聚乳酸纤维: 防治荒漠化有一手

 

  9月6~17日,《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在鄂尔多斯举办。今年的大会以“携手防治荒漠、共谋人类福祉”为主题,围绕“到2030年实现全球土地退化零增长”目标,讨论推动形成《公约新战略框架》,且各缔约国要提出本国实现土地退化零增长的国家自愿目标和行动计划。

 

  看完上面的介绍,你一定在想:“防治荒漠化和化工有什么关系?”

  还别说,今年的防治荒漠化大会还真跟化工行业有关系。在本次大会上,中国向其他缔约国家及环保组织展示了一款聚乳酸纤维沙障。这款沙障使用可降解的聚乳酸纤维为原料,是极好的植物沙障替代品。在大会附近的沙漠上,就铺设了50亩聚乳酸沙障,引起了各国代表的关注。

  荒漠化威胁人类生存空间

  土地荒漠化是多种自然因素和人为因素综合作用的产物,对资源和环境构成了严重威胁,不断吞噬着我们的生存空间。据统计,目前全世界约有1/4的土地面积、上百个国家和地区的人受到荒漠化的危害。联合国公布的数据显示,全球每年因土地荒漠化造成的经济损失超过420亿美元,而且荒漠化正以每年5万~7万平方千米的速度扩大。

  自20世纪30年代以来,很多国家开始防沙治沙,先后实施了一批规模和投入都很巨大的防沙治沙林业生态工程。如美国1934年实施的大草原各州林业工程;苏联1948年开始实施的斯大林改造大自然计划;非洲从1970年开始实施的绿色坝工程等。

  我国是世界上受到土地荒漠化危害最为严重的国家之一,同时也是最重视荒漠化治理的国家之一。从20世纪五六十年代开始,我国防沙治沙领域的专家针对不同区域沙害特点,研究出了一系列固沙造林技术和沙漠化土地开发治理措施。

  荒漠化主要有风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冻融荒漠化和盐渍化4大类。我国主要以风蚀荒漠化为主,受侵害土地面积达到182.6346万平方千米,约占荒漠化土地总面积的69.93%。因此,土地荒漠化防治的主要工作内容便是风蚀荒漠化的防治。

  各种沙障齐上阵

  在荒漠化防治过程中,栽植防风固沙林是一项最持续有效的风沙危害治理措施。但是,在干旱缺水的地区,生物措施经常无法实行, 强行应用植物治沙,不但起不到防沙治沙的作用, 反而会大量消耗地下水,成为植被退化、土壤风蚀、环境恶化的隐性因素。

  现在使用的防风固沙措施中,工程技术措施是不可替代的防治措施之一。工程治沙技术通常也称为机械固沙,是采用各种工程手段防治风沙危害的技术体系。工程治沙技术中,机械沙障固沙最为普及,主要是通过建设各种工程设施,对风沙起到固、阻、输、导的作用,以达到减轻风沙危害的目的。

  沙障材料则是机械固沙的基础。一般设置沙障的材料多为就地取材,如黏土、麦草、芦苇、秸秆、砾石、砖瓦及树枝等。但在实际应用中,这些材料的分布具有明显的地域性。一些资源匮乏的沙区基本无法找到这些材料,也使得就地取材制作沙障的方法无法实施。此外,麦草、秸秆、芦苇等植物性沙障材料,虽然防风固沙效果不错,但因材料本身容易分解腐烂,固沙功能持续性较短,所以后期还需要定期更新才能保证防风固沙效果,耗费大量的人力、物力和财力。

  近些年来,随着化工行业的发展,聚酯(涤纶)纤维、聚酰胺(尼龙)纤维、PVC沙袋、PP、PE网等材料逐渐成为了沙障制造的新选择。这些材料使用方便、见效快、造价较低,因此逐步取代了以往的生物沙障材料,被用于干旱、半干旱沙区公路边坡防护等特定地域来防沙治沙。新疆阿克塞县就在2016年应用了12平方千米尼龙网格沙障;甘肃省张掖市临泽县也在2015年应用了约14平方千米尼龙网格沙障及PE阻沙网进行固沙。

  但是,不论是尼龙网、PE阻沙网,还是PVC沙袋,它们在发挥出巨大防护效益的同时,也给环境治理带来了一些别的麻烦。这些材料无法降解,会在环境因素作用下逐渐老化崩解成较小的碎片,这些碎片进入土壤后无法被回收,会造成土壤、大气和水体等的污染。这种“边防治边污染”的缺点,使其在防沙治沙的工作中受到极大限制。

  聚乳酸纤维优势明显

  在研究人员的各种尝试下,聚乳酸纤维进入了大家的视野。聚乳酸是由木薯、玉米以及秸秆纤维素等生物质原料经微生物发酵、聚合后形成的高分子材料。虽然聚乳酸也是一种高分子合成材料,但它同时具备了植物来源性及完全生物可降解性两个特征,能够在自然界中完全降解循环,对环境不会造成任何负面影响。

  聚乳酸材料的发展,为高分子聚合材料在防沙治沙领域的应用开辟了一条新的道路。现在,研究者们已经开始铺设聚乳酸纤维沙袋沙障,并取得了较好的防沙治沙效果。新型可降解聚乳酸纤维治沙技术也成为了我国具有自主知识产权的防沙治沙成果。

  聚乳酸纤维沙袋沙障以聚乳酸纤维织物为沙袋基本材料,向里面填充沙土后就成为了沙障障体,因此可以在荒漠区域进行现场填充,这也使得沙障的运输更为便捷,铺设更加方便。

  聚乳酸纤维不仅可生物降解,与天然纤维及其他化学纤维相比较,更具有卓越的抗紫外线老化性能。试验结果表明,聚乳酸纤维沙袋沙障的保存年限可达到8年以上,是传统沙障保留时间的2~3倍。

  此外,聚乳酸沙袋沙障的铺设类型、规格灵活多变,可按照固、阻、输等不同防护目的,形成因地适沙的完整的防沙治沙技术体系。近些年的实验证明,聚乳酸纤维沙袋沙障可以满足一般环境条件下对机械沙障防风固沙效益的需求。在条件适宜的地区,还具有较好的植被恢复效果。同时,由于聚乳酸纤维障体材料有较好的弹性,障体与地面的贴合度高,结构稳定性好,在抗障体掏蚀等方面具有独特优势。

  国内多地应用效果佳

  经过十多年的发展,聚乳酸纤维沙袋沙障已被广泛应用于内蒙古自治区乌兰布和沙漠、库布其沙漠、毛乌素沙地、呼伦贝尔沙地及青海柴达木盆地等不同自然环境条件的地方,并取得了较好的防风固沙效果。这对全世界的荒漠化治理都有着极佳的示范推广应用价值。

  目前,我国聚乳酸纤维沙袋沙障已经形成了一套因地适沙的完整防沙治沙技术体系,并产出了一系列相关专利、专著和鉴定成果等。

  作为纤维行业的领军企业,恒天集团已将聚乳酸作为重点发展的新材料之一,目前正在进行聚乳酸全产业链布局。恒天集团旗下的恒天长江生物材料公司经过8年的研发和实践,现已成功开发出具有独立知识产权的熔体直纺核心技术,成功建成并运营了世界第一条万吨级聚乳酸纤维生产线和第一条聚乳酸热黏合无纺布生产线。聚乳酸沙障的大规模推广应用,还将继续带动聚乳酸产业的大力发展。

关键字:聚乳酸纤维
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