一种生物质固沙方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质固沙方法，将沙与水溶性生物质材料、水混合均匀，经固化即可，其中水溶性生物质材料、沙、水的质量比为0.05~1:25:1~10，所述水溶性生物质材料包括海藻酸钠。本发明专利技术采用海藻酸钠等生物质材料能有效固定沙漠，防止风沙吹蚀，同时能够有效保持水分；而且在自然界中可以有效降解，具有土壤一样的稳定性、保水性、透气性，有效促进沙漠的土壤化及利用；还实现了生物质的资源化利用；使用的固沙材料还可作为生物质生长的有机养料，可被植物吸收；进一步，该方法在沙漠固化过程中操作极为简单。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质固沙方法
本专利技术属于环境保护领域，具体涉及一种生物质固沙方法。
技术介绍
中国沙漠总面积约70万平方千米，沙漠不仅造成土地资源的极度浪费，也容易产生沙尘暴等对坏境造成极大影响，实现对沙漠的治理，是环境保护的重要方面。现阶段我国逐渐在推进沙漠的绿化工程，而其中首要工作则是对沙漠进行固化以阻止沙体的流动，同时要求沙体具备保水功能，能够储存水分以利于植物生长，即实现沙漠的土地化，最终实现沙漠土地资源的利用。目前，治沙方法主要有工程固沙、植物固沙、化学固沙以及综合治沙等。现有固沙材料及方法难以从根本上解决沙土保水蓄水和难以存储养分的难题，距离沙土变绿洲仍有较大的距离。其中化学固沙是在沙质土地表层施用有机或无机化学材料，形成能够防止风力吹蚀、保持水分和改良沙地性质的固结层，以提高沙土的稳定性和保水性，达到控制、改善沙害环境，提高沙地生产力的目的。目前也有相关研究采用有机高分子材料进行沙体固化，然而许多有机高分子材料不能够自动降解或者降解速度很慢，因此在固沙的同时也造成土壤环境的破坏，在沙体中造成白色污染。同时，现有固沙材料价格相对昂贵，对大规模的实际应用有一定的限制，因此选择环保型廉价的固沙材料则显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种生物质固沙方法，解决现有化学固沙方法存在环境污染、价格昂贵的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种生物质固沙方法，将沙与水溶性生物质材料、水混合均匀，经固化即可，其中水溶性生物质材料、沙、水的质量比为0.05~1:25:1~10，所述水溶性生物质材料包括海藻酸钠。本专利技术将沙与水溶性生物质材料、水混合时，可以是三种物料同时混合，也可以是水溶性生物质材料与水混合后，再与沙混合，也可以是水溶性生物质材料与沙混合后，再与水混合。本专利技术方法固化过程很快，混合后静置很短的时间（大概1~5min）即可固化。本专利技术水溶性生物质材料关键组分为海藻酸钠，海藻酸钠能够增强沙粒之间的相互作用，提高沙体的黏结性能，使沙粒之间凝聚成团，同时由于海藻酸根能与离子、水等形成凝胶结构将水包埋住，因此可以实现既能固沙还能保水的效果，其中控制水溶性生物质材料、沙、水的质量比，对固沙效果影响较为重要，可溶性生物质材料、沙、水的质量比可优选为0.20~1:25:5~10。作为优选，所述水溶性生物质材料还包括木质素、单宁酸和羟乙基纤维素中的一种或多种。将海藻酸钠与木质素、单宁酸或羟乙基纤维素混合作为水溶性生物质材料，也可以取得较好的固沙效果。木质素由于结构中富含芳香基团、羟基、羧基等，能够增强沙体相互作用，增强抗压能力；单宁酸中的羧酸基团比例非常高，也能够增强沙体之间的相互作用；同样含多种官能团的羟乙基纤维素既能固沙又有一定保水能力，它们对于固沙或保水都有一定的作用。作为优选，所述水溶性生物质材料中海藻酸钠的质量分数在25%以上。海藻酸钠的质量分数可以为25%，30%，35%，40%，45%，50%，60%，70%等。作为优选，在沙、水溶性生物质材料与水的混合料中还加入可溶性钙盐，所述可溶性钙盐中钙离子的质量与海藻酸钠的质量比为0.3~0.4:5。通过加入适量的可溶性钙盐，其中的钙离子可与海藻酸钠作用形成凝胶，从而提高保水固沙效果。作为优选，所述可溶性钙盐为氯化钙、硫酸钙中的一种或两种。本专利技术中，水溶性生物质材料可包括多种组合，如海藻酸钠、木质素和羟乙基纤维素，也可以为海藻酸钠、单宁酸和羟乙基纤维素，当水溶性生物质材料为上述组合时，海藻酸钠、木质素（或单宁酸）、羟乙基纤维素三者的质量比可为2:1:1，水溶性生物质材料也可以为质量比为3:1:1:1的海藻酸钠、木质素、单宁酸和羟乙基纤维素，在上述组合中还可以再加入氯化钙或硫酸钙，在各组分的协同作用下可取得较好的保水固沙效果，其中加入的钙离子的质量与海藻酸钠的质量比可为0.3~0.4:5。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用海藻酸钠等生物质材料能有效固定沙粒，防止风沙吹蚀，同时能够有效保持水分；而且在自然界中可以有效降解，具有土壤一样的稳定性、保水性、透气性，有效促进沙漠的土壤化及利用；还实现了生物质的资源化利用；使用的固沙材料还可作为生物质生长的有机养料，可被植物吸收；进一步，该方法在沙漠固化过程中操作较为简单。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例中使用的木质素为碱性木质素，海藻酸钠、氯化钙经过研磨细化处理，研磨为常规研钵研磨，研磨后的海藻酸钠、氯化钙均为粉体。实施例1将25g沙装入专用沙模中，称取0.25g海藻酸钠与10.00g水混合搅拌配置成海藻酸钠与水比例为2.50%的水溶液，将所配置海藻酸钠水溶液浇入沙模中。将所得复合沙体放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为74%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为2.10MPa。实施例2将25g沙与0.25g海藻酸钠混合均匀并装入专用沙模中，称取10.00g水浇入沙模中。将所得复合沙体放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为78%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.79MPa。实施例3将25g沙与0.50g海藻酸钠混合均匀并装入专用沙模中，称取10.00g水浇入沙模中。将所得复合沙体放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为73%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.98MPa。实施例4将25g沙与1.00g海藻酸钠混合均匀并装入专用沙模中，称取10.00g水浇入沙模中。将所得复合沙模型放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为69%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为2.10MPa。实施例5将25g沙与0.25g海藻酸钠、0.05g氯化钙混合均匀并装入专用沙模中，称取10.00g水浇入沙模中。将所得复合沙模型放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为76%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.85MPa。实施例6将25g沙与0.05g海藻酸钠混合均匀并装入专用沙模中，称取10.00g水浇入沙模中。将所得复合沙体放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为88%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.09MPa。实施例7将25g沙与0.10g海藻酸钠混合均匀并装入专用沙模中，称取1.00g水浇入沙模中。将所得复合沙体放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为73%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.24MPa。实施例8将25g沙与0.19g海藻酸钠、0.06g木质素搅拌混合均匀，并装入专用沙模中，称取10.00g水均匀浇入沙模中。将所得复合沙模型放置于40℃烘箱中鼓风干燥48小时，称取重量，并计算水分损失率为76%。并使用万能试验机测定材料干燥后沙子模型的抗压强度，为1.87MPa。实施例9将25g沙与0.125g海藻酸钠、0.125g木质素搅拌并混合均匀，并装入专用沙模中，称取10.00g水均匀浇入沙模中。将所得复合沙模型放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质固沙方法，其特征在于，将沙与水溶性生物质材料、水混合均匀，经固化即可，其中水溶性生物质材料、沙、水的质量比为0.05~1:25:1~10，所述水溶性生物质材料包括海藻酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种生物质固沙方法，其特征在于，将沙与水溶性生物质材料、水混合均匀，经固化即可，其中水溶性生物质材料、沙、水的质量比为0.05~1:25:1~10，所述水溶性生物质材料包括海藻酸钠。2.根据权利要求1所述的生物质固沙方法，其特征在于，所述水溶性生物质材料还包括木质素、单宁酸和羟乙基纤维素中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的生物质固沙方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凤贵，苟田田，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50