石產(chǎn)品提取腐殖物質(zhì)，化石產(chǎn)品具有高含量的生物源高濕度的有機(jī)碳，產(chǎn)生穩(wěn)定和活性的腐殖藻酸(humoalginic)絡(luò)合物。此外，海藻酸作為大量(macro)和微量元素絡(luò)合劑的使用使肥料獲得緩釋效果，避免雨水帶走營養(yǎng)元素，顯著增加土壤保水，提高土地培養(yǎng)力、物理結(jié)構(gòu)和通氣性，使硝酸鹽顯著減少，完全排除使用合成物，對環(huán)境高度影響的螯合劑(EDTA，EDDHA等)。這是因?yàn)樵诟澄镔|(zhì)從化石材料中提取的過程中獲得的腐殖藻酸類物質(zhì)的絡(luò)合物，能獲得穩(wěn)定和高度活性分子(如鐵腐殖海藻酸絡(luò)合物)，使污染土地中的有毒物質(zhì)被降解和正常土壤種植條件得到恢復(fù)。尤其是已經(jīng)開展了各種實(shí)驗(yàn)顯示出根據(jù)本發(fā)明的組合物相比于已知的肥料配方的顯著的優(yōu)勢，例如，腐殖酸鹽和腐殖藻酸鹽。腐殖酸鹽僅使用氫氧化鉀或氫氧化鈉或氫氧化銨從腐殖化石中提取腐殖物質(zhì)。葡糖腐殖酸鹽(Glucohumates)用葡糖酸以更好的絡(luò)合腐殖質(zhì)，作為前處理，逐步地顯示出選自氫氧化鉀和氫氧化銨的堿性產(chǎn)品作為萃取劑的優(yōu)勢。從功能角度來說，無論對種植和土壤，本發(fā)明的組合物顯著的質(zhì)量產(chǎn)量優(yōu)勢可總結(jié)如下a)大量和微量元素以及特意地配制有添加物質(zhì)的基礎(chǔ)腐殖藻酸鹽或腐殖藻酸鹽絡(luò)合物最高的吸收速率；b)明顯改善了土壤和植物的生化活性；C)增強(qiáng)植物的內(nèi)源性保護(hù)，減少農(nóng)藥的使用；d)顯著減少礦物或合成肥料的使用，恢復(fù)土壤肥力，減少不加選擇的使用合成肥料(例如硝酸鹽，磷酸鹽)而造成的環(huán)境影響；e)增加植物葉綠素的光合作用并由此增加花和果實(shí)的著色；f)由于由海藻酸而提升了保水力，因此可減少灌溉；g)涉及用于植物營養(yǎng)的大量和微量元素的最高螯合活性；h)顯著提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。表1根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物用于不同的耕作類型，再次獲得成功的結(jié)果(表 1所示)表 權(quán)利要求
1.肥料組合物的制備方法，包括或由以下步驟組成a)制備在水中的化石材料的泥漿狀混合物；b)攪拌下將海藻酸溶液加入到步驟a)的泥漿狀混合物中，并加入根據(jù)所述組分和泥漿狀混合物按比例的一種或多種堿劑，使得(i)海藻酸的量是0.50% -15%，優(yōu)選0. 75% _4%，和(ii)堿劑用量是2%-17%，優(yōu)選5% -15%,所述百分?jǐn)?shù)是相對于從步驟b)中得到的最終混合物的總重量的重量百分?jǐn)?shù)，c)維持?jǐn)嚢杌旌衔镏钡秸w混捏完全均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟b)中，加入海藻酸溶液和一種或多種堿劑，加入的重量百分比為最終混合物總重量的5-20%;所述溶液包括或由15% -20重量％的海藻酸和 80-85重量％的一種或多種堿劑組成。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，所述的最終混合物攪拌至少3小時(shí)，優(yōu)選6小時(shí)， 或者連續(xù)加工。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中化石材料選自由風(fēng)化褐煤、褐煤、木糖醇、腐殖化泥炭、泥煤和它們的混合物所組成的組。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中化石材料以細(xì)磨形式存在，粒徑為 20-400 μm0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中粒徑對于液體劑型的制備為20-50μ m，對于固體劑型的制備為100-150 μ m。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中步驟a)中化石材料和水的加入量比例是 1 0.3-1 6w/w0
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中堿劑選自由氫氧化鉀或氫氧化銨和它們的混合物所組成的組。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中一種或多種物質(zhì)選自由大量元素、微量元素、 動(dòng)物或植物蛋白水解物、具有殺昆蟲、殺線蟲或殺真菌活性的植物提取物、植物調(diào)節(jié)劑、化肥所組成的組，將其添加到步驟a)的化石材料中或結(jié)合在最終組合物中。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中步驟c)所獲得的混合物?；⒏稍镆缘玫焦腆w形式的肥料組合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中步驟C)所獲得的混合物經(jīng)過濾以便于分離液體肥料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10所述方法獲得的固體形式的肥料組合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9和11所述方法獲得的液體形式的肥料組合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12-13任一項(xiàng)組合物作為肥料的應(yīng)用。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-13任一項(xiàng)組合物作為清洗，修復(fù)和培養(yǎng)被污染土壤的天然表面活性劑的應(yīng)用。
16.海藻酸在用于制備包括源于腐殖化的化石材料的腐殖提取物和/或腐殖酸衍生物的肥料或者表面活性劑組合物中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種肥料和用于清洗，修復(fù)和培養(yǎng)被污染的土地的表面活性劑天然組合物的制備方法，所述組合物是基于通過化石材料與海藻酸在堿性介質(zhì)中反應(yīng)而得到的腐殖藻酸鹽，化石材料優(yōu)選風(fēng)化褐煤。所述制備方法包括在水中準(zhǔn)備化石材料的泥漿狀混合物，攪拌下加入海藻酸溶液和堿劑，相對于得到的最終混合物的總重量，其中海藻酸的量是0.5-15wt％，堿劑的量是2-17wt％。
文檔編號B09C1/08GK102164877SQ200980130291
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者D·泰倫齊奧 申請人:化學(xué)肥料公司