我國新型生態「海綿陶土」研發取得突破,蓄水率居全球首位
土壤是植物生息的重要載體,水是植物生長的必要條件,而自然普通土壤平均蓄水率僅僅只有12.5%。如何讓更多的水下滲儲存於土壤之中,有效實現水資源的自然循環,近年來成為了武漢理工大學硅酸鹽建築材料國家重點試驗室研究的一項重要課題。目前,該生態蓄水陶土研發項目已經完全走出了實驗室大門,與企業對接,實現由科研項目轉化為規模化、工業化產業發展,並形成可複製、可推廣的生態修復項目。
當前,我國水資源面臨兩大困境:一是水資源短缺且分布不均,我國人均水資源約為2000立方米,僅為全世界人均水資源平均水平的1/4,屬於輕度缺水國家。同時,全國的水資源分布十分不均,長江流域及其以南地區佔了全國81%的水資源,但是土地面積卻只佔全國不到40%;二是水資源污染嚴重,隨著我國工業化和城市化的不斷開展,全社會用水量不斷上升。但是由於污水處理設施建設的滯後性,大量未經處理的污水直接排入水體,造成大量的湖泊和河流的水質低於生活飲用水標準,近一步加劇了水資源的短缺性。
相較於現有的水資源開發途徑,如外源調水、海水淡化等方式,採用生態蓄水方式是實現水資源可持續發展的重要途徑,具有廣泛的社會、環境和生態效益。在提升土壤蓄水率領域研究方面,德國便利用生物蛋白和粘土發泡技術,製備出蓄水率高達82%的蓄水陶土,並廣泛應用於歐洲的城市雨水生態滯留區。將這種蓄水陶土鋪覆於植草溝、下沉式綠地、雨水花園等綠植下方,可在雨季時將大量雨水吸儲於土壤下方,當旱季來臨,蓄水陶土內儲存的水即可供給表層植物,形成天然水循環。
依據國內情形來看,歐洲的技術水平尚無法在國內實行,除開複雜的製備工藝程度外,其高額的生產成本也制約了國內發展前景。目前,我國武漢理工大學硅酸鹽建築材料國家重點實驗室研究的新型生態蓄水陶土,以城市渣土、尾礦砂、河道淤泥以及秸稈等為主要原材料,通過創新手段,將城市、農村大量存留的廢棄產物進行二次利用,製成蓄水率高達88%的生態蓄水陶土,超過德國原有技術水平,同時其生產成本也遠遠低於德國蓄水陶土。據悉,將該陶土埋覆於城市綠地下方,即可形成「地下海綿效果」,不僅能夠就地消納雨水,提高城市抗澇級別,而且儲存的足量雨水能夠確保植物健康渡過旱季,達到防澇抗旱的雙重效果。
據武漢理工大學相關研究專家表示,生態蓄水陶土研發項目是受到國家重點研發計劃『工業及城市大宗固廢製備綠色建材關鍵技術研究與應用』支持,該蓄水陶土的成功研發,填補了我國生態蓄水材料領域空白,也成為了我國擁有自主知識產權的新專利產品。它能夠為我國解決城市雨水綜合利用,如海綿城市建設、現代化農田改造、生態園林修復等方面提供新技術。


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