腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程 編制說明

團體標準

T/CSERXXX-2023

腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用

技術規(guī)程

編制說明

《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》

編制說明

1.工作簡況；

包括任務來源、協(xié)作單位、中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)

新聯(lián)盟團體標準（以下簡稱：土盟團體標準）主要起草人及

其所做的工作等；

腐植酸殘渣是指利用風化煤、褐煤等低階煤提取腐植酸后的固體物質(zhì)，具有

pH值高、附著較多灰分的特點。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程加快，腐植酸由于其

具有刺激植物生長和改善土壤結(jié)構(gòu)等特點而被廣泛使用。據(jù)統(tǒng)計，截至2018年，

我國腐植酸水溶肥料產(chǎn)品累計登記數(shù)達到2667個。但目前針對腐植酸殘渣的資

源化利用研究較少，提取腐植酸后可產(chǎn)生大量腐植酸殘渣，若處置不當或隨意丟

棄可能會污染當?shù)丨h(huán)境等問題。與其他固體廢棄物相比，腐植酸殘渣含有豐富的

胡敏素和有機質(zhì)，具有很大的回收利用價值。因此對腐植酸殘渣資源化處理可以

變廢為寶、化害為利，實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

另一方面，我國土壤重金屬污染問題不容樂觀，據(jù)生態(tài)環(huán)境部《2019年中

國環(huán)境生態(tài)公報》顯示，我國影響土壤環(huán)境質(zhì)量主要污染物是重金屬，其中鎘（Cd）、

汞（Hg）、鉛（Pb）為主要污染物。重金屬鈍化劑的加入主要降低重金屬的遷移

性同時改變重金屬賦存形態(tài)，達到降低重金屬遷移性和生物有效性。利用腐植酸

殘渣改性材料對土壤重金屬進行鈍化，不僅能夠緩解土壤重金屬污染，還能夠?qū)?/p>

腐植酸殘渣起到二次利用的目的。目前，關于以煤基腐植酸殘渣為原料生產(chǎn)的重

金屬鈍化劑國內(nèi)并未有統(tǒng)一的團體、行業(yè)或國家標準，因此本技術規(guī)程將是對已

有規(guī)程的補充。

《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》團體標準由中國礦業(yè)

大學（北京）提出，由中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟立項，由中國礦業(yè)

大學（北京）、北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大學、山東農(nóng)大肥業(yè)科

技股份有限公司負責起草。

2.工作主要過程；

1

在接到中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟下達的《腐植酸殘渣制備重金

屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》團體標準編制計劃后，由中國礦業(yè)大學（北京）、

北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大學、山東農(nóng)大肥業(yè)科技股份有限公司

和濱州學院抽調(diào)專業(yè)技術人員組成了《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用

技術規(guī)程》標準起草組，開展本標準制定的各項工作，并召開會議征求意見，就

標準制定、試驗方法等技術內(nèi)容進行研討，具體工作過程如下：

2022年6月，向標委會提交了本項目聯(lián)絡人信息（姓名、電話/手機、郵箱），

項目立項申請。

2022年6月，中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟確認項目立項。

2022年9月，土盟團標委員會組織專家進行立項評審。

2022年10月，標準起草組提交了本標準起草工作方案（電子版）。

2022年10月，標準起草組完成了標準初稿。

2023年3月，標準起草組對標準初稿內(nèi)容進行了反復修改，形成了標準征求

意見稿的初稿，發(fā)送評審專家組進行小范圍的意見征詢。

經(jīng)專家質(zhì)詢和論證，提出以下意見和建議：1、編制組提交的相關材料內(nèi)容

翔實，框架基本合理。2、標準初稿適用范圍明確，技術內(nèi)容較完整全面。3、專

家組對初稿提出了修改建議。綜上，專家一致同意編制組修改完善后盡快征求意

見。參與單位與專家組所提意見及整改措施詳見附表1和附表2。

2023年5月，對征詢的意見進行匯總，并對該標準征求意見稿修訂完善。

標準起草組主要工作人員及分工如下：

組長：黃占斌

組員：王穎南、繩琳琳、馬妍、初茉、丁方軍、季宏兵、王平、馬倩、陳日

遠

3.國內(nèi)外相關標準概況

3.1國外相關標準情況

在環(huán)境污染防治方面，自20世紀70年代開始，美國、歐洲和日本等發(fā)達國

家就建立了土壤污染綜合防治的法律法規(guī)體系，開展和完善場地污染防治標準、

污染監(jiān)測及分類防治工作，注重強化風險防治。

2

重金屬污染場地環(huán)境調(diào)查和監(jiān)測方面，很多發(fā)達國家已建立較為完善標準體

系。美國針對土壤和廢棄物等提供了相應的采樣方法和現(xiàn)場測試方法。主要包括

《美國土壤環(huán)境質(zhì)量標準體系》《美國土壤篩選值的制定方法》和《土壤篩選值

制定指南：用戶手冊》（EPA/540/R-96/018）等標準，國際上標準以土壤環(huán)境質(zhì)

量評價為核心，主要有《土壤質(zhì)量背景值確定指南》（ISO19258-2005）、《土

壤質(zhì)量基于地下水保護的土壤性質(zhì)表征》（ISO15175-2005）等標準為土壤質(zhì)量

評價提供了多角度的參考依據(jù)。加拿大、荷蘭、英國、法國、日本等國家均在此

基礎上建立了健康風險評價方法，制定了土壤質(zhì)量指導值、目標值、行動值等。

但是，在土壤改良方面，目前國際上缺乏重金屬污染鈍化劑的使用等規(guī)范。

3.2國內(nèi)相關標準情況

廣東省地方標準《耕地土壤重金屬污染鈍化調(diào)理技術指南（DB44/T

2271-2021)》，規(guī)定了耕地土壤重金屬污染鈍化調(diào)理的技術流程和調(diào)理劑的選擇。

《生物炭凹凸棒石土壤重金屬鈍化劑（T/CSTM00469-2022）》，主要是規(guī)

定了以生物炭、凹凸棒石為主要原料，添加適量的助劑制成的土壤重金屬鈍化劑

的試驗方法和檢驗規(guī)則。

《土壤重金屬鈍化劑（Q/12KF5572-2019）》主要是規(guī)定了以生物炭為主要

原料，生產(chǎn)的土壤重金屬鈍化劑的產(chǎn)品分類、試驗要求、檢驗規(guī)則和產(chǎn)品的標識、

包裝與貯存。

上述標準多為針對以生物炭為原料提出的標準，沒有具體涉及針對以煤基腐

植酸殘渣為原料制備的土壤重金屬鈍化劑，因此本技術規(guī)程將是對已有規(guī)程的補

充。

4.主要技術內(nèi)容及說明

4.1適用范圍

本標準界定了腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑的術語和定義，規(guī)定了腐植酸殘

渣土壤重金屬鈍化劑的要求、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和儲存，描述了腐植酸殘渣

土壤重金屬鈍化劑的使用方法。本標準適用于以腐植酸殘渣為主要原料，通過一

定改性方法制成的土壤重金屬鈍化劑。

4.2規(guī)范性引用文件

3

確定腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的含水率引用了GB/T8577復混肥料

中游離水含量的測定卡爾.費休法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中總腐植酸含量引用了GB/T11957煤中腐

植酸產(chǎn)率測定方法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中鉛吸附量引用了GB/T12496.22木質(zhì)活性

炭試驗方法重金屬的測定；

土壤污染物指標控制及含量限值應符合GB15618-2018規(guī)定執(zhí)行；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的粒度大小應符合GB/T20781固體肥料

和土壤調(diào)理劑篩分試驗；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的pH值應符合NY/T1377土壤pH值的測

定電位法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的元素限量應符合NY/T1978肥料汞、砷、

鎘、鉛、鉻含量的測定。

4.3術語和定義

本標準共有3個術語和定義。具體如下：

（1）腐植酸殘渣

以風化煤、褐煤等低階煤為原料，使用堿法提取后產(chǎn)生的固體物質(zhì)。

（2）腐植酸殘渣重金屬鈍化劑

以腐植酸殘渣為主要原料，將腐植酸殘渣與磷酸二氫銨按一定比例混合加水

活化后制得的對土壤重金屬具有鈍化效果的材料。利用腐植酸殘渣改性材料的物

理化學特性降低重金屬的遷移性和可利用性，從而修復重金屬污染土壤。

（3）總腐植酸

采用焦磷酸鈉堿溶液從腐植酸原料或肥料中提取并經(jīng)pH=1.0的酸沉淀后得

到的腐植酸。包括游離腐植酸和結(jié)合態(tài)腐植酸。

4.4制備流程

首先將腐植酸殘渣進行破碎處理并進行篩分，使其粒徑小于2mm，取破碎

后腐植酸殘渣1t，將其置于料漿池，加入30000L水并加入45L硝酸（68％），

攪拌約60min調(diào)節(jié)pH。靜置6h使固液分離，隨后取出溶液，將材料加入反應釜

中并加入27000L水及900Kg磷酸二氫銨（NH4H2PO4）于70℃下攪拌60min，

固液分離并使用回旋烘干機將材料干燥，最終制得腐植酸殘渣改性材料，包裝、

4

抽檢合格后即可出庫（圖1）。

圖1腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料制備工藝流程圖

4.5技術指標確定依據(jù)

通過對現(xiàn)行的土壤重金屬鈍化劑企業(yè)標準和團體標準的主要技術指標要求，

涉及pH、水分、總腐植酸含量、粒度和鉛吸附量，以及限制指標汞、砷、鎘、

鉛、鉻，綜合各指標和收集的樣品進行相關數(shù)據(jù)的檢測，本標準在參考現(xiàn)行標準

的基礎上確定產(chǎn)品技術和限制指標。

腐植酸由芳香族及多種官能團構(gòu)成，具有弱酸性、吸水性、膠體性、吸附性、

離子交換性、絡合性、氧化還原性等物理化學和生物活性，煤基腐植酸殘渣含有

一定量的腐植酸不僅可以對土壤中重金屬離子進行絡合反應，降低重金屬的危害

程度，還有助于土壤團聚體的形成，有助于粘性土形成良好的結(jié)構(gòu)，從而改變了

土壤孔隙狀況和水、氣比例，創(chuàng)造適宜的土壤松緊度。因此，本標準腐植酸含量

參照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》中腐植酸水溶肥料（微量元素型）

產(chǎn)品技術標準中腐植酸含量規(guī)定。

材料的pH值決定著對土壤pH值的影響程度，過高或過低的pH值均不利

于植物的生長，因此本標準pH值參照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》

和《腐植酸鈉（NY1106-2010）》中關于產(chǎn)品pH值的規(guī)定。

5

對于重金屬污染土壤，本標準選用重金屬污染土壤中較為常見的鉛作為材料

所需吸附元素。通過吸附試驗確定重金屬鈍化劑對鉛的吸附量，并參照《木質(zhì)活

性炭試驗方法重金屬的測定（GB/T12496.22-1999）》中的試驗方法。

各限量指標的確定參考并符合NY/T525-2021有機肥料中各限定指標的要

求。

5.主要試驗內(nèi)容及說明

5.1鈍化材料對水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究

5.1.1試驗目的

為評價煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑在水相中對Hg2+和Pb2+的吸附效果，

為產(chǎn)品后續(xù)在土壤中的應用提供科學依據(jù)，特安排如下試驗。

5.1.2試驗材料與方法

（1）試驗材料

以腐植酸殘渣為主要原料，將腐植酸殘渣與磷酸二氫銨按一定比例混合加水

活化后制得的對土壤重金屬具有鈍化效果的材料。

（2）吸附試驗內(nèi)容

pH對溶液中Hg2+和Pb2+吸附效果影響試驗

準確稱取材料0.05g于50mL離心管中，分別加入Pb2+（初始濃度600mg/L）

和Hg2+（初始濃度100mg/L）溶液25mL，調(diào)節(jié)pH值為2、3、4、5、6。恒溫

搖床的溫度設置為25℃，震蕩24h。

初始濃度對溶液中鉛吸附效果影響試驗

配制Pb2+溶液的濃度為：200、400、600、800、1000和1200mg/L溶液，

2+

調(diào)節(jié)pH值為5.0±0.1（0.01MHNO3和0.01MNaOH）。配制Hg溶液的濃度為：

20、40、60、80、100和120mg/L溶液，調(diào)節(jié)pH值為5.0±0.1（0.01MHNO3

和0.01MNaOH）。準確稱取0.05g材料于50mL離心管中，分別加入Hg2+和

Pb2+溶液25mL，設置恒溫搖床的溫度為15℃、25℃和35℃，震蕩24h。

5.1.3試驗結(jié)果與分析

（1）pH對溶液中汞和鉛吸附效果的影響

初始pH值對煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑吸附Hg2+和Pb2+的效果如圖2所

示，在供試pH（2-6）范圍內(nèi)，隨體系pH值的增加，煤基腐植酸殘渣對Hg2+和

Pb2+的吸附效率呈先升高后趨于平穩(wěn)的趨勢。且改性后材料吸附效率均有不同程

6

度提升。這表明通過改性能顯著提高煤基腐植酸殘渣對Hg2+和Pb2+的吸附能力。

在pH值為3-4時，吸附效率提升較多，而pH值為5-6時吸附效率趨于平穩(wěn)。

ab

圖2溶液pH對煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑吸附Hg2+(a)和Pb2+(b)的影響

（2）初始濃度對溶液中汞和鉛吸附效果的影響

初始濃度能夠直接影響材料對重金屬離子的吸附效果，通過研究初始濃度對

Pb2+吸附效果的影響，確定材料在水溶液環(huán)境中對重金屬Pb2+的實際吸附容量。

圖3為不同溫度下，煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化材料吸附Pb2+的影響情況。可以

看出，材料用量為50mg時，Pb2+的吸附量隨Pb2+初始濃度的增加而增加，直到

吸附達到平衡。在Pb2+濃度較低和材料投加量一定時，材料表面的吸附點位未被

Pb2+完全占據(jù)，因此，Pb2+在一定濃度范圍內(nèi)，隨著Pb2+初始濃度的增加，材料

對Pb2+的吸附量呈增加趨勢；之后隨著Pb2+濃度的增加，材料表面的活性點位被

占據(jù)，直到吸附平衡。

ab

圖3溶液濃度對煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑吸附Hg2+(a)和Pb2+(b)的影響

為了進一步揭示煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑對Pb2+的吸附過程，本研究使

用Langmuir和Freundlic模型擬合煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑對Pb2+的吸附等

溫數(shù)據(jù)。表1和2為煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化材料吸附Hg2+和Pb2+的影響情

7

況（試驗條件：pH=5，材料用量=50mg，15℃、25℃和35℃）。結(jié)果表明，通

過Langmuir吸附等溫模型能夠計算材料對Pb2+的最大吸附量（Qm）在15℃、

25℃和35℃條件下，煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑的最大吸附量為

321.108-325.796mg/g，而對Hg2+的的最大吸附量（Qm）為116.863-125.466mg/g。

此外，煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化材料吸附Hg2+和Pb2+的吸附量隨溫度的升高

而增加。

表1煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化材料吸附Hg2+的等溫吸附模型參數(shù)

鈍化材料

等溫線及參數(shù)

15℃25℃35℃

Langmuir等溫線

-1

Qm/mg·g116.863118.690125.466

-1

KL/mg·L0.0590.0780.093

R20.9610.9720.964

Freundlic等溫線

-1-11/n

KF/(mg·g)(L·mg)8.49110.87612.016

1/n0.6210.6240.615

R20.8200.9650.953

表2煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化材料吸附Pb2+的等溫吸附模型參數(shù)

鈍化材料

等溫線及參數(shù)

15℃25℃35℃

Langmuir等溫線

-1

Qm/mg·g321.108323.606325.796

-1

KL/mg·L0.0260.0910.096

R20.9790.9650.957

Freundlic等溫線

-1-11/n

KF/(mg·g)(L·mg)95.054102.022106.243

1/n0.1880.1920.190

R20.9070.8990.881

5.2鈍化材料對土壤中Hg2+和Pb2+鈍化效果研究

5.2.1試驗來源和目的

為評價煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑對土壤中重金屬的鈍化效果，為產(chǎn)品后

續(xù)推廣提供科學依據(jù)，特安排如下土壤培養(yǎng)試驗。

5.2.2試驗內(nèi)容

模擬汞和鉛復合污染土壤（汞濃度為：6mg/kg，鉛濃度為600mg/kg）的配

8

置：取0-20cm的表層土，風干，過2mm的篩，向土壤中加入一定量

Pb(NO3)2·4H2O和Hg(NO3)2溶液，充分攪拌混合均勻，保持含水率約為田間持

水量的30%，在室溫下培養(yǎng)30d，使重金屬汞和鉛各形態(tài)達到平衡，之后風干備

用。

（1）材料添加量對土壤汞和鉛鈍化效果影響試驗

將風干過篩的汞和鉛污染土壤與材料分別按照（0.25%、0.5%、1%、2%、

5%）的質(zhì)量比混合均勻于燒杯中。按照15%的質(zhì)量比向其中添加去離子水，攪

拌均勻，將上述混合土樣置于生化培養(yǎng)箱中進行鈍化，調(diào)節(jié)溫度為25℃，濕度

為80%，14d后土樣取出于烘箱中60℃烘干。采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的

測定原子吸收法》（GB/T23739-2009）測定土壤有效態(tài)重金屬含量。

（2）鈍化時間對土壤汞和鉛鈍化效果影響試驗

將風干過篩的污染土壤與材料按照一定比例混合均勻于燒杯中，按照15%

的質(zhì)量比向其中添加去離子水，攪拌均勻。將上述混合土樣置于生化培養(yǎng)箱中進

行鈍化，調(diào)節(jié)溫度為25℃，濕度為80%，分別于1、3、5、7、15和30d取出土

樣于烘箱中60℃烘干。采用《土壤質(zhì)量有效態(tài)鉛和鎘的測定原子吸收法》（G

B/T23739-2009）測定土壤有效態(tài)重金屬含量。

（3）鈍化前后土壤汞和鉛的形態(tài)分析試驗

對鈍化30d后的土樣采用BCR連續(xù)提取法進行重金屬形態(tài)分析。

5.2.3試驗結(jié)果與分析

（1）材料添加量對土壤汞和鉛鈍化效果的影響

從圖4看出，材料對土壤汞和鉛的鈍化率均隨著投加量的增加而增大并有趨

于穩(wěn)定的趨勢，其中，材料對土壤汞的鈍化率由投加量為0.25%時的60.4%快速

增加到投加量為2%時的91.4%，對土壤鉛的鈍化率由投加量為0.25%時的21.2%

快速增加到投加量為2%時的53.7%。說明鈍化材料對土壤汞和鉛具有良好的鈍

化效果，可降低土壤汞和鉛的可移動性，減少了對環(huán)境的危害。綜合原料成本及

對土壤汞和鉛的鈍化效果等因素，后續(xù)試驗均選擇2%作為煤基腐植酸殘渣重金

屬鈍化材料的投加量。

9

圖4材料添加量對鈍化Hg2+和Pb2+效果的影響

（2）鈍化時間對土壤汞和鉛鈍化效果的影響

由圖5得，在材料投加量為2%時，添加鈍化材料組對汞和鉛的在第30d的

鈍化率分別為92.3%和57.1%。且在鈍化時間為1d到5d時對土壤中汞和鉛的

鈍化效率增加明顯，隨后從5d到30d保持相對穩(wěn)定，因此材料在5d即可基本

完成其對土壤中汞和鉛的鈍化，這也說明材料對土壤中汞和鉛的鈍化效果具有相

對長期的穩(wěn)定性。

圖5時間對鈍化Pb2+和Hg2+效果的影響

（3）鈍化材料對土壤汞和鉛的形態(tài)的影響

從圖6中可以看出，添加材料前后土壤中汞和鉛的酸可提取態(tài)均據(jù)有較大幅

度的降低。與空白組相比，添加材料使土壤汞的酸可提取態(tài)由空白組的61.4%

減少到18.7%，殘渣態(tài)含量由空白組的15.1%增加到29.2%；土壤鉛的酸可提

取態(tài)由空白組的27.9%減少到19.5%，殘渣態(tài)含量由空白組的18.0%增加42.7%。

綜上所述，添加材料均可以使土壤中汞和鉛的殘渣態(tài)含量增加，酸可提取態(tài)減少，

減少了汞和鉛的可遷移性，對土壤汞和鉛污染具有更好的鈍化效果。

10

圖6土壤中Pb2+和Hg2+的形態(tài)變化

5.3鈍化材料對作物產(chǎn)量的影響

5.3.1試驗來源和目的

為評價煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑對土壤中重金屬的生物有效性影響，為

產(chǎn)品后續(xù)推廣提供科學依據(jù)，特安排如下盆栽試驗。

5.3.2試驗內(nèi)容

向直徑為11cm，高為10cm的塑料花盆中裝填已經(jīng)提前配制好的鉛汞污染

土壤，每盆裝土500g，并保持每盆土中氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施入

量為0.075g、0.09g、0.06g，將材料按土量的2.0%添加到土壤中，混合均勻，

保持田間持水量的70%，盆底放置紗布，每個花盆中種健康的20粒小油菜種子，

長出小苗7d后，對花盆中的小油菜進行間苗，每個花盆選取5棵代表性長勢相

似的小苗，并以70%的田間持水量為參考向花盆中定期加水，所有盆栽均設置平

行樣。小油菜生長45d后收獲。記錄小油菜地上部分和地下部分的鮮重，干重，

株高，根長、葉綠素及地上和地下部分重金屬汞和鉛含量。

5.3.3試驗結(jié)果與分析

由圖7可以看出，在汞和鉛的脅迫條件下，相較于未添加材料的空白組，添

加鈍化材料后植物的生物量明顯增加。為進一步探究添加重金屬鈍化材料對植物

的影響，研究了植物鮮重、干重、葉綠素含量和汞/鉛重金屬含量（表3）。由表

3可知，在汞和鉛脅迫條件下，施用鈍化材料能明顯提高小油菜產(chǎn)量。與空白組

相比，添加鈍化材料處理的小油菜鮮重和干重分別增加了41.13%和15.38%，表

明鈍化材料能夠促進小油菜的生長。此外，鈍化材料對汞和鉛污染具有更好的去

除效果，能更明顯的減輕汞和鉛對植物的毒害作用。

11

空白組鈍化材料組

圖7空白與添加鈍化材料組植物地上與地下部對比圖

表3鈍化材料對汞和鉛脅迫下小油菜生物量的影響

植物Hg含量植物Pb含量

鮮重干重株高根長葉綠素a葉綠素b

試驗處理（mg/Kg）（mg/Kg）

（g）（g）（cm）（cm）（mg/g）（mg/g）

地上地下地上地下

空白組1.410.1314.27.51.340.4920.1513.05135.4789.9

鈍化材料組1.990.1513.58.71.270.361.312.5849.5140.53

5.4結(jié)論

結(jié)合水相、土壤及對作物產(chǎn)量的試驗得出以下結(jié)論：

（1）鈍化材料可有效吸附水中汞和鉛離子，對Pb2+的最大吸附量為

321.108-325.796mg/g，而對Hg2+的的最大吸附量（Qm）為116.863-125.466mg/g。

此外，鈍化材料吸附對Hg2+和Pb2+的吸附量隨溫度的升高而增加。

（2）添加鈍化材料可有效提高鈍化土壤中汞和鉛的鈍化效率，使土壤中汞

和鉛的殘渣態(tài)含量增加，酸可提取態(tài)減少，減少了汞和鉛的可遷移性。

（3）鈍化材料可更明顯的減輕汞和鉛對植物的毒害作用，提高植物的生物

量。

6.采用國際標準的程度及水平的簡要說明（適用時）；

無

7.與現(xiàn)行的法律、法規(guī)及國家標準、行業(yè)標準的關系；

目前我國未見關于煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑的國家標準或行業(yè)標準。本

標準完全符合國家法律、法規(guī)的規(guī)定和強制性標準的要求。不存在任何與現(xiàn)行法

律法規(guī)相違背之處。

12

8.重大分歧意見的解決過程、依據(jù)和結(jié)果（適用時）；

本標準的編寫過程無重大分歧。

9.貫徹土盟團體標準的要求和措施建議（包括組織措施、技

術措施、過渡辦法等內(nèi)容）；

無

10.標準發(fā)行范圍和數(shù)量的建議；

本標準適用于煤基腐植酸殘渣為原料通過使用磷酸二氫銨按一定比例混合

加水活化后制得的對土壤重金屬具有鈍化效果的材料。

11.其它應予說明的事項。

無

13

附表1《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》評審意見

姓名單位條文號修改意見整改措施

建議將總腐植酸定義改為“采

用焦磷酸鈉堿溶液從腐植酸

原料或肥料中提取并經(jīng)

已在原文進行修

3.3總腐植酸pH=1.0的酸沉淀后得到的腐

改

中國礦業(yè)大植酸。包括游離腐

馬妍

學（北京）植酸和結(jié)合態(tài)腐植酸?！眳⒖?/p>

GB/T38073-2019，2.1.10

已修改為“應在

“應重新自采樣批中加倍采

7.3判定規(guī)則原批次樣品中采

樣進行復驗”，語序不通順

樣進行復驗”

已改為“將腐植

山東農(nóng)大肥8.2腐植酸殘“將材料直接均勻施撒于田

酸殘渣重金屬鈍

丁方軍業(yè)科技股份渣重金屬鈍化間，施撒生物炭后”，為什么

化劑直接均勻施

有限公司劑施用方法是生物炭

撒于田間”

建議：“表1腐植酸殘渣重金

中國礦業(yè)大

繩琳琳5基本要求屬鈍化劑理化要求”中粒度的已進行修改

學（北京）

單位“%”，應該改為“mm”

已改為“每批次

建議補充具體的抽樣方法，如

7.2抽樣產(chǎn)品隨機抽取2

每批產(chǎn)品隨機抽取2kg樣品

kg樣品”

北京科技大

季宏兵已改為“將腐植

學8.2腐植酸殘

核實“施撒生物炭后進行旋耕酸殘渣重金屬鈍

渣重金屬鈍化

作業(yè)”內(nèi)容?；瘎┲苯泳鶆蚴?/p>

劑施用方法

撒于田間”

王平濱州學院1范圍建議將“標準”改為“文件”已更改

14

10%的含水量較為干燥，一般

北京嘉博文

腐植酸原料含水量在15%-25%已將水分由“≤

馬倩生物科技有5基本要求

之間，建議水分含量控制在10”改為“≤15”

限公司

15%-20%之間

附表2《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》編制說明評審意見

姓名單位條文號修改意見整改措施

“土壤染”改為“土

壤污染”；

3.1國內(nèi)外相已在原文進行修

“產(chǎn)地”改為“場地”；

關標準概況改

“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地”改為

“重金屬污染場地”

中國礦業(yè)大學采用焦磷酸鈉堿溶液

馬妍

（北京）從腐植酸原料或肥料

中提取并經(jīng)pH=1.0的

4.3術語與定已在原文進行修

酸沉淀后得到的腐植

義改

酸。包括游離腐

植酸和結(jié)合態(tài)腐植

酸。

只提及Pb的吸附及穩(wěn)

5主要試驗內(nèi)定，試驗內(nèi)容還包含已添加對Hg的試

容及說明Hg的相關實驗內(nèi)容，驗性內(nèi)容

前后存在不一致

“材料添加量對土壤

季宏兵北京科技大學汞和鉛鈍化效果影響

5.2.2材料添

試驗”中，土壤與材

加量對土壤汞編寫錯誤，已進

料質(zhì)量比與后文

和鉛鈍化效果行修改

“5.2.3材料添加量

的影響

對土壤汞和鉛鈍化效

果的影響”不符

整個的試驗內(nèi)容及說

明主要是描述了在實

驗室條件下，以煤基

腐植酸殘渣為原料制目前市面上并沒

北京嘉博文生

5主要試驗內(nèi)備的土壤重金屬鈍化有同類型產(chǎn)品，

馬倩物科技有限公

容及說明劑，在實驗室模擬條因而無法進行對

司

件下對重金屬的吸附比

效果研究過程。建議

與市面上同類型產(chǎn)品

進行對比，如果目前

15

市面上沒有煤基腐植

酸殘渣重金屬鈍化劑

成品產(chǎn)品，可另當別

論。

16

目錄

一、工作簡況...............................................................................................................1

二、工作主要過程.......................................................................................................1

三、國內(nèi)外相關標準概況...........................................................................................2

3.1國外相關標準情況.................................................................................2

3.2國內(nèi)相關標準情況.................................................................................3

四、主要技術內(nèi)容及說明...........................................................................................3

4.1適用范圍.................................................................................................3

4.2規(guī)范性引用文件.....................................................................................4

4.3術語和定義.............................................................................................4

4.4制備流程.................................................................................................4

4.5技術指標確定依據(jù)..................................................................................5

五、主要試驗內(nèi)容及說明............................................................................................6

5.1鈍化材料對水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究.........................................6

5.1.1試驗目的......................................................................................6

5.1.2試驗材料與方法..........................................................................6

5.1.3試驗結(jié)果與分析..........................................................................6

5.2鈍化材料對土壤中Hg2+和Pb2+鈍化效果研究.....................................8

5.2.1試驗目的......................................................................................8

5.2.2試驗內(nèi)容......................................................................................8

5.1.3試驗結(jié)果與分析..........................................................................9

5.3鈍化材料對植物產(chǎn)量的影響...............................................................11

5.3.1試驗目的....................................................................................11

5.3.2試驗內(nèi)容....................................................................................11

5.3.3試驗結(jié)果與分析........................................................................11

5.4結(jié)論.......................................................................................................12

六、采用國際標準的程度及水平的簡要說明（適用時）.....................................12

七、與現(xiàn)行的法律、法規(guī)及國家標準、行業(yè)標準的關系.....................................12

八、重大分歧意見的解決過程、依據(jù)和結(jié)果（適用時）.....................................13

八、貫徹土盟團體標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術措施、過渡辦法

等內(nèi)容）..........................................................................................錯誤！未定義書簽。

九、標準發(fā)行范圍和數(shù)量的建議.............................................................................13

十、其它應予說明的事項.........................................................................................13

《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》

編制說明

1.工作簡況；

包括任務來源、協(xié)作單位、中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)

新聯(lián)盟團體標準（以下簡稱：土盟團體標準）主要起草人及

其所做的工作等；

腐植酸殘渣是指利用風化煤、褐煤等低階煤提取腐植酸后的固體物質(zhì)，具有

pH值高、附著較多灰分的特點。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程加快，腐植酸由于其

具有刺激植物生長和改善土壤結(jié)構(gòu)等特點而被廣泛使用。據(jù)統(tǒng)計，截至2018年，

我國腐植酸水溶肥料產(chǎn)品累計登記數(shù)達到2667個。但目前針對腐植酸殘渣的資

源化利用研究較少，提取腐植酸后可產(chǎn)生大量腐植酸殘渣，若處置不當或隨意丟

棄可能會污染當?shù)丨h(huán)境等問題。與其他固體廢棄物相比，腐植酸殘渣含有豐富的

胡敏素和有機質(zhì)，具有很大的回收利用價值。因此對腐植酸殘渣資源化處理可以

變廢為寶、化害為利，實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

另一方面，我國土壤重金屬污染問題不容樂觀，據(jù)生態(tài)環(huán)境部《2019年中

國環(huán)境生態(tài)公報》顯示，我國影響土壤環(huán)境質(zhì)量主要污染物是重金屬，其中鎘（Cd）、

汞（Hg）、鉛（Pb）為主要污染物。重金屬鈍化劑的加入主要降低重金屬的遷移

性同時改變重金屬賦存形態(tài)，達到降低重金屬遷移性和生物有效性。利用腐植酸

殘渣改性材料對土壤重金屬進行鈍化，不僅能夠緩解土壤重金屬污染，還能夠?qū)?/p>

腐植酸殘渣起到二次利用的目的。目前，關于以煤基腐植酸殘渣為原料生產(chǎn)的重

金屬鈍化劑國內(nèi)并未有統(tǒng)一的團體、行業(yè)或國家標準，因此本技術規(guī)程將是對已

有規(guī)程的補充。

《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》團體標準由中國礦業(yè)

大學（北京）提出，由中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟立項，由中國礦業(yè)

大學（北京）、北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大學、山東農(nóng)大肥業(yè)科

技股份有限公司負責起草。

2.工作主要過程；

1

在接到中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟下達的《腐植酸殘渣制備重金

屬鈍化材料及其應用技術規(guī)程》團體標準編制計劃后，由中國礦業(yè)大學（北京）、

北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大學、山東農(nóng)大肥業(yè)科技股份有限公司

和濱州學院抽調(diào)專業(yè)技術人員組成了《腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料及其應用

技術規(guī)程》標準起草組，開展本標準制定的各項工作，并召開會議征求意見，就

標準制定、試驗方法等技術內(nèi)容進行研討，具體工作過程如下：

2022年6月，向標委會提交了本項目聯(lián)絡人信息（姓名、電話/手機、郵箱），

項目立項申請。

2022年6月，中關村眾信土壤修復產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟確認項目立項。

2022年9月，土盟團標委員會組織專家進行立項評審。

2022年10月，標準起草組提交了本標準起草工作方案（電子版）。

2022年10月，標準起草組完成了標準初稿。

2023年3月，標準起草組對標準初稿內(nèi)容進行了反復修改，形成了標準征求

意見稿的初稿，發(fā)送評審專家組進行小范圍的意見征詢。

經(jīng)專家質(zhì)詢和論證，提出以下意見和建議：1、編制組提交的相關材料內(nèi)容

翔實，框架基本合理。2、標準初稿適用范圍明確，技術內(nèi)容較完整全面。3、專

家組對初稿提出了修改建議。綜上，專家一致同意編制組修改完善后盡快征求意

見。參與單位與專家組所提意見及整改措施詳見附表1和附表2。

2023年5月，對征詢的意見進行匯總，并對該標準征求意見稿修訂完善。

標準起草組主要工作人員及分工如下：

組長：黃占斌

組員：王穎南、繩琳琳、馬妍、初茉、丁方軍、季宏兵、王平、馬倩、陳日

遠

3.國內(nèi)外相關標準概況

3.1國外相關標準情況

在環(huán)境污染防治方面，自20世紀70年代開始，美國、歐洲和日本等發(fā)達國

家就建立了土壤污染綜合防治的法律法規(guī)體系，開展和完善場地污染防治標準、

污染監(jiān)測及分類防治工作，注重強化風險防治。

2

重金屬污染場地環(huán)境調(diào)查和監(jiān)測方面，很多發(fā)達國家已建立較為完善標準體

系。美國針對土壤和廢棄物等提供了相應的采樣方法和現(xiàn)場測試方法。主要包括

《美國土壤環(huán)境質(zhì)量標準體系》《美國土壤篩選值的制定方法》和《土壤篩選值

制定指南：用戶手冊》（EPA/540/R-96/018）等標準，國際上標準以土壤環(huán)境質(zhì)

量評價為核心，主要有《土壤質(zhì)量背景值確定指南》（ISO19258-2005）、《土

壤質(zhì)量基于地下水保護的土壤性質(zhì)表征》（ISO15175-2005）等標準為土壤質(zhì)量

評價提供了多角度的參考依據(jù)。加拿大、荷蘭、英國、法國、日本等國家均在此

基礎上建立了健康風險評價方法，制定了土壤質(zhì)量指導值、目標值、行動值等。

但是，在土壤改良方面，目前國際上缺乏重金屬污染鈍化劑的使用等規(guī)范。

3.2國內(nèi)相關標準情況

廣東省地方標準《耕地土壤重金屬污染鈍化調(diào)理技術指南（DB44/T

2271-2021)》，規(guī)定了耕地土壤重金屬污染鈍化調(diào)理的技術流程和調(diào)理劑的選擇。

《生物炭凹凸棒石土壤重金屬鈍化劑（T/CSTM00469-2022）》，主要是規(guī)

定了以生物炭、凹凸棒石為主要原料，添加適量的助劑制成的土壤重金屬鈍化劑

的試驗方法和檢驗規(guī)則。

《土壤重金屬鈍化劑（Q/12KF5572-2019）》主要是規(guī)定了以生物炭為主要

原料，生產(chǎn)的土壤重金屬鈍化劑的產(chǎn)品分類、試驗要求、檢驗規(guī)則和產(chǎn)品的標識、

包裝與貯存。

上述標準多為針對以生物炭為原料提出的標準，沒有具體涉及針對以煤基腐

植酸殘渣為原料制備的土壤重金屬鈍化劑，因此本技術規(guī)程將是對已有規(guī)程的補

充。

4.主要技術內(nèi)容及說明

4.1適用范圍

本標準界定了腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑的術語和定義，規(guī)定了腐植酸殘

渣土壤重金屬鈍化劑的要求、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和儲存，描述了腐植酸殘渣

土壤重金屬鈍化劑的使用方法。本標準適用于以腐植酸殘渣為主要原料，通過一

定改性方法制成的土壤重金屬鈍化劑。

4.2規(guī)范性引用文件

3

確定腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的含水率引用了GB/T8577復混肥料

中游離水含量的測定卡爾.費休法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中總腐植酸含量引用了GB/T11957煤中腐

植酸產(chǎn)率測定方法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中鉛吸附量引用了GB/T12496.22木質(zhì)活性

炭試驗方法重金屬的測定；

土壤污染物指標控制及含量限值應符合GB15618-2018規(guī)定執(zhí)行；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的粒度大小應符合GB/T20781固體肥料

和土壤調(diào)理劑篩分試驗；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的pH值應符合NY/T1377土壤pH值的測

定電位法；

腐植酸殘渣土壤重金屬鈍化劑中的元素限量應符合NY/T1978肥料汞、砷、

鎘、鉛、鉻含量的測定。

4.3術語和定義

本標準共有3個術語和定義。具體如下：

（1）腐植酸殘渣

以風化煤、褐煤等低階煤為原料，使用堿法提取后產(chǎn)生的固體物質(zhì)。

（2）腐植酸殘渣重金屬鈍化劑

以腐植酸殘渣為主要原料，將腐植酸殘渣與磷酸二氫銨按一定比例混合加水

活化后制得的對土壤重金屬具有鈍化效果的材料。利用腐植酸殘渣改性材料的物

理化學特性降低重金屬的遷移性和可利用性，從而修復重金屬污染土壤。

（3）總腐植酸

采用焦磷酸鈉堿溶液從腐植酸原料或肥料中提取并經(jīng)pH=1.0的酸沉淀后得

到的腐植酸。包括游離腐植酸和結(jié)合態(tài)腐植酸。

4.4制備流程

首先將腐植酸殘渣進行破碎處理并進行篩分，使其粒徑小于2mm，取破碎

后腐植酸殘渣1t，將其置于料漿池，加入30000L水并加入45L硝酸（68％），

攪拌約60min調(diào)節(jié)pH。靜置6h使固液分離，隨后取出溶液，將材料加入反應釜

中并加入27000L水及900Kg磷酸二氫銨（NH4H2PO4）于70℃下攪拌60min，

固液分離并使用回旋烘干機將材料干燥，最終制得腐植酸殘渣改性材料，包裝、

4

抽檢合格后即可出庫（圖1）。

圖1腐植酸殘渣制備重金屬鈍化材料制備工藝流程圖

4.5技術指標確定依據(jù)

通過對現(xiàn)行的土壤重金屬鈍化劑企業(yè)標準和團體標準的主要技術指標要求，

涉及pH、水分、總腐植酸含量、粒度和鉛吸附量，以及限制指標汞、砷、鎘、

鉛、鉻，綜合各指標和收集的樣品進行相關數(shù)據(jù)的檢測，本標準在參考現(xiàn)行標準

的基礎上確定產(chǎn)品技術和限制指標。

腐植酸由芳香族及多種官能團構(gòu)成，具有弱酸性、吸水性、膠體性、吸附性、

離子交換性、絡合性、氧化還原性等物理化學和生物活性，煤基腐植酸殘渣含有

一定量的腐植酸不僅可以對土壤中重金屬離子進行絡合反應，降低重金屬的危害

程度，還有助于土壤團聚體的形成，有助于粘性土形成良好的結(jié)構(gòu)，從而改變了

土壤孔隙狀況和水、氣比例，創(chuàng)造適宜的土壤松緊度。因此，本標準腐植酸含量

參照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》中腐植酸水溶肥料（微量元素型）

產(chǎn)品技術標準中腐植酸含量規(guī)定。

材料的pH值決定著對土壤pH值的影響程度，過高或過低的pH值均不利

于植物的生長，因此本標準pH值參照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》

和《腐植酸鈉（NY1106-2010）》中關于產(chǎn)品pH值的規(guī)定。

5

對于重金屬污染土壤，本標準選用重金屬污染土壤中較為常見的鉛作為材料

所需吸附元素。通過吸附試驗確定重金屬鈍化劑對鉛的吸附量，并參照《木質(zhì)活

性炭試驗方法重金屬的測定（GB/T12496.22-1999）》中的試驗方法。

各限量指標的確定參考并符合NY/T525-2021有機肥料中各限定指標的要

求。

5.主要試驗內(nèi)容及說明

5.1鈍化材料對水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究

5.1.1試驗目的

為評價煤基腐植酸殘渣重金屬鈍化劑在水相中對Hg2+和Pb2+的吸附效果，

為產(chǎn)品后續(xù)在土壤中的應用提供科學依據(jù)，特安排如下試驗。

5.1.2試驗材料與方法

（1）試驗材料

以腐植酸殘渣為主要原料，將腐植酸殘渣與磷酸二氫銨按一定比例混合加水

活化后制得的對土壤重金屬具有鈍化效果的材料。

（2）吸附試驗內(nèi)容

pH對溶液中Hg2+和Pb2+吸附效果影響試驗

準確稱取材料0.05g于50mL離心管中，分別加入Pb2+（初始濃度600mg/L）

和Hg2+（初始濃度100mg/L）溶液25mL，調(diào)節(jié)pH值為2、3、4、5