一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體及其制備方法，屬于土壤肥料高效利用【技術領域】。本發(fā)明的步驟為：步驟一、以藍藻泥為載體，投加鐵鹽，制備鐵(Ⅲ)改性藍藻泥吸附劑；步驟二、使用步驟一制備的鐵(Ⅲ)改性藍藻作為吸附劑，吸附脲酶抑制劑NBPT，形成藍藻基NBPT緩釋體，該緩釋體鐵含量1.0～2.5％、NBPT1.1～2.0％。本發(fā)明以藍藻泥為緩釋載體，原材料易得，制備方法簡單，易于控制，達到了廢物資源化目的，同時，該緩釋體應用于土壤中，能夠明顯降低NBPT流失率，克服了常規(guī)尿素和脲酶抑制劑使用過程中土壤中氨氮產生和供給不穩(wěn)定問題。
【專利說明】一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤肥料高效利用【技術領域】，更具體地說，涉及一種土壤脲酶抑制劑 緩釋體及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 藍藻是世界各國湖泊中分布廣、規(guī)模大和持續(xù)時間長的水華藻類之一。我國由水 體環(huán)境富營養(yǎng)化引起的藍藻水華問題也日趨嚴重，不僅大型淡水湖泊如滇池、太湖、巢湖每 年夏秋季都會爆發(fā)藍藻水華，華東、華中、西南、華南等地許多中小型湖泊、供水性水庫、觀 賞娛樂性湖泊也相繼發(fā)生了不同程度的藍藻水華。藍藻高效吸收和消納水體中大量的氮磷 及有機污染物，直接將其打撈移出水面是去除水體氮磷等營養(yǎng)元素、降低水體富營養(yǎng)化程 度保護水體生態(tài)環(huán)境最直接、最安全、最有效的應急和治理方法。僅以我國大型淡水湖泊為 例，據(jù)統(tǒng)計，巢湖水華暴發(fā)總藍藻量（干重）可達50-70萬噸，滇池中每年可用于資源化的 藍藻量（干重）約為5000噸，太湖打撈藍藻量（干重）在2008年已超過2800噸，如此巨 大的藍藻生物量收獲后如何處置或利用，是一個亟待解決的問題。目前，藍藻資源化利用多 應用于生物質能源（產沼氣、產酸、生物柴油、煤漿或焦炭、微生物燃料電池等）、生物肥料、 微生物培養(yǎng)原料、提取生物活性物質。但這些應用均存在前處理成本高、藍藻脫水脫毒難、 資源化利用率低等問題。
[0003] 由于氮素肥料在全球的大量使用，使用過程中氮素的大量流失，導致地表水體富 營養(yǎng)化海洋赤潮、藍藻水華頻發(fā)等嚴重水體污染問題，同時，全球氣溫升高也與氮肥大量施 用后產生的氧化氮類氣體有直接關系。為了緩解大氣污染、土壤硝酸鹽污染和氮流失問題， 世界各國的科技工作者正在研制控制釋放肥料、新型生物肥料、有機復合肥料，以提高氮素 利用率，許多硝化抑制劑和脲酶抑制劑加入肥料并施入土壤中，以提高氮肥利用率。目前， 國際上研究較多的是生物技術法，即應用生物抑制劑（脲酶抑制劑、硝化抑制劑、氨穩(wěn)定劑 等）來改良常規(guī)肥料。常見的生物抑制有很多種，其中脲酶抑制劑有：氫醌、苯基汞化醋酸 鹽、硫酸銅、鄰-苯基磷酰二胺（Pro)、兒茶酚、正丁基硫代磷酰三胺（NBPT)等，這些硝化 抑制劑和脲酶抑制劑是化學試劑，進入土壤后不可避免存在諸多缺點：價格昂貴、高殘留污 染、毒副作用大、遷移受環(huán)境介質pH影響大、易流失、半衰期短、有效抑制時間短。因此，急 需尋找穩(wěn)定的生物抑制劑。將現(xiàn)有的硝化抑制劑和脲酶抑制劑做成緩釋材料，提高其在土 壤中的滯留時間，降低流失率，可大大延長抑制時間，同時避免了硝化抑制劑和脲酶抑制劑 農業(yè)生產應用過程中的二次污染問題，是一種行之有效的辦法。
[0004] 經檢索：關于生物抑制劑穩(wěn)定化研發(fā)方面，目前多側重于與尿素、有機肥、微量元 素進行混合，并高分子材料（環(huán)糊精、聚谷氨酸、脲醛樹脂、腐殖酸等）、重金屬（銅鹽、 鋅鹽等）絡合包裹、穩(wěn)定，上述穩(wěn)定方法的材料來源不廣泛，硝化抑制劑和脲酶抑制劑需要 與緩釋肥料配合制備和使用，處理和制備過程較復雜，硝化抑制甚至會帶來二次污染問題。 而采用藍藻作為常規(guī)脲酶抑制劑緩釋載體，并制備具有緩釋性能的脲酶抑制劑緩釋體，該 產品原材料易得，不需將脲酶抑制劑配合肥料使用，就能保障緩釋時間長、環(huán)境介質pH影 響小、污染水體小，能達到廢物資源化目的，所得產品可根據(jù)需要情況酌情增減，其相關研 究或應用還鮮有報道。


【發(fā)明內容】

[0005] 1.發(fā)明要解決的技術問題
[0006] 本發(fā)明針對目前生物抑制劑穩(wěn)定的原料來源不廣和生產工序復雜，并且造成二次 污染等不足，提供了一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體及其制備方法。該方法方便、可靠、高效， 不需將脲酶抑制劑配合肥料使用，就能保障緩釋時間長、環(huán)境介質pH影響小、污染水體小， 并且能夠達到藍藻的廢物資源化目的。
[0007] 2.技術方案
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：
[0009] -種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的制備方法，其步驟為：
[0010] ⑴制備鐵III改性藍藻吸附劑；
[0011] ⑵使用步驟⑴得到的鐵III改性藍藻吸附劑，吸附脲酶抑制劑，所述的脲酶抑制 劑為正丁基硫代磷酰三胺，形成含脲酶抑制劑1. 1?2. 0%的藍藻基脲酶抑制劑緩釋體。
[0012] 優(yōu)選地，所述的步驟（1)中，制備鐵III改性藍藻吸附劑的具體過程為：在含藍藻泥 2?4g/L的溶液中，邊攪拌邊滴加等體積0. 1?0. 2mol/L的鐵III鹽溶液，在50?70°C溫 度下，攪拌反應2?4h后，靜置，棄去上清液，沉淀用去離子水洗滌3次后，過濾，減壓干燥， 形成鐵III改性藍藻吸附劑。
[0013] 優(yōu)選地，所述的步驟（1)制備鐵III改性藍藻吸附劑的過程中，使用的鐵III鹽溶液 為硝酸鐵、硫酸鐵或氯化鐵溶液。
[0014] 優(yōu)選地，所述的步驟（2)中，制備藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的具體過程為：向含有 1?2g/L的NBPT溶液中，投加步驟（1)所獲得的鐵III改性藍藻吸附劑，投加量為2?4g/ L，經振蕩吸附4小時后，靜置沉淀60min，上清液分離，沉淀用去離子水清洗后，形成鐵III含 量1. 0?2. 5 %、NBPT1. 1?2. 0 %的藍藻基NBPT緩釋體，上清液和清洗液循環(huán)使用。
[0015] 一種所述的方法制備得到的藍藻基脲酶抑制劑緩釋體。
[0016] 3.有益效果
[0017] 采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：
[0018] (1)本發(fā)明的一種藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體，該緩釋體鐵含量1.0? 2. 5%，含NBPT質量濃度為1. 1?2.0%。在水中pH5. 5-8. 5范圍內，持續(xù)釋放可長達24h， 受pH的影響較??；在相同溫度和NBPT投加量（尿素質量的1% )條件下，對土壤脲酶活性 抑制強度介于直接施加 NBPT 土壤和空白土壤之間，土壤氨氮濃度持續(xù)穩(wěn)定時間超過30d ;
[0019] (2)本發(fā)明以藍藻泥為緩釋載體，原材料易得，制備方法簡單，易于控制，達到了廢 物資源化目的，同時，該緩釋體應用于土壤中，能夠明顯降低NBPT流失率，提高NBPT利用 率，克服了常規(guī)尿素和脲酶抑制劑使用過程中土壤中氨氮產生和供給不穩(wěn)定問題，具有很 好的推廣應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明制備藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體流程圖。

【具體實施方式】
[0021] 為進一步了解本發(fā)明的內容，結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0022] 實施例1
[0023] 結合圖1，本實施例的一種高效吸附處理含低濃度洛克沙胂廢水的方法，其步驟 為：
[0024] (1)制備鐵（III)改性藍藻吸附劑：
[0025] 在含新鮮藍藻泥2. Og/L的溶液中，邊攪拌邊滴加等體積0. lmol/L的鐵（III)鹽 溶液，在50°C溫度下，攪拌反應4h后，靜置，棄去上清液，沉淀用去離子水洗滌3次后，過濾， 減壓干燥，形成鐵（III)改性藍藻吸附劑。藍藻泥為從湖泊和河道中打撈出來的新鮮藍藻， 經去除雜質和脫水后形成的藍藻泥。使用的鐵III鹽溶液為硝酸鐵。
[0026] (2)制備藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體：
[0027] 向含有1. Og/L的NBPT溶液中，投加步驟一所獲得的鐵（III)改性藍藻吸附劑，投 加量為2g/L，經振蕩吸附4小時后，靜置沉淀60min，上清液分離，沉淀用去離子水清洗后， 形成鐵含量1. 〇%、NBPT1. 1 %的藍藻基NBPT緩釋體，上清液和清洗液可循環(huán)使用。
[0028] 藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體緩釋和脲酶活性抑制效果：
[0029] 在pH5. 5-6. 5范圍內，向去離子水中投加藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體0. 6g/ L，NBPT可持續(xù)釋放可長達24h ;在相同溫度25°C和NBPT投加量（尿素質量的1% )條件 下，對土壤脲酶活性抑制強度介于直接施加 NBPT 土壤和空白土壤之間，土壤氨氮濃度持續(xù) 穩(wěn)定時間超過30d。
[0030] 實施例2
[0031] 結合圖1，本實施例的一種高效吸附處理含低濃度洛克沙胂廢水的方法，其步驟 為：
[0032] (1)制備鐵（III)改性藍藻吸附劑：
[0033] 在含新鮮藍藻泥4. Og/L的溶液中，邊攪拌邊滴加等體積的0· 2mol/L鐵（III)鹽 溶液，在70°C溫度下，攪拌反應2h后，靜置，棄去上清液，沉淀用去離子水洗滌3次后，過濾， 減壓干燥，形成鐵（III)改性藍藻吸附劑。使用的鐵III鹽溶液為硫酸鐵。
[0034] (2)制備藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體：
[0035] 向含有1. Og/L的NBPT溶液中，投加步驟一所獲得的鐵（III)改性藍藻吸附劑，投 加量為4g/L，經振蕩吸附4小時后，靜置沉淀60min，上清液分離，沉淀用去離子水清洗后， 形成鐵含量2. 5 %、NBPT2. 0 %的藍藻基NBPT緩釋體，上清液和清洗液可循環(huán)使用。
[0036] 藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體緩釋和脲酶活性抑制效果：
[0037] 在pH7. 5-8. 5范圍內，向去離子水中投加藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體0. 6g/ L，NBPT可持續(xù)釋放可長達26h ;在相同溫度25°C和NBPT投加量（尿素質量的1% )條件 下，對土壤脲酶活性抑制強度介于直接施加 NBPT 土壤和空白土壤之間，土壤氨氮濃度持續(xù) 穩(wěn)定時間超過32d。
[0038] 實施例3
[0039] 結合圖1，本實施例的一種高效吸附處理含低濃度洛克沙胂廢水的方法，其步驟 為：
[0040] (1)制備鐵（III)改性藍藻吸附劑：
[0041] 在含新鮮藍藻泥3. Og/L的溶液中，邊攪拌邊滴加等體積的0. 15mol/L鐵（III)鹽 溶液，在60°C溫度下，攪拌反應3h后，靜置，棄去上清液，沉淀用去離子水洗滌3次后，過濾， 減壓干燥，形成鐵（III)改性藍藻吸附劑。藍藻泥為從湖泊和河道中打撈出來的新鮮藍藻， 經去除雜質和脫水后形成的藍藻泥。使用的鐵III鹽溶液為氯化鐵溶液。
[0042] (2)制備藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體：
[0043] 向含有1.5g/L的NBPT溶液中，投加步驟一所獲得的鐵（III)改性藍藻吸附劑，投 加量為3g/L，經振蕩吸附4小時后，靜置沉淀60min，上清液分離，沉淀用去離子水清洗后， 形成藍藻基NBPT緩釋體，上清液和清洗液可循環(huán)使用。
[0044] 藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體緩釋和脲酶活性抑制效果：
[0045] 在pH5. 5-6. 5范圍內，向去離子水中投加藍藻基脲酶抑制劑（NBPT)緩釋體0. 6g/ L，NBPT可持續(xù)釋放可長達23h ;在相同溫度25°C和NBPT投加量（尿素質量的1% )條件 下，對土壤脲酶活性抑制強度介于直接施加 NBPT 土壤和空白土壤之間，土壤氨氮濃度持續(xù) 穩(wěn)定時間超過31d。
【權利要求】
1. 一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的制備方法，其步驟為： (1)制備鐵III改性藍藻吸附劑； ⑵使用步驟⑴得到的鐵III改性藍藻吸附劑，吸附脲酶抑制劑，所述的脲酶抑制劑為 正丁基硫代磷酰三胺，形成含脲酶抑制劑1. 1?2. 0%的藍藻基脲酶抑制劑緩釋體。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的制備方法，其特征在于：所 述的步驟⑴中，制備鐵III改性藍藻吸附劑的具體過程為：在含藍藻泥2?4g/L的溶液中， 邊攪拌邊滴加等體積〇. 1?〇. 2mol/L的鐵III鹽溶液，在50?70°C溫度下，攪拌反應2? 4h后，靜置，棄去上清液，沉淀用去離子水洗滌3次后，過濾，減壓干燥，形成鐵III改性藍藻 吸附劑。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的制備方法，其特征在于：所 述的步驟（1)制備鐵III改性藍藻吸附劑的過程中，使用的鐵III鹽溶液為硝酸鐵、硫酸鐵或 氯化鐵溶液。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的制備方法，其特征在于：所 述的步驟（2)中，制備藍藻基脲酶抑制劑緩釋體的具體過程為：向含有1?2g/L的NBPT 溶液中，投加步驟（1)所獲得的鐵III改性藍藻吸附劑，投加量為2?4g/L，經振蕩吸附4小 時后，靜置沉淀60min，上清液分離，沉淀用去離子水清洗后，形成鐵III含量1. 0?2. 5%、 NBPT1. 1?2. 0%的藍藻基NBPT緩釋體，上清液和清洗液循環(huán)使用。
5. -種權利要求1、2、3或4的方法制備得到的藍藻基脲酶抑制劑緩釋體。
【文檔編號】C05G3/08GK104193560SQ201410419959
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權日:2014年8月22日
【發(fā)明者】李時銀, 梅婷, 周建偉, 劉子方, 沈彬, 彭云, 王國祥 申請人:南京師范大學