[发明专利]用于海洋鱼礁的生物凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于海洋鱼礁的生物凝胶材料，由粉煤灰、贝壳粉、碱激发剂、钢渣和水制备得到。本申请还提供了用于海洋鱼礁的生物凝胶材料的制备方法。本申请利用海洋废弃贝壳和粉煤灰等工业固废制备人工鱼礁，以改善海洋生态环境，为海洋生物多样性提供有利场所。

技术领域

本发明涉及人工鱼礁建设技术领域，尤其涉及用于海洋鱼礁的生物凝胶材料及其制备方法。

背景技术

海洋有着丰富的资源，为生命的诞生和繁衍提供了诸多有利条件，但是受近岸海域环境污染、过度捕捞和全球气候变化等因素的影响，海洋自净化能力有限，近海生物资源显著下降，全球海洋渔业资源衰退明显，治理和恢复海洋环境已迫在眉睫。各国海洋生态学家和渔业专家认为，建设海洋牧场是实现渔业可持续发展、修复海洋生态环境的重要手段。

海洋牧场是在特定的海洋区域内，以人工鱼礁建设进行增殖培育与科学管理的人工渔场，营造出适合海洋生物进行生长繁殖的环境和空间，以实现生态恢复，渔业增殖。投放人工鱼礁是海洋牧场建设过程中的一种重要技术手段，主要目的是为海洋生物提供保护栖息场所，营造产卵繁殖幼鱼的场所。研究表明，人工鱼礁投放后会被贝类、海藻等水生生物和微生物附着，它们会消耗海水中的氮、磷等营养物质，使海水的富营养化降低，同时礁体表面吸附的大量附着生物，随着时间的增长形成新的生物群落并吸引鱼群来此聚集栖息，通过流场、饵料和避敌效应实现从原始的单细胞藻类到高营养层的鱼类的完整生物链。

合理的人工鱼礁建设有利于调整海洋产业结构调整、改善海洋生态环境、增殖和优化渔业资源、促进海洋经济持续健康发展。人工鱼礁物理稳定性与礁体材料密切相关。构建人工鱼礁的材料目前主要分为天然材料、废弃物材料和建筑材料三大类别。天然材料主要包含木质材料、贝壳、岩石等，具有取材和制作方便、价格便宜且污染性低的特点；废弃物材料主要包含废旧船舰、废弃海洋平台及粉煤灰等，可对废弃物进行二次利用，节约资源；建筑材料主要指混凝土和钢材，具有可塑性好、礁体稳定性好的特点。此外，也有利用塑料、金属、混合材料等用作人工鱼礁。

混凝土是人工鱼礁建设最常用的材料，耐久性好、无毒、且具有良好的生态效益，目前混凝土技术逐步成熟，随着全球建筑行业蓬勃发展，对混凝土的需求量是巨大的，加上运输成本的不断增高，导致混凝土的价格逐年增长，同时也产生了许多环境问题，包括天然砂的无序开采造成河床下切、河势不稳定危及行洪安全；天然石的开采造成当地山体滑坡、水土流失等。我国是贝类养殖大国，贝壳利用率却很低，造成了大量废弃贝壳堆积占地和因其老化分解等产生环境问题；煤电集中产区粉煤灰过剩，占用大量土地资源。若能利用贝壳和粉煤灰等作为人工鱼礁材料，在解决废弃物污染的同时还可大量降低人工鱼礁材料的成本。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于海洋鱼礁的生物凝胶材料，本申请提供的生物凝胶材料作为人工鱼礁，可以改善海洋生态环境，具有成本低且稳定性好的特点。

有鉴于此，本申请提供了一种用于海洋鱼礁的生物凝胶材料，由粉煤灰、贝壳粉、碱激发剂、钢渣和水制备得到。

优选的，所述粉煤灰的含量为80～150重量份，所述贝壳粉的含量为200～450重量份，所述钢渣的含量为25～60重量份，所述碱激发剂的含量为25～65重量份，所述水的含量为35～80重量份。

优选的，所述粉煤灰的含量为100～120重量份，所述贝壳粉的含量为240～420重量份，所述钢渣的含量为30～50重量份，所述碱激发剂的含量为30～60重量份，所述水的含量为45～70重量份。

优选的，所述贝壳粉由粗骨料和细骨料组成，所述粗骨料的粒径为5～20mm，所述细骨料的粒径不大于4.5mm，所述粗骨料和细骨料的质量比为(1～1.3):1。

优选的，所述粉煤灰包括一类粉煤灰，含量不低于85wt％。