一种淀粉酶协同木质素结合废旧橡胶的护坡方法

本发明涉及边坡生态防护工程，特别是一种淀粉酶协同木质素结合废旧橡胶的护坡方法。背景技术：1、伴随着现代化建设的高速推进，人民生活水平的持续提高给物流业带来了蓬勃的发展，城市各家各户近乎家均一辆车，造成了各条道路容量不足和汽车垃圾的不断产生，尤以汽车轮胎的消耗尤为巨大。为提升能源利用效率，加强生态系统汇碳能力，如何妥善处理废旧橡胶轮胎已成为各界关注的热点问题。2、但是，现有的废旧橡胶轮胎回收方法包括物理方法和化学方法，物理方法包括轮胎的翻新和粉碎回收，回收翻新后的技术层次低，但轮胎弹性差，加速橡胶老化，劳动强度大，二次污染问题突出等；化学方法包括脱硫回收，回收资源价值较高，但传统脱硫回收会导致橡胶交联网络，技术层次高，能耗高，产品结果受到制程影响较大，而常规的植被护坡所存在的缺点是抗冲刷能力较弱。由此可知寻找一种环保、友好，便捷的方法对废旧橡胶轮胎进行处理并对边坡进行有效加固，提高抗冲性额能，将给我国的生态建设、环境改善带来较大的经济和社会效益。技术实现思路1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种淀粉酶协同木质素结合废旧橡胶的护坡方法，将废旧橡胶轮胎结合生物矿化技术达到对堆积边坡修复的目的，解决现有护坡技术得不到妥善处置，绿化效果差和不环保的缺点。2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种淀粉酶协同木质素结合废旧橡胶的护坡方法，它包括如下步骤：3、步骤1)、清除堆积边坡表面的碎石块和生活垃圾，等间隔挖出导水沟进行填充，种植穴撒入种子，铺设橡胶颗粒和生物质炭，平整土体；4、步骤2)、在植物种植穴处使用喷涂机将淀粉酶混合液喷涂在坡面上，再将钙源混合液和木质素按比例混合喷涂在坡面上，并每隔一段时间重复喷涂，最后布设二维防护网；5、步骤3)、待种子出芽后，再次按顺序喷涂步骤2)中溶液，最后覆盖无纺布。6、优选地，所述步骤1)中，种子为高羊茅种子，其经纯水洗涤杂质；先使用乙醇溶解赤霉素，再加入纯水稀释至200-220mg/l，将种子在处理好的赤霉素溶液中浸泡10-12小时，浸泡后的种子留存备用；种子的播种密度为6-10g/m2，相邻种子的间距为13-17cm，相邻种植穴间距为13-17cm。7、优选地，所述步骤1)中，所述导水沟为斜向布置，顶部导水沟间隔坡顶80-120cm，宽10-15cm，深8-12cm，相邻导水沟相距80-120cm，导水沟中采取棕榈网进行填充，相邻棕榈网间采取u型钉进行固定。8、优选地，所述步骤1)中的生物质炭来源于市场购买的玉米秸秆生物质炭；橡胶颗粒来源于废旧轮胎进行加工后得到的产物，加工方法为：将橡胶轮胎中的钢丝和轮胎进行分离，使用破碎机进行第一次破碎，破碎过程保持温度在25-30℃之间，然后再经过多轮破碎得到厘米级别的橡胶粗颗粒，再经过橡胶磨粉机研磨、过筛得到1-2mm的橡胶细颗粒，在40℃水中侵泡去除金属杂质后得到橡胶颗粒；最后将橡胶颗粒同玉米秸秆生物质炭进行混合后使用喷涂机进行铺设，混合质量比为1.5:1，铺设密度为10-15g/m2。9、优选地，所述步骤2)中淀粉酶混合液为脲酶粗液和阿尔法淀粉酶的混合液，脲酶粗液的提取方法为：大豆在30℃下用烤箱干燥8小时，将大豆冷却到室温，利用破壁机粉碎大豆并过100目筛，将大豆粉按照60g/l的浓度加入到30％的质量比为1:10的乙醇溶液中，然后将悬浮液搅拌30min，得到均匀的悬浮液，通过奶酪布过滤后在4℃的冰箱中保存12h得到上清层层状溶液，再将上清层层状溶液在4℃下以10000rpm/min离心10min，最后收集含脲酶的上清液作为脲酶粗液；将脲酶粗液和阿尔法淀粉酶按照质量比2:1混合得到淀粉酶混合液。10、优选地，所述步骤2)中，钙源混合液的提取方法为：将芝麻在30-40℃下烘烤，使用纯水洗净表面外壳和杂质，使用研磨机研磨成粉，经过80-120目的筛分得到芝麻粉，将碳酰胺和芝麻粉按质量比1:1的比例与纯水混合，搅拌得到钙源混合液。11、优选地，所述步骤2)中，喷涂淀粉酶混合液和钙源混合液的体积比为1:1，木质素的质量为钙源中碳酰胺和芝麻粉总质量的3％-4％。12、优选地，所述步骤2)中每次喷涂到坡面上的淀粉酶混合液、钙源混合液的量分别为2.0-2.4l/m2、1.0-1.2l/m2，喷涂间隔时间为4-5天，持续12-15天。13、优选地，所述步骤2)中的二维防护网采用淀粉基纤维网为原材料，根据纤维网在坡面的受力方向，自上而下进行铺设，距坡顶预留30-40cm，铺设至坡底为止，各区域以纤维草皮钉进行固定，网线距坡面距离为5-10cm，相邻网间采用搭接形式进行处理，搭接处使用稻草条进行穿插。14、优选地，所述步骤3)中，依次喷涂淀粉酶混合液、钙源混合液的量变为1.0-1.2l/m2、0.5-0.6l/m2，待到植物长出4cm时，撤除无纺布。15、本发明有益效果：16、(1)本发明将阿尔法淀粉酶和脲酶进行混合，首先淀粉酶的加入参与了土壤中有机质、腐殖质的分解过程，将大分子的有机质分解为更容易被植物吸收和利用的糖类物质，渗透深度可达到地面2cm以上，促进了土壤中的养分循环；其次淀粉酶的加入可以促进脲酶对碳酰胺的分解提供细胞能量和碳源，促进脲酶的正常催化功能，达到加速植物生长的效果。17、(2)本发明中木质素加入使得酶诱导碳酸钙矿化生成的同质多象体只存在一种，即最稳定的方解石热力相，且为酶诱导碳酸钙沉淀技术提供成核位点；木质素中含有的苯环和糠醛基团组成的糠醛环再和方解石结合成为链条状的胶结物，这种结构稳定性好，可以提高土壤松散颗粒的抗液化、变形的能力，从内部消除了工程措施因高温导致结构受损的隐患；除此之外，木质素的加入一方面会促进土壤中有机质的累积，提高土壤肥力；另一方面木质素中的黄酮素会与土壤颗粒结合，增强土壤团聚体的结构稳定性、抗风蚀和保水性能力。18、(3)本发明中玉米秸秆生物质炭的加入使得土壤细小颗粒得以相互连接，玉米秸秆类生物质炭残留的有机质也为植物生长提供了营养物质；碳酸钙在土壤空隙空间中生成时，玉米秸秆生物质炭的高比表面积可以使得未反应的钙源溶液完全反应，多孔结构亦可以为碳酸钙的成核位点，提高碳酸钙的生成效率；除此之外，生物质炭中含有的c-o键产生的吸引力将酶诱导碳酸钙生成的纳米级晶体进行并排排列生长，从而形成更为多个致密的半球形晶体嵌入在土颗粒孔隙间。19、(4)本发明将废旧轮胎重新处理利用，作为提高堆积边坡强度的无污染途径原材料，一定程度上解决了废旧轮胎回收技术难度高，环境污染问题大等风险；橡胶颗粒的聚集实际上填充了了土壤内部的孔隙，形成弱界面，部分橡胶颗粒会代替土颗粒承担骨架的承载作用，降低土壤的抗压强度，而引入酶诱导碳酸钙矿化技术可以弥补这一缺点；橡胶颗粒的加入可以改善土壤的孔隙结构，生物质炭、橡胶颗粒和土颗粒牢牢附着在一起，提高土壤的通气性和透水性，更好和土壤中的养分通过交换作用进行释放或吸附，提高土壤的内聚力和内摩擦角，保持土壤的完整性和水土保持性能。20、(5)本发明将芝麻作为钙源，可有效提高酶诱导碳酸钙反应的速度，碳酸钙生成增长约2-3倍；解决以无水氯化钙为钙源的ph上升为弱碱性，即尿素和大豆脲酶发生反应导致土壤ph呈弱碱性，室温下脲酶活化导致ph会稍微下降，几天后ph上升至弱碱性，不适合大多数植物生长的土壤条件；芝麻粉中的有机酸等物质会中和产生的碱性，使得土壤ph利用大多数草本植物的生存条件；另外芝麻的加入也利用减小反应过程中温度上升过快的问题。21、(6)本发明使用的酶诱导碳酸钙矿化技术中化合物含有的羟基极性基团和木质素间的相互作用会损坏木质素中的致密性球核超分子微区，使其带有蜂窝状的孔洞结构，而这些孔洞可以承载方解石颗粒，并与橡胶颗粒中的脂类分子形成双螺旋结构，产生较强的生物大分子内分子间作用力。22、(7)本发明使用的棕榈网作为斜向导水沟中填充物质，棕榈网具有价格低廉、易获得，高耐水性、耐光性、透水性、透气性等多项优点，且棕榈网层层间距互相交错，可有效防护水土流失，并具有一定的支撑作用；二维防护网材料为淀粉基纤维网，是一种可降解的材料，可以在自然环境中进行生物降解，对环境友好；淀粉酶的喷洒可分解部分网线结构为糖类分子作为植物生长的营养物质；淀粉基材料纤维网用于边坡防护方面，首先对坡面地形适应性强，布设周期短，施工效率高、工程量小、施工进度快且对原有的地形地貌破环小；其次耗费的劳动力少、工程造价低，更经济节约，无需后期的大规模清理；最后网状结构可抵抗雨水冲刷，干旱期间，夜间可汇聚露水为植物提供短期的水源，作为植物高羊茅生长的附着物，提高存活率；稻草条穿插可充当植物纤维，提高土壤颗粒间的粘附力(充当喷涂基材的介质)，自然降解脱落后可作为土壤中保障植物生长的有机质。23、(8)本发明将酶诱导碳酸钙矿化技术同废旧轮胎和木质素结合进行有效的废物利用，对边坡的处理基于不破坏原始破体结构的基础上，制备材料来源广泛，可充分利用于工业化批量生产推广，增加植被在边坡上的存活率，降低堆积边坡易受到的风蚀、径流冲刷等土壤侵蚀特性。24、(9)、本发明将废旧橡胶轮胎结合生物矿化技术达到对堆积边坡修复的目的，解决了现有护坡技术得不到妥善处置，绿化效果差和不环保的缺点。