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活用“湿布贴”针织技术和“纸尿裤”保水技术
http://www.31fl.cn 2015-10-26 09:20:24

据联合国环境规划署的报告,沙漠正在以每年6万km2的速度扩大。如果将范围扩大到受到沙漠化影响的干燥土地,则面积将会达到地球陆地总面积的4分之1,约为3600万km2。沙漠化并不是将要到来的事情,而是“眼前的危机”。

 沙漠上无法生长植物最大原因,是沙地不能蓄水。即使降雨,雨水也会很快渗到地下深处,植物根系无法吸收到水分。没有植物覆盖,沙砾就会随风向四面八方飘散。沙粒沉积之处也会失去蓄水能力,而变成沙漠。这就是沙漠扩大的原因。

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   “湿布贴”针织技术

   南非共和国的主要城市约翰内斯堡的郊外,在金矿遗址,散布着由采矿而产生的矿渣堆成的“废石堆”。矿渣中含有辐射等有害物质,植物无法自然生长。沙粒随风飞散,吹到临近的住宅区造成危害,成了严重的社会问题。

  在这片荒芜之地的一角,有一块绿草青青的绿洲。而只用2个月的时间,就成功培育出这片草坪的,是制造运动服的针织企业——MITSUKAWA(福井县越前市)。MITSUKAWA的社长松本茂登回忆说:“看到介绍沙漠绿化的电视节目,我突然闪现出一个念头,我们的针织技术应该能派上用场。”

  由松本社长开发并应用于南非的是被称为“ROLLPLANTER”的针织产品。用针织材料制作直径约10cm、长约1m的管道,里面装入培养土。基质管2~3条为一组,像棋盘格一样铺设在沙地上,然后在基质管之间播种,定期浇水。这样,植物在沙漠中也能生长。

  重是要像棋盘格一样排列。基质管围成的正方形的里面虽然还是沙漠,但是,在基质管的环绕下,蓄水变得容易,从基质管中探出的根也会长出新芽。因此,铺设了基质管的区域能长满植物。基质管起到了障碍物的作用,不用担心种子随沙粒飞散。

  基质管的材料采用东丽开发的生物降解性聚乳酸纤维。这种纤维由植物淀粉制成,随着时间的推移,会分解成水和二氧化碳气体,给环境造成的负担小。

  东丽纤维GR及LI事业推进室的佐佐木康次室长说:“一般的生物降解性纤维会因紫外线照射而发生劣化,我们为抵御沙漠强烈的日晒而对纤维作了改进。并且对寿命作了精密设计,绿化固定大约需要10年,纤维会在这段时间内回归土壤。”

  除了保留需要的水分,另一个重要因素是“植物可以扎根并自立生长”。因为在松散的沙地中,植物很难扎根,有风就会被刮倒。

  而使用ROLLPLANTER的话,植物的根系会穿过针织的网眼,相互牵绊,能够牢固地扎根。这靠的是针织品的伸缩性。

  MITSUKAWA是全世界率先开发出湿布贴基布的企业。基布必须具备伸缩性,以适应关节和皮肤的伸缩。利用在基布开发中培育的编织技术,实现了“不漏土,而且凭根的生长力能穿过网眼”(MITSUKAWA的松本社长)的功能。

  用纸尿裤的原料保水

  受到注目的新技术不只是纤维和针织。还有纸尿裤上可吸收尿液的高吸水性树脂。使用这种树脂的保水剂也是备受关注的热门技术。日本触媒公司一直在中国的新疆维吾尔自治区等地区,运用保水剂“ACRYHOPE”开展绿化。

  ACRYHOPE是直径约为1~3mm的圆形颗粒的集合体。在接触到水分的瞬间会吸水膨胀,直径增大到约5~7mm。将其适量混入沙地,“可以在降雨时吸水,在干燥时放水,以确保植物需要的水分”,日本触媒的常务执行董事原田信幸介绍道。

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  改进纸尿裤用的树脂,而产生了ACRYHOPE。将颗粒的尺寸扩大到了纸尿裤用品的2倍以上就是一例。因比沙粒大的体积,埋入地下时形成了绝妙的“缝隙”。目的是向土壤中通入空气,以促进植物生长。

  另一项改进是颗粒的强度。该公司使ACRYHOPE达到了“埋入地下约30cm也不破碎、变形”的强度。因为颗粒变形会破坏吸水和放水的功能。

  但是,如果强度过高,即使完全不变形,也会丧失吸水和放水的能力。日本触媒吸水性树脂研究所所长和田克之解释说:“我们利用高分子化学技术,在颗粒中均匀加入了柱状构造。从而兼顾了强度和保水能力”。在深度约为30cm的地下,1g的ACRYHOPE,可以吸收100g的水,大约是通常保水剂的2倍。

  最大课题在于成本

  纤维和树脂这2项技术,使沙漠绿化向实现迈进了一步。但课题依然存在。最大的问题就是成本。

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  日本触媒使用ACRYHOPE的量并不算大,大约为每100g沙0.5~1g。但单价“略高于纸尿裤用品”。

  MITSUKAWA与东丽开发的ROLLPLANTER同样如此。与铺设防沙网相比,成本会增加至1.5~2倍左右。但东丽的佐佐木室长强调说:“考虑到几乎不需要人工养护,就能治理扬沙并且实现绿化,总成本会比较低。”

  沙漠产生的因素纷繁复杂。除了降水量减少等气候变化之外,还受到砍伐森林、放牧、农田扩大等人为因素的影响。在过度抽取地下水的地方,还发生了将含盐地下水抽至地面,导致植物枯死的问题。

  日本文部科学省预测,沙漠绿化技术的普及要等到2029年。因为成因不唯一,而且需要花费一定成本,所以解决问题并不容易。

  沙漠化可能直接导致全球性的粮食短缺。在这种情况下,要怎样组合多样化的技术,拿出可持续执行的措施?“沙漏”中剩下的沙子——时间已不多了。

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