腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程 编制说明

团体标准

T/CSERXXX-2023

腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用

技术规程

编制说明

《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》

编制说明

1.工作简况；

包括任务来源、协作单位、中关村众信土壤修复产业技术创

新联盟团体标准（以下简称：土盟团体标准）主要起草人及

其所做的工作等；

腐植酸残渣是指利用风化煤、褐煤等低阶煤提取腐植酸后的固体物质，具有

pH值高、附着较多灰分的特点。随着我国农业现代化进程加快，腐植酸由于其

具有刺激植物生长和改善土壤结构等特点而被广泛使用。据统计，截至2018年，

我国腐植酸水溶肥料产品累计登记数达到2667个。但目前针对腐植酸残渣的资

源化利用研究较少，提取腐植酸后可产生大量腐植酸残渣，若处置不当或随意丢

弃可能会污染当地环境等问题。与其他固体废弃物相比，腐植酸残渣含有丰富的

胡敏素和有机质，具有很大的回收利用价值。因此对腐植酸残渣资源化处理可以

变废为宝、化害为利，实现社会效益、经济效益和环境效益的统一。

另一方面，我国土壤重金属污染问题不容乐观，据生态环境部《2019年中

国环境生态公报》显示，我国影响土壤环境质量主要污染物是重金属，其中镉（Cd）、

汞（Hg）、铅（Pb）为主要污染物。重金属钝化剂的加入主要降低重金属的迁移

性同时改变重金属赋存形态，达到降低重金属迁移性和生物有效性。利用腐植酸

残渣改性材料对土壤重金属进行钝化，不仅能够缓解土壤重金属污染，还能够对

腐植酸残渣起到二次利用的目的。目前，关于以煤基腐植酸残渣为原料生产的重

金属钝化剂国内并未有统一的团体、行业或国家标准，因此本技术规程将是对已

有规程的补充。

《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》团体标准由中国矿业

大学（北京）提出，由中关村众信土壤修复产业技术创新联盟立项，由中国矿业

大学（北京）、北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大学、山东农大肥业科

技股份有限公司负责起草。

2.工作主要过程；

1

在接到中关村众信土壤修复产业技术创新联盟下达的《腐植酸残渣制备重金

属钝化材料及其应用技术规程》团体标准编制计划后，由中国矿业大学（北京）、

北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大学、山东农大肥业科技股份有限公司

和滨州学院抽调专业技术人员组成了《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用

技术规程》标准起草组，开展本标准制定的各项工作，并召开会议征求意见，就

标准制定、试验方法等技术内容进行研讨，具体工作过程如下：

2022年6月，向标委会提交了本项目联络人信息（姓名、电话/手机、邮箱），

项目立项申请。

2022年6月，中关村众信土壤修复产业技术创新联盟确认项目立项。

2022年9月，土盟团标委员会组织专家进行立项评审。

2022年10月，标准起草组提交了本标准起草工作方案（电子版）。

2022年10月，标准起草组完成了标准初稿。

2023年3月，标准起草组对标准初稿内容进行了反复修改，形成了标准征求

意见稿的初稿，发送评审专家组进行小范围的意见征询。

经专家质询和论证，提出以下意见和建议：1、编制组提交的相关材料内容

翔实，框架基本合理。2、标准初稿适用范围明确，技术内容较完整全面。3、专

家组对初稿提出了修改建议。综上，专家一致同意编制组修改完善后尽快征求意

见。参与单位与专家组所提意见及整改措施详见附表1和附表2。

2023年5月，对征询的意见进行汇总，并对该标准征求意见稿修订完善。

标准起草组主要工作人员及分工如下：

组长：黄占斌

组员：王颖南、绳琳琳、马妍、初茉、丁方军、季宏兵、王平、马倩、陈日

远

3.国内外相关标准概况

3.1国外相关标准情况

在环境污染防治方面，自20世纪70年代开始，美国、欧洲和日本等发达国

家就建立了土壤污染综合防治的法律法规体系，开展和完善场地污染防治标准、

污染监测及分类防治工作，注重强化风险防治。

2

重金属污染场地环境调查和监测方面，很多发达国家已建立较为完善标准体

系。美国针对土壤和废弃物等提供了相应的采样方法和现场测试方法。主要包括

《美国土壤环境质量标准体系》《美国土壤筛选值的制定方法》和《土壤筛选值

制定指南：用户手册》（EPA/540/R-96/018）等标准，国际上标准以土壤环境质

量评价为核心，主要有《土壤质量背景值确定指南》（ISO19258-2005）、《土

壤质量基于地下水保护的土壤性质表征》（ISO15175-2005）等标准为土壤质量

评价提供了多角度的参考依据。加拿大、荷兰、英国、法国、日本等国家均在此

基础上建立了健康风险评价方法，制定了土壤质量指导值、目标值、行动值等。

但是，在土壤改良方面，目前国际上缺乏重金属污染钝化剂的使用等规范。

3.2国内相关标准情况

广东省地方标准《耕地土壤重金属污染钝化调理技术指南（DB44/T

2271-2021)》，规定了耕地土壤重金属污染钝化调理的技术流程和调理剂的选择。

《生物炭凹凸棒石土壤重金属钝化剂（T/CSTM00469-2022）》，主要是规

定了以生物炭、凹凸棒石为主要原料，添加适量的助剂制成的土壤重金属钝化剂

的试验方法和检验规则。

《土壤重金属钝化剂（Q/12KF5572-2019）》主要是规定了以生物炭为主要

原料，生产的土壤重金属钝化剂的产品分类、试验要求、检验规则和产品的标识、

包装与贮存。

上述标准多为针对以生物炭为原料提出的标准，没有具体涉及针对以煤基腐

植酸残渣为原料制备的土壤重金属钝化剂，因此本技术规程将是对已有规程的补

充。

4.主要技术内容及说明

4.1适用范围

本标准界定了腐植酸残渣土壤重金属钝化剂的术语和定义，规定了腐植酸残

渣土壤重金属钝化剂的要求、检验规则、包装、运输和储存，描述了腐植酸残渣

土壤重金属钝化剂的使用方法。本标准适用于以腐植酸残渣为主要原料，通过一

定改性方法制成的土壤重金属钝化剂。

4.2规范性引用文件

3

确定腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的含水率引用了GB/T8577复混肥料

中游离水含量的测定卡尔.费休法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中总腐植酸含量引用了GB/T11957煤中腐

植酸产率测定方法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中铅吸附量引用了GB/T12496.22木质活性

炭试验方法重金属的测定；

土壤污染物指标控制及含量限值应符合GB15618-2018规定执行；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的粒度大小应符合GB/T20781固体肥料

和土壤调理剂筛分试验；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的pH值应符合NY/T1377土壤pH值的测

定电位法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的元素限量应符合NY/T1978肥料汞、砷、

镉、铅、铬含量的测定。

4.3术语和定义

本标准共有3个术语和定义。具体如下：

（1）腐植酸残渣

以风化煤、褐煤等低阶煤为原料，使用碱法提取后产生的固体物质。

（2）腐植酸残渣重金属钝化剂

以腐植酸残渣为主要原料，将腐植酸残渣与磷酸二氢铵按一定比例混合加水

活化后制得的对土壤重金属具有钝化效果的材料。利用腐植酸残渣改性材料的物

理化学特性降低重金属的迁移性和可利用性，从而修复重金属污染土壤。

（3）总腐植酸

采用焦磷酸钠碱溶液从腐植酸原料或肥料中提取并经pH=1.0的酸沉淀后得

到的腐植酸。包括游离腐植酸和结合态腐植酸。

4.4制备流程

首先将腐植酸残渣进行破碎处理并进行筛分，使其粒径小于2mm，取破碎

后腐植酸残渣1t，将其置于料浆池，加入30000L水并加入45L硝酸（68％），

搅拌约60min调节pH。静置6h使固液分离，随后取出溶液，将材料加入反应釜

中并加入27000L水及900Kg磷酸二氢铵（NH4H2PO4）于70℃下搅拌60min，

固液分离并使用回旋烘干机将材料干燥，最终制得腐植酸残渣改性材料，包装、

4

抽检合格后即可出库（图1）。

图1腐植酸残渣制备重金属钝化材料制备工艺流程图

4.5技术指标确定依据

通过对现行的土壤重金属钝化剂企业标准和团体标准的主要技术指标要求，

涉及pH、水分、总腐植酸含量、粒度和铅吸附量，以及限制指标汞、砷、镉、

铅、铬，综合各指标和收集的样品进行相关数据的检测，本标准在参考现行标准

的基础上确定产品技术和限制指标。

腐植酸由芳香族及多种官能团构成，具有弱酸性、吸水性、胶体性、吸附性、

离子交换性、络合性、氧化还原性等物理化学和生物活性，煤基腐植酸残渣含有

一定量的腐植酸不仅可以对土壤中重金属离子进行络合反应，降低重金属的危害

程度，还有助于土壤团聚体的形成，有助于粘性土形成良好的结构，从而改变了

土壤孔隙状况和水、气比例，创造适宜的土壤松紧度。因此，本标准腐植酸含量

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

产品技术标准中腐植酸含量规定。

材料的pH值决定着对土壤pH值的影响程度，过高或过低的pH值均不利

于植物的生长，因此本标准pH值参照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》

和《腐植酸钠（NY1106-2010）》中关于产品pH值的规定。

5

对于重金属污染土壤，本标准选用重金属污染土壤中较为常见的铅作为材料

所需吸附元素。通过吸附试验确定重金属钝化剂对铅的吸附量，并参照《木质活

性炭试验方法重金属的测定（GB/T12496.22-1999）》中的试验方法。

各限量指标的确定参考并符合NY/T525-2021有机肥料中各限定指标的要

求。

5.主要试验内容及说明

5.1钝化材料对水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究

5.1.1试验目的

为评价煤基腐植酸残渣重金属钝化剂在水相中对Hg2+和Pb2+的吸附效果，

为产品后续在土壤中的应用提供科学依据，特安排如下试验。

5.1.2试验材料与方法

（1）试验材料

以腐植酸残渣为主要原料，将腐植酸残渣与磷酸二氢铵按一定比例混合加水

活化后制得的对土壤重金属具有钝化效果的材料。

（2）吸附试验内容

pH对溶液中Hg2+和Pb2+吸附效果影响试验

准确称取材料0.05g于50mL离心管中，分别加入Pb2+（初始浓度600mg/L）

和Hg2+（初始浓度100mg/L）溶液25mL，调节pH值为2、3、4、5、6。恒温

摇床的温度设置为25℃，震荡24h。

初始浓度对溶液中铅吸附效果影响试验

配制Pb2+溶液的浓度为：200、400、600、800、1000和1200mg/L溶液，

2+

调节pH值为5.0±0.1（0.01MHNO3和0.01MNaOH）。配制Hg溶液的浓度为：

20、40、60、80、100和120mg/L溶液，调节pH值为5.0±0.1（0.01MHNO3

和0.01MNaOH）。准确称取0.05g材料于50mL离心管中，分别加入Hg2+和

Pb2+溶液25mL，设置恒温摇床的温度为15℃、25℃和35℃，震荡24h。

5.1.3试验结果与分析

（1）pH对溶液中汞和铅吸附效果的影响

初始pH值对煤基腐植酸残渣重金属钝化剂吸附Hg2+和Pb2+的效果如图2所

示，在供试pH（2-6）范围内，随体系pH值的增加，煤基腐植酸残渣对Hg2+和

Pb2+的吸附效率呈先升高后趋于平稳的趋势。且改性后材料吸附效率均有不同程

6

度提升。这表明通过改性能显著提高煤基腐植酸残渣对Hg2+和Pb2+的吸附能力。

在pH值为3-4时，吸附效率提升较多，而pH值为5-6时吸附效率趋于平稳。

ab

图2溶液pH对煤基腐植酸残渣重金属钝化剂吸附Hg2+(a)和Pb2+(b)的影响

（2）初始浓度对溶液中汞和铅吸附效果的影响

初始浓度能够直接影响材料对重金属离子的吸附效果，通过研究初始浓度对

Pb2+吸附效果的影响，确定材料在水溶液环境中对重金属Pb2+的实际吸附容量。

图3为不同温度下，煤基腐植酸残渣重金属钝化材料吸附Pb2+的影响情况。可以

看出，材料用量为50mg时，Pb2+的吸附量随Pb2+初始浓度的增加而增加，直到

吸附达到平衡。在Pb2+浓度较低和材料投加量一定时，材料表面的吸附点位未被

Pb2+完全占据，因此，Pb2+在一定浓度范围内，随着Pb2+初始浓度的增加，材料

对Pb2+的吸附量呈增加趋势；之后随着Pb2+浓度的增加，材料表面的活性点位被

占据，直到吸附平衡。

ab

图3溶液浓度对煤基腐植酸残渣重金属钝化剂吸附Hg2+(a)和Pb2+(b)的影响

为了进一步揭示煤基腐植酸残渣重金属钝化剂对Pb2+的吸附过程，本研究使

用Langmuir和Freundlic模型拟合煤基腐植酸残渣重金属钝化剂对Pb2+的吸附等

温数据。表1和2为煤基腐植酸残渣重金属钝化材料吸附Hg2+和Pb2+的影响情

7

况（试验条件：pH=5，材料用量=50mg，15℃、25℃和35℃）。结果表明，通

过Langmuir吸附等温模型能够计算材料对Pb2+的最大吸附量（Qm）在15℃、

25℃和35℃条件下，煤基腐植酸残渣重金属钝化剂的最大吸附量为

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

此外，煤基腐植酸残渣重金属钝化材料吸附Hg2+和Pb2+的吸附量随温度的升高

而增加。

表1煤基腐植酸残渣重金属钝化材料吸附Hg2+的等温吸附模型参数

钝化材料

等温线及参数

15℃25℃35℃

Langmuir等温线

-1

Qm/mg·g116.863118.690125.466

-1

KL/mg·L0.0590.0780.093

R20.9610.9720.964

Freundlic等温线

-1-11/n

KF/(mg·g)(L·mg)8.49110.87612.016

1/n0.6210.6240.615

R20.8200.9650.953

表2煤基腐植酸残渣重金属钝化材料吸附Pb2+的等温吸附模型参数

钝化材料

等温线及参数

15℃25℃35℃

Langmuir等温线

-1

Qm/mg·g321.108323.606325.796

-1

KL/mg·L0.0260.0910.096

R20.9790.9650.957

Freundlic等温线

-1-11/n

KF/(mg·g)(L·mg)95.054102.022106.243

1/n0.1880.1920.190

R20.9070.8990.881

5.2钝化材料对土壤中Hg2+和Pb2+钝化效果研究

5.2.1试验来源和目的

为评价煤基腐植酸残渣重金属钝化剂对土壤中重金属的钝化效果，为产品后

续推广提供科学依据，特安排如下土壤培养试验。

5.2.2试验内容

模拟汞和铅复合污染土壤（汞浓度为：6mg/kg，铅浓度为600mg/kg）的配

8

置：取0-20cm的表层土，风干，过2mm的筛，向土壤中加入一定量

Pb(NO3)2·4H2O和Hg(NO3)2溶液，充分搅拌混合均匀，保持含水率约为田间持

水量的30%，在室温下培养30d，使重金属汞和铅各形态达到平衡，之后风干备

用。

（1）材料添加量对土壤汞和铅钝化效果影响试验

将风干过筛的汞和铅污染土壤与材料分别按照（0.25%、0.5%、1%、2%、

5%）的质量比混合均匀于烧杯中。按照15%的质量比向其中添加去离子水，搅

拌均匀，将上述混合土样置于生化培养箱中进行钝化，调节温度为25℃，湿度

为80%，14d后土样取出于烘箱中60℃烘干。采用《土壤质量有效态铅和镉的

测定原子吸收法》（GB/T23739-2009）测定土壤有效态重金属含量。

（2）钝化时间对土壤汞和铅钝化效果影响试验

将风干过筛的污染土壤与材料按照一定比例混合均匀于烧杯中，按照15%

的质量比向其中添加去离子水，搅拌均匀。将上述混合土样置于生化培养箱中进

行钝化，调节温度为25℃，湿度为80%，分别于1、3、5、7、15和30d取出土

样于烘箱中60℃烘干。采用《土壤质量有效态铅和镉的测定原子吸收法》（G

B/T23739-2009）测定土壤有效态重金属含量。

（3）钝化前后土壤汞和铅的形态分析试验

对钝化30d后的土样采用BCR连续提取法进行重金属形态分析。

5.2.3试验结果与分析

（1）材料添加量对土壤汞和铅钝化效果的影响

从图4看出，材料对土壤汞和铅的钝化率均随着投加量的增加而增大并有趋

于稳定的趋势，其中，材料对土壤汞的钝化率由投加量为0.25%时的60.4%快速

增加到投加量为2%时的91.4%，对土壤铅的钝化率由投加量为0.25%时的21.2%

快速增加到投加量为2%时的53.7%。说明钝化材料对土壤汞和铅具有良好的钝

化效果，可降低土壤汞和铅的可移动性，减少了对环境的危害。综合原料成本及

对土壤汞和铅的钝化效果等因素，后续试验均选择2%作为煤基腐植酸残渣重金

属钝化材料的投加量。

9

图4材料添加量对钝化Hg2+和Pb2+效果的影响

（2）钝化时间对土壤汞和铅钝化效果的影响

由图5得，在材料投加量为2%时，添加钝化材料组对汞和铅的在第30d的

钝化率分别为92.3%和57.1%。且在钝化时间为1d到5d时对土壤中汞和铅的

钝化效率增加明显，随后从5d到30d保持相对稳定，因此材料在5d即可基本

完成其对土壤中汞和铅的钝化，这也说明材料对土壤中汞和铅的钝化效果具有相

对长期的稳定性。

图5时间对钝化Pb2+和Hg2+效果的影响

（3）钝化材料对土壤汞和铅的形态的影响

从图6中可以看出，添加材料前后土壤中汞和铅的酸可提取态均据有较大幅

度的降低。与空白组相比，添加材料使土壤汞的酸可提取态由空白组的61.4%

减少到18.7%，残渣态含量由空白组的15.1%增加到29.2%；土壤铅的酸可提

取态由空白组的27.9%减少到19.5%，残渣态含量由空白组的18.0%增加42.7%。

综上所述，添加材料均可以使土壤中汞和铅的残渣态含量增加，酸可提取态减少，

减少了汞和铅的可迁移性，对土壤汞和铅污染具有更好的钝化效果。

10

图6土壤中Pb2+和Hg2+的形态变化

5.3钝化材料对作物产量的影响

5.3.1试验来源和目的

为评价煤基腐植酸残渣重金属钝化剂对土壤中重金属的生物有效性影响，为

产品后续推广提供科学依据，特安排如下盆栽试验。

5.3.2试验内容

向直径为11cm，高为10cm的塑料花盆中装填已经提前配制好的铅汞污染

土壤，每盆装土500g，并保持每盆土中氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施入

量为0.075g、0.09g、0.06g，将材料按土量的2.0%添加到土壤中，混合均匀，

保持田间持水量的70%，盆底放置纱布，每个花盆中种健康的20粒小油菜种子，

长出小苗7d后，对花盆中的小油菜进行间苗，每个花盆选取5棵代表性长势相

似的小苗，并以70%的田间持水量为参考向花盆中定期加水，所有盆栽均设置平

行样。小油菜生长45d后收获。记录小油菜地上部分和地下部分的鲜重，干重，

株高，根长、叶绿素及地上和地下部分重金属汞和铅含量。

5.3.3试验结果与分析

由图7可以看出，在汞和铅的胁迫条件下，相较于未添加材料的空白组，添

加钝化材料后植物的生物量明显增加。为进一步探究添加重金属钝化材料对植物

的影响，研究了植物鲜重、干重、叶绿素含量和汞/铅重金属含量（表3）。由表

3可知，在汞和铅胁迫条件下，施用钝化材料能明显提高小油菜产量。与空白组

相比，添加钝化材料处理的小油菜鲜重和干重分别增加了41.13%和15.38%，表

明钝化材料能够促进小油菜的生长。此外，钝化材料对汞和铅污染具有更好的去

除效果，能更明显的减轻汞和铅对植物的毒害作用。

11

空白组钝化材料组

图7空白与添加钝化材料组植物地上与地下部对比图

表3钝化材料对汞和铅胁迫下小油菜生物量的影响

植物Hg含量植物Pb含量

鲜重干重株高根长叶绿素a叶绿素b

试验处理（mg/Kg）（mg/Kg）

（g）（g）（cm）（cm）（mg/g）（mg/g）

地上地下地上地下

空白组1.410.1314.27.51.340.4920.1513.05135.4789.9

钝化材料组1.990.1513.58.71.270.361.312.5849.5140.53

5.4结论

结合水相、土壤及对作物产量的试验得出以下结论：

（1）钝化材料可有效吸附水中汞和铅离子，对Pb2+的最大吸附量为

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

此外，钝化材料吸附对Hg2+和Pb2+的吸附量随温度的升高而增加。

（2）添加钝化材料可有效提高钝化土壤中汞和铅的钝化效率，使土壤中汞

和铅的残渣态含量增加，酸可提取态减少，减少了汞和铅的可迁移性。

（3）钝化材料可更明显的减轻汞和铅对植物的毒害作用，提高植物的生物

量。

6.采用国际标准的程度及水平的简要说明（适用时）；

无

7.与现行的法律、法规及国家标准、行业标准的关系；

目前我国未见关于煤基腐植酸残渣重金属钝化剂的国家标准或行业标准。本

标准完全符合国家法律、法规的规定和强制性标准的要求。不存在任何与现行法

律法规相违背之处。

12

8.重大分歧意见的解决过程、依据和结果（适用时）；

本标准的编写过程无重大分歧。

9.贯彻土盟团体标准的要求和措施建议（包括组织措施、技

术措施、过渡办法等内容）；

无

10.标准发行范围和数量的建议；

本标准适用于煤基腐植酸残渣为原料通过使用磷酸二氢铵按一定比例混合

加水活化后制得的对土壤重金属具有钝化效果的材料。

11.其它应予说明的事项。

无

13

附表1《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》评审意见

姓名单位条文号修改意见整改措施

建议将总腐植酸定义改为“采

用焦磷酸钠碱溶液从腐植酸

原料或肥料中提取并经

已在原文进行修

3.3总腐植酸pH=1.0的酸沉淀后得到的腐

改

中国矿业大植酸。包括游离腐

马妍

学（北京）植酸和结合态腐植酸。”参考

GB/T38073-2019，2.1.10

已修改为“应在

“应重新自采样批中加倍采

7.3判定规则原批次样品中采

样进行复验”，语序不通顺

样进行复验”

已改为“将腐植

山东农大肥8.2腐植酸残“将材料直接均匀施撒于田

酸残渣重金属钝

丁方军业科技股份渣重金属钝化间，施撒生物炭后”，为什么

化剂直接均匀施

有限公司剂施用方法是生物炭

撒于田间”

建议：“表1腐植酸残渣重金

中国矿业大

绳琳琳5基本要求属钝化剂理化要求”中粒度的已进行修改

学（北京）

单位“%”，应该改为“mm”

已改为“每批次

建议补充具体的抽样方法，如

7.2抽样产品随机抽取2

每批产品随机抽取2kg样品

kg样品”

北京科技大

季宏兵已改为“将腐植

学8.2腐植酸残

核实“施撒生物炭后进行旋耕酸残渣重金属钝

渣重金属钝化

作业”内容。化剂直接均匀施

剂施用方法

撒于田间”

王平滨州学院1范围建议将“标准”改为“文件”已更改

14

10%的含水量较为干燥，一般

北京嘉博文

腐植酸原料含水量在15%-25%已将水分由“≤

马倩生物科技有5基本要求

之间，建议水分含量控制在10”改为“≤15”

限公司

15%-20%之间

附表2《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》编制说明评审意见

姓名单位条文号修改意见整改措施

“土壤染”改为“土

壤污染”；

3.1国内外相已在原文进行修

“产地”改为“场地”；

关标准概况改

“农产品产地”改为

“重金属污染场地”

中国矿业大学采用焦磷酸钠碱溶液

马妍

（北京）从腐植酸原料或肥料

中提取并经pH=1.0的

4.3术语与定已在原文进行修

酸沉淀后得到的腐植

义改

酸。包括游离腐

植酸和结合态腐植

酸。

只提及Pb的吸附及稳

5主要试验内定，试验内容还包含已添加对Hg的试

容及说明Hg的相关实验内容，验性内容

前后存在不一致

“材料添加量对土壤

季宏兵北京科技大学汞和铅钝化效果影响

5.2.2材料添

试验”中，土壤与材

加量对土壤汞编写错误，已进

料质量比与后文

和铅钝化效果行修改

“5.2.3材料添加量

的影响

对土壤汞和铅钝化效

果的影响”不符

整个的试验内容及说

明主要是描述了在实

验室条件下，以煤基

腐植酸残渣为原料制目前市面上并没

北京嘉博文生

5主要试验内备的土壤重金属钝化有同类型产品，

马倩物科技有限公

容及说明剂，在实验室模拟条因而无法进行对

司

件下对重金属的吸附比

效果研究过程。建议

与市面上同类型产品

进行对比，如果目前

15

市面上没有煤基腐植

酸残渣重金属钝化剂

成品产品，可另当别

论。

16

目录

一、工作简况...............................................................................................................1

二、工作主要过程.......................................................................................................1

三、国内外相关标准概况...........................................................................................2

3.1国外相关标准情况.................................................................................2

3.2国内相关标准情况.................................................................................3

四、主要技术内容及说明...........................................................................................3

4.1适用范围.................................................................................................3

4.2规范性引用文件.....................................................................................4

4.3术语和定义.............................................................................................4

4.4制备流程.................................................................................................4

4.5技术指标确定依据..................................................................................5

五、主要试验内容及说明............................................................................................6

5.1钝化材料对水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究.........................................6

5.1.1试验目的......................................................................................6

5.1.2试验材料与方法..........................................................................6

5.1.3试验结果与分析..........................................................................6

5.2钝化材料对土壤中Hg2+和Pb2+钝化效果研究.....................................8

5.2.1试验目的......................................................................................8

5.2.2试验内容......................................................................................8

5.1.3试验结果与分析..........................................................................9

5.3钝化材料对植物产量的影响...............................................................11

5.3.1试验目的....................................................................................11

5.3.2试验内容....................................................................................11

5.3.3试验结果与分析........................................................................11

5.4结论.......................................................................................................12

六、采用国际标准的程度及水平的简要说明（适用时）.....................................12

七、与现行的法律、法规及国家标准、行业标准的关系.....................................12

八、重大分歧意见的解决过程、依据和结果（适用时）.....................................13

八、贯彻土盟团体标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法

等内容）..........................................................................................错误！未定义书签。

九、标准发行范围和数量的建议.............................................................................13

十、其它应予说明的事项.........................................................................................13

《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》

编制说明

1.工作简况；

包括任务来源、协作单位、中关村众信土壤修复产业技术创

新联盟团体标准（以下简称：土盟团体标准）主要起草人及

其所做的工作等；

腐植酸残渣是指利用风化煤、褐煤等低阶煤提取腐植酸后的固体物质，具有

pH值高、附着较多灰分的特点。随着我国农业现代化进程加快，腐植酸由于其

具有刺激植物生长和改善土壤结构等特点而被广泛使用。据统计，截至2018年，

我国腐植酸水溶肥料产品累计登记数达到2667个。但目前针对腐植酸残渣的资

源化利用研究较少，提取腐植酸后可产生大量腐植酸残渣，若处置不当或随意丢

弃可能会污染当地环境等问题。与其他固体废弃物相比，腐植酸残渣含有丰富的

胡敏素和有机质，具有很大的回收利用价值。因此对腐植酸残渣资源化处理可以

变废为宝、化害为利，实现社会效益、经济效益和环境效益的统一。

另一方面，我国土壤重金属污染问题不容乐观，据生态环境部《2019年中

国环境生态公报》显示，我国影响土壤环境质量主要污染物是重金属，其中镉（Cd）、

汞（Hg）、铅（Pb）为主要污染物。重金属钝化剂的加入主要降低重金属的迁移

性同时改变重金属赋存形态，达到降低重金属迁移性和生物有效性。利用腐植酸

残渣改性材料对土壤重金属进行钝化，不仅能够缓解土壤重金属污染，还能够对

腐植酸残渣起到二次利用的目的。目前，关于以煤基腐植酸残渣为原料生产的重

金属钝化剂国内并未有统一的团体、行业或国家标准，因此本技术规程将是对已

有规程的补充。

《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用技术规程》团体标准由中国矿业

大学（北京）提出，由中关村众信土壤修复产业技术创新联盟立项，由中国矿业

大学（北京）、北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大学、山东农大肥业科

技股份有限公司负责起草。

2.工作主要过程；

1

在接到中关村众信土壤修复产业技术创新联盟下达的《腐植酸残渣制备重金

属钝化材料及其应用技术规程》团体标准编制计划后，由中国矿业大学（北京）、

北京嘉博文生物科技有限公司、北京科技大学、山东农大肥业科技股份有限公司

和滨州学院抽调专业技术人员组成了《腐植酸残渣制备重金属钝化材料及其应用

技术规程》标准起草组，开展本标准制定的各项工作，并召开会议征求意见，就

标准制定、试验方法等技术内容进行研讨，具体工作过程如下：

2022年6月，向标委会提交了本项目联络人信息（姓名、电话/手机、邮箱），

项目立项申请。

2022年6月，中关村众信土壤修复产业技术创新联盟确认项目立项。

2022年9月，土盟团标委员会组织专家进行立项评审。

2022年10月，标准起草组提交了本标准起草工作方案（电子版）。

2022年10月，标准起草组完成了标准初稿。

2023年3月，标准起草组对标准初稿内容进行了反复修改，形成了标准征求

意见稿的初稿，发送评审专家组进行小范围的意见征询。

经专家质询和论证，提出以下意见和建议：1、编制组提交的相关材料内容

翔实，框架基本合理。2、标准初稿适用范围明确，技术内容较完整全面。3、专

家组对初稿提出了修改建议。综上，专家一致同意编制组修改完善后尽快征求意

见。参与单位与专家组所提意见及整改措施详见附表1和附表2。

2023年5月，对征询的意见进行汇总，并对该标准征求意见稿修订完善。

标准起草组主要工作人员及分工如下：

组长：黄占斌

组员：王颖南、绳琳琳、马妍、初茉、丁方军、季宏兵、王平、马倩、陈日

远

3.国内外相关标准概况

3.1国外相关标准情况

在环境污染防治方面，自20世纪70年代开始，美国、欧洲和日本等发达国

家就建立了土壤污染综合防治的法律法规体系，开展和完善场地污染防治标准、

污染监测及分类防治工作，注重强化风险防治。

2

重金属污染场地环境调查和监测方面，很多发达国家已建立较为完善标准体

系。美国针对土壤和废弃物等提供了相应的采样方法和现场测试方法。主要包括

《美国土壤环境质量标准体系》《美国土壤筛选值的制定方法》和《土壤筛选值

制定指南：用户手册》（EPA/540/R-96/018）等标准，国际上标准以土壤环境质

量评价为核心，主要有《土壤质量背景值确定指南》（ISO19258-2005）、《土

壤质量基于地下水保护的土壤性质表征》（ISO15175-2005）等标准为土壤质量

评价提供了多角度的参考依据。加拿大、荷兰、英国、法国、日本等国家均在此

基础上建立了健康风险评价方法，制定了土壤质量指导值、目标值、行动值等。

但是，在土壤改良方面，目前国际上缺乏重金属污染钝化剂的使用等规范。

3.2国内相关标准情况

广东省地方标准《耕地土壤重金属污染钝化调理技术指南（DB44/T

2271-2021)》，规定了耕地土壤重金属污染钝化调理的技术流程和调理剂的选择。

《生物炭凹凸棒石土壤重金属钝化剂（T/CSTM00469-2022）》，主要是规

定了以生物炭、凹凸棒石为主要原料，添加适量的助剂制成的土壤重金属钝化剂

的试验方法和检验规则。

《土壤重金属钝化剂（Q/12KF5572-2019）》主要是规定了以生物炭为主要

原料，生产的土壤重金属钝化剂的产品分类、试验要求、检验规则和产品的标识、

包装与贮存。

上述标准多为针对以生物炭为原料提出的标准，没有具体涉及针对以煤基腐

植酸残渣为原料制备的土壤重金属钝化剂，因此本技术规程将是对已有规程的补

充。

4.主要技术内容及说明

4.1适用范围

本标准界定了腐植酸残渣土壤重金属钝化剂的术语和定义，规定了腐植酸残

渣土壤重金属钝化剂的要求、检验规则、包装、运输和储存，描述了腐植酸残渣

土壤重金属钝化剂的使用方法。本标准适用于以腐植酸残渣为主要原料，通过一

定改性方法制成的土壤重金属钝化剂。

4.2规范性引用文件

3

确定腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的含水率引用了GB/T8577复混肥料

中游离水含量的测定卡尔.费休法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中总腐植酸含量引用了GB/T11957煤中腐

植酸产率测定方法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中铅吸附量引用了GB/T12496.22木质活性

炭试验方法重金属的测定；

土壤污染物指标控制及含量限值应符合GB15618-2018规定执行；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的粒度大小应符合GB/T20781固体肥料

和土壤调理剂筛分试验；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的pH值应符合NY/T1377土壤pH值的测

定电位法；

腐植酸残渣土壤重金属钝化剂中的元素限量应符合NY/T1978肥料汞、砷、

镉、铅、铬含量的测定。

4.3术语和定义

本标准共有3个术语和定义。具体如下：

（1）腐植酸残渣

以风化煤、褐煤等低阶煤为原料，使用碱法提取后产生的固体物质。

（2）腐植酸残渣重金属钝化剂

以腐植酸残渣为主要原料，将腐植酸残渣与磷酸二氢铵按一定比例混合加水

活化后制得的对土壤重金属具有钝化效果的材料。利用腐植酸残渣改性材料的物

理化学特性降低重金属的迁移性和可利用性，从而修复重金属污染土壤。

（3）总腐植酸

采用焦磷酸钠碱溶液从腐植酸原料或肥料中提取并经pH=1.0的酸沉淀后得

到的腐植酸。包括游离腐植酸和结合态腐植酸。

4.4制备流程

首先将腐植酸残渣进行破碎处理并进行筛分，使其粒径小于2mm，取破碎

后腐植酸残渣1t，将其置于料浆池，加入30000L水并加入45L硝酸（68％），

搅拌约60min调节pH。静置6h使固液分离，随后取出溶液，将材料加入反应釜

中并加入27000L水及900Kg磷酸二氢铵（NH4H2PO4）于70℃下搅拌60min，

固液分离并使用回旋烘干机将材料干燥，最终制得腐植酸残渣改性材料，包装、

4

抽检合格后即可出库（图1）。

图1腐植酸残渣制备重金属钝化材料制备工艺流程图

4.5技术指标确定依据

通过对现行的土壤重金属钝化剂企业标准和团体标准的主要技术指标要求，

涉及pH、水分、总腐植酸含量、粒度和铅吸附量，以及限制指标汞、砷、镉、

铅、铬，综合各指标和收集的样品进行相关数据的检测，本标准在参考现行标准

的基础上确定产品技术和限制指标。

腐植酸由芳香族及多种官能团构成，具有弱酸性、吸水性、胶体性、吸附性、

离子交换性、络合性、氧化还原性等物理化学和生物活性，煤基腐植酸残渣含有

一定量的腐植酸不仅可以对土壤中重金属离子进行络合反应，降低重金属的危害

程度，还有助于土壤团聚体的形成，有助于粘性土形成良好的结构，从而改变了

土壤孔隙状况和水、气比例，创造适宜的土壤松紧度。因此，本标准腐植酸含量

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

产品技术标准中腐植酸含量规定。

材料的pH值决定着对土壤pH值的影响程度，过高或过低的pH值均不利

于植物的生长，因此本标准pH值参照《含腐植酸水溶肥料（NY1106-2010）》

和《腐植酸钠（NY1106-2010）》中关于产品pH值的规定。

5

对于重金属污染土壤，本标准选用重金属污染土壤中较为常见的铅作为材料

所需吸附元素。通过吸附试验确定重金属钝化剂对铅的吸附量，并参照《木质活

性炭试验方法重金属的测定（GB/T12496.22-1999）》中的试验方法。

各限量指标的确定参考并符合NY/T525-2021有机肥料中各限定指标的要

求。

5.主要试验内容及说明

5.1钝化材料对水中Hg2+和Pb2+吸附效果研究

5.1.1试验目的

为评价煤基腐植酸残渣重金属钝化剂在水相中对Hg2+和Pb2+的吸附效果，

为产品后续在土壤中的应用提供科学依据，特安排如下试验。

5.1.2试验材料与方法

（1）试验材料

以腐植酸残渣为主要原料，将腐植酸残渣与磷酸二氢铵按一定比例混合加水

活化后制得的对土壤重金属具有钝化效果的材料。

（2）吸附试验内容

pH对溶液中Hg2+和Pb2+吸附效果影响试验

准确称取材料0.05g于50mL离心管中，分别加入Pb2+（初始浓度600mg/L）

和Hg2+（初始浓度100mg/L）溶液25mL，调节pH值为2、3、4、5