[发明专利]一种用于道路边坡和裸露山体植被恢复的营养基材添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于道路边坡和裸露山体植被恢复的营养基材添加剂，更具体地说，涉及一种对造纸制浆红液进行加工处理而获得一种木质素功能性材料作为道路边坡和裸露山体植被恢复的营养基材添加剂的制备和使用方法。 

背景技术

随着我国经济的快速发展，大规模的城乡建设和交通建设在各地遗留了大量的公路铁路边坡和废弃采石场，裸露坡面的面积每年以数亿平方米的规模在增加。大量的道路边坡和废弃采石场裸露迹地严重破坏了城乡生态景观，亦造成水土流失。 

对于道路边坡和裸露山体的治理，过去人们大量采用单纯的工程防护，如浆(干)砌片石、喷锚防护等。这些工程措施不仅未能从根本上控制水土流失和防止滑坡、边坡失稳等问题，还在一定程度上破坏了原有的植被。原因在于，这不是一个单纯的工程技术可以解决的问题，还必须将土壤肥力、植物营养、根际微生物以及水土保持、植物根系力学、岩土力学、生态学等多学科技术交叉、集成并辅以工程技术，形成综合技术体系，方可标本兼职。这一综合技术体系之关键及目标在于植被恢复与生态防护。 

现有适用于道路边坡与裸露山体的植被恢复与生态防护技术，如客土喷播、厚层基材、喷混植生、人工种草护坡技术、平铺草皮护坡技术、液压喷播植草护坡技术、土工网植草护坡技术、聚氨基甲酸酯(HYCEL-OH)活性液植草护坡技术、行栽香根草护坡技术、蜂巢式网格植草护坡技术等，都必须用到营养基材。营养基材的作用体现在两方面：一是为植物生长提供肥力，包括水、肥、气、热四大要素，其中水、肥要素最为关键；二是固定植株。上述现有技术均存在植被易退化、客土基材抗冲刷能力弱导致雨季易冲刷等问题与弊端，其根源亦在营养基材。植被易退化是因为基材肥力不持久，抗冲刷能力弱是因为基材粘度、客土颗粒粒度及质地不适宜造成的。为了增加基材的粘度以便于与岩质坡面粘结，通常在基材中加入一定比例的水泥作为粘结剂。但水泥本身有一定的碱性，pH在11～13之间，比例控制不当极易造成烧种烧苗；同时，水泥本身亦对基材肥力有负面的影响。为此，从营养基材肥力及粘结性方面考虑，发明一种既能消除水泥负面作用，提高基材粘度又能起到保水、保肥、增效的基材添加剂无疑对解决植被退化和基材冲刷问题具有重要的现实意义。 

本发明提供一种对酸法造纸制浆产生的红液进行加工处理获得木质素功能性材料作为边坡基材的添加剂的技术。酸法制浆产生红液，显酸性，pH值一般在3～6之间，主要成分为木质素磺酸盐。自然界中的木质素由苯基丙烷单元通过醚键和碳-碳键连接而成的高分子化合物，具有三维空间网状结构。在造纸过程中，木质素大分子大部分已降解，多数由数个或数 十个苯基丙烷单元组成，结构单位上除了较多的酚羟基和醇羟基外，还增加了羰基、羧基等活性基团，因而表现出一定的螯合性能与胶体性质，这为本发明所涉及的化学处理及作为功能性基材添加剂提供了基础。 

本发明技术的大范围推广，不但对裸露坡面生态治理与防护起到积极推动作用，亦将在造纸黑液治理与综合利用方面开辟一条新路，为众多造纸厂提供节能减排新技术。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种对酸法造纸制浆红液进行加工处理而获得木质素功能性材料作为道路边坡和裸露山体植被恢复的营养基材添加剂的制备和使用方法。 

造纸红液木质素在结构和特性方面和原木质素已有许多不同之处，平均分子量降低，小分子量多，分散性增加，甲氧基和酚羟基含量较高而醇羟基含量较低，但化学活性仍不强，且溶解性能较差，必须对其进行加工处理以进一步打破木质素网状结构，降低分子量，提高溶解性及螯合性能，并接上植物可吸收利用的营养元素或功能性基团方可提高其利用价值。 

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 

步骤1：对收集来的造纸制浆红液导入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩，使水分含量在40～70％之间； 

步骤2：导入化学反应釜，测定并调整浓缩液pH值至5.0～6.5之间，加入质量百分比浓度为30～35％的稀硝酸，严格控制其加入量，使整个反应釜中物料pH控制在1.5～3.5之间，温度控制在60～70℃之间，搅拌30～60分钟，冷却。 

步骤3：在室温下将硫酸锌、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锰中的一种或几种组合配制成饱和溶液后加入到反应釜，控制加入量，使其占反应釜内反应物料总体积的百分比为1～10％，反应釜温度控制在50～60℃之间，搅拌20～30分钟。