一种促生态修复型融雪剂及其制备方法
【专利摘要】一种促生态修复型融雪剂及其制备方法，该融雪剂包括如下质量比的组分：聚天冬氨酸10～30份，腐殖酸30～50份，醋酸盐10～30份，氯盐0～20份。首先按质量比例准备腐殖酸，加入高锰酸钾和30％的双氧水，进行联合预氧化反应；联合预氧化反应结束后加入醋酸盐和氯盐搅拌溶解，降至室温；加入聚天冬氨酸，混合均匀后直接装桶作为液态融雪剂，或喷雾制成固体颗粒融雪剂。本发明的融雪剂可以在融雪化冰的同时，刺激植物生长，缓解土壤中残留氯盐融雪剂对环境的危害，并且可以生物降解，制备工艺简单，生产成本相对较低，适合工业化应用。
【专利说明】
一种促生态修复型融雪剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及复合盐技术领域，特别是一种促生态修复型融雪剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 以北京为代表的我国北方城市，冬季降雪不仅严重影响高速公路与城市的交通安 全与居民正常的生产生活，甚至威胁人民的生命安全。融雪剂已经成为快速除雪，保证交通 的重要和必须手段。融雪剂又称化冰盐，通过向积雪中加入盐分来降低水的冰点，使积雪融 化。据统计，仅2014年，北京市融雪剂用量就高达65000多吨，沈阳市超过12000吨。目前广泛 使用的融雪剂主要为氯化钠、氯化钙、氯化镁等氯盐型无机盐。然而，实践表明，环境中大量 残存的氯盐不仅会促进混凝土膨胀开裂、钢筋外露锈蚀，与沥青反应造成路面破损，而且会 使土壤盐碱化，严重危害绿化植物生长。据统计，美国因氯盐腐蚀破坏环境成本约为国民生 产总值的4%。北京仅在2005年，城八区内因使用融雪剂引发的行道树、绿蓠以及草坪严重 盐害或死亡，直接损失3000多万元;北四环路边土壤取样分析表明，盐含量为正常值的392 倍。目前，北京因使用融雪剂每年造成有12万~15万元/Km绿化经济损失。为此，急需开发一 种高效、促生态修复型的融雪剂。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种促生态修复型融雪剂，其可以在融雪化冰的同时，刺激 植物生长，缓解土壤中残留氯盐融雪剂对环境的危害，并且可以生物降解。
[0004] 本发明的另一目的是提供上述促生态修复型融雪剂的制备方法，其工艺简单，生 产成本相对较低，适合工业化应用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0006] -种促生态修复型融雪剂，它包括如下质量比的组分:聚天冬氨酸10~30份，腐殖 酸30~50份，醋酸盐10~30份，氯盐0~20份。
[0007] 进一步的，所述醋酸盐为醋酸钙或醋酸镁;所述氯盐为氯化钙或氯化镁;所述腐殖 酸为采用高锰酸钾和双氧水进行联合预氧化处理后的腐殖酸。
[0008] -种所述的促生态修复型融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009] 首先按质量比例准备腐殖酸，加入高锰酸钾和30%的双氧水，进行联合预氧化反 应；
[0010] 联合预氧化反应结束后加入醋酸盐和氯盐搅拌溶解，降至室温；
[0011] 加入聚天冬氨酸，混合均匀后直接装桶作为液态融雪剂，或喷雾制成固体颗粒融 雪剂。
[0012] 进一步的，所述联合预氧化反应的工艺条件为：30%的双氧水体积用量与腐殖酸 的质量用量比例为1.0~2.0ml/g，30%的双氧水体积用量与高锰酸钾的质量用量比例为 2.0~4.01111/^，反应温度为30~40°(：，反应时间为90~1201^11。
[0013]本发明促生态修复型融雪剂中，聚天冬氨酸(PASP)是一种水溶性可生物降解的氨 基酸类聚合物，可显著促进植物对养分吸收，提高农作物产量，是世界公认的"绿色化学 品"。其结构内含大量肽键和羧基等活性基团，聚天冬氨酸能抑制晶体生长，冰点在-10~- 20°C，是一种理想的有机融雪剂原料。
[0014] 本发明促生态修复型融雪剂中，腐殖酸(HA)是一种以多元醌和多元酚为芳香核芯 的高聚物，连接有强亲水性的-C00H和-OH。由微生物发酵植物秸杆获得的腐殖酸，除基本结 构外，还含用一定量可降低冰点的糖类、醇类及氨基酸、蛋白质、核苷酸等物质，来源广泛， 价格低廉，有改良土壤、刺激作物生长等作用。其降解物还具有缓解植物盐迫害、改善农产 品质量等功效。从植物营养来看，腐殖酸是一种理想的环保型有机融雪剂原料。
[0015] 本发明的有益效果是：
[0016] 1、融雪迅速，原料组分结构中富含-C00H、-〇H、-NH2等亲水基团，融雪效果好;且聚 天冬氨酸可抑制晶体生长，融化的雪水不易再重新结冰。
[0017] 2、原料中的聚天冬氨酸和腐殖酸不仅可生物降解，还能促植物生长，其中腐殖酸 降解物还可缓解植物盐害，聚天冬氨酸能缓解化学腐蚀。本发明制备的融雪剂可以缓解多 年来土壤中残留和累积的氯盐型融雪剂对环境的危害，促进生态修复。
[0018] 3、原料中大量使用的腐殖酸由植物秸杆发酵获得，符合我国集约型经济发展模式 和可持续经济发展战略，同时也提高了农作物的附加值、增加了农民收入。
[0019] 4、制备方法简单，成本低于现行国内外推广的CMA环保型融雪剂(醋酸钙镁盐），具 备推广使用价值。
【附图说明】
[0020] 图1是大叶黄杨经测试液A、测试液B、测试液C浇灌后的长势情况图。
【具体实施方式】
[0021] 以下举若干具体实施例对本发明进行详细说明，其并非对本发明的实施范围进行 限制。
[0022] 一、制备实施例
[0023] 本发明各实施例中使用的各组分及化学药品均有市售，以下不再赘述。
[0024] 实施例1:
[0025]各组分比例为:聚天冬氨酸10份，腐殖酸40份，醋酸盐30份，氯盐20份；
[0026] 具体实施步骤为:在室温下称取100g腐殖酸溶解在500ml蒸馏水中，升温至40°C， 在搅拌下加入50g高锰酸钾和100ml质量浓度为30%的双氧水，反应90min后分别加入醋酸 钙75g、氯化钙50g，搅拌溶解后降至室温，再加入固体含量为40%的聚天冬氨酸62.5ml，搅 拌均匀即得液态融雪剂，或者喷雾成固体颗粒状融雪剂。
[0027] 实施例2:
[0028] 各组分比例为:聚天冬氨酸30份、腐殖酸50份、醋酸盐20份、氯盐0份。
[0029] 具体实施步骤为:在室温下称取100g腐殖酸溶解在500ml蒸馏水中，升温至30°C， 在搅拌下加入50g高锰酸钾和200ml质量浓度为30%的双氧水，反应120min后加入醋酸镁 40g，搅拌溶解后降至室温，再加入固体含量为40%的聚天冬氨酸150ml，搅拌均匀即得液态 融雪剂，或者喷雾成固体颗粒状融雪剂。
[0030] 实施例3:
[0031] 各组分比例为:聚天冬氨酸20份、腐殖酸30份、醋酸盐30份、氯盐20份。
[0032] 具体实施步骤为:在室温下称取100g腐殖酸溶解在500ml蒸馏水中，升温至35°C， 在搅拌下加入50g高锰酸钾和150ml质量浓度为30 %的双氧水，反应120min后分别加入醋酸 钙l〇〇g、氯化镁66.6g，搅拌溶解后降至室温，再加入固体含量为40 %的聚天冬氨酸 166.7ml，搅拌均匀即得液态融雪剂，或者喷雾成固体颗粒状融雪剂。
[0033]二、制备的融雪剂的融雪能力、腐蚀性及对植物种子发芽率影响的测定
[0034] 将实施例1~3中所制备的融雪剂稀释成固含量为18 %的溶液或配制成质量浓度 为18%的溶液，然后配制质量浓度为18%的氯化纳溶液作对照，参照融雪剂北京市地方标 准(DB11T 161-2012)测定其化冰性能(冰点、融冰速率）、金属腐蚀率及对植物种子(大豆和 玉米)相对受害率。其结果分别见表1、表2、表3。
[0035] 表 1
[0036]
[0037] 根据DB11T 161 -2012，I型融雪剂的冰点应为-10 °C~15 °C，融雪化冰能力应2氯 化钠的90%。表1中的测试结果表明，本发明制备的三批融雪剂，均达到了I型融雪剂的融雪 化冰性能。
[0038] 表2
[0039]
[0040]表2中的结果显示，就对碳钢腐蚀率性能而言，本发明制备的三批融雪剂均低于 0.11mm/a，符合 DB11T 161-2012 标准。
[0041] 表 3
[0042]
由表3结果可知，18%的氯化钠溶液对两种常见植物种子的发芽率影响非常大，相 对受害率均高于70%，远远高于GB/T23851-2009中的标准（<50%)，而本发明制备的三批 融雪剂对植物种子影响较小或几乎没有影响。
[0044]三、制备的融雪剂对生态环境修复
[0045]采用实施例2制备的融雪剂、氯化纳溶液及将实施例2制备的融雪剂和氯化纳按质 量比1:1进行混合得到的溶液，分别作为测试液A、测试液B、测试液C，稀释使三种测试液的 质量浓度均为18%，分别用三种测试液浇灌相邻位置上的三株大叶黄杨，每周一次，一次浇 量为3L，连续三周后三颗大叶黄杨植株长势情况如图1所示。由图1可以看出，添加实施例2 制备的融雪剂后可以明显缓解环境中氯化纳对大叶黄杨造成的盐害。
[0046]另外，按照融雪剂北京市地方标准(DB11T 161-2012)中对碳钢腐蚀率性能测定方 法，对测试液A、测试液B、测试液C进行碳钢腐蚀测试。由腐蚀后碳钢挂片的表观现象可以看 出，添加实施例2制备的融雪剂后可以明显缓解环境中氯化纳造成的碳钢腐蚀。
[0047]综上所述，本发明促生态修复型融雪剂，以可生物降解、促进植物生长的聚天冬氨 酸和腐殖酸为主要原料，经过氧化降解、分子修饰和复配，形成聚天冬氨酸和腐殖酸复合盐 融雪剂。其融雪性能达到了北京市地方标准(GB/T23851-2009)中I型融雪剂标准，对碳钢腐 蚀性小，能有效缓解氯盐型融雪剂造成的植物盐害和腐蚀，制备工艺简单、生产成本相对较 低，适合工业化应用。
【主权项】
1. 一种促生态修复型融雪剂，其特征在于，它包括如下质量比的组分:聚天冬氨酸10~ 30份，腐殖酸30~50份，醋酸盐10~30份，氯盐0~20份。2. 如权利要求1所述的促生态修复型融雪剂，其特征在于，所述醋酸盐为醋酸钙或醋酸 镁;所述氯盐为氯化钙或氯化镁;所述腐殖酸为采用高锰酸钾和双氧水进行联合预氧化处 理后的腐殖酸。3. -种权利要求1或2所述的促生态修复型融雪剂的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤： 首先按质量比例准备腐殖酸，加入高锰酸钾和30%的双氧水，进行联合预氧化反应； 联合预氧化反应结束后加入醋酸盐和氯盐搅拌溶解，降至室温； 加入聚天冬氨酸，混合均匀后直接装桶作为液态融雪剂，或喷雾制成固体颗粒融雪剂。4. 根据权利要求3所述的促生态修复型融雪剂的制备方法，其特征在于:所述联合预氧 化反应的工艺条件为：30 %的双氧水体积用量与腐殖酸的质量用量比例为1.0~2.0ml /g， 30%的双氧水体积用量与高锰酸钾的质量用量比例为2.0~4.0ml/g，反应温度为30~40 °C，反应时间为90~120min。
【文档编号】C09K17/40GK105838326SQ201610274747
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】韩永萍, 贾冠群, 周文平, 贺志福, 潘福娣
【申请人】北京联合大学