بررسی امکان تثبیت ماسه‌های روان با استفاده از پساب صنعتی و میکروارگانیسم‌های خاکزی

گسترش روزافزون جمعیت، تغییر سبک زندگی و بهره‌برداری بی‌رویه از منابع با ایجاد مخاطرات جدی زیست محیطی، زندگی و آینده بشریت را تهدید می‌کند.

ایران با مساحتی بیش از 164 میلیون هکتار در نوار خشک کره زمین قرار دارد. در سال‌های اخیر، میزان فرسایش بادی در برخی مناطق ایران افزایش چشمگیری داشته و وسعت عرصه‌های تحت تأثیر فرسایش بالغ بر 30 میلیون هکتار است؛ به طوری که اکنون 14 استان کشور درگیر پدیده فرسایش بادی هستند. علاوه بر این، حرکت ماسه‌های روان از کشورهای همسایه نیز بر مشکلات افزوده است.

شیما شهبازی، مریم ایرجی، احمدرضا دهقانی تفتی و حمیدرضا عظیم‌زاده در پژوهشی به بررسی امکان تثبیت ماسه‌های روان با استفاده از پساب صنعتی و میکروارگانیسم‌های خاکزی پرداختند.

در این پژوهش به منظور بررسی امکان تثبیت ماسه‌های روان با استفاده از پساب صنعتی و میکروارگانیسم‌های خاکزی، دو آزمایش در دانشگاه یزد طراحی و اجرا شد. آزمایش اول با هدف غربالگری باکتری خاکزی مناطق کویری ایران با بیشترین توانایی هیدرولیز اوره انجام شد. نتایج نشان داد باکتری pasteurii Sporosarcina بیشترین توانایی هیدرولیز اوره را داشت.

آزمایش دوم به منظور بررسی تثبیت بیولوژیک ماسه‌های روان در شرایط آزمایشگاه به‌صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح کام تصادفی با سه تکرار انجام شد و تجزیه واریانس داده‌ها نشان می‌دهد که نوع و میزان مصرف مالچ و اثر متقابل این دو، تأثیر معنی داری در سطح احتمال یک درصد بر صفات مقاومت فشاری، قطر سله و درصد ذرات بزرگتر از 84 درصد داشت.

بیشترین مقاومت فشاری و درصد ذرات بزرگتر از 84 درصد به ترتیب به میزان 4.4 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و 97.5 درصد با کاربرد باکتری pasteurii Sporosarcina به میزان یکسوم درصد اشباع خاک حاصل شد. بیشترین قطر به میزان 5.5 سانتیمتر در کاربرد پساب شورابه کارخانه پتاس به میزان یک سوم اشباع خاک به دست آمد. نتایج آزمایش نشان داد باکتری های pasteurii Sporosarcina و fluorescens Pseudomonas و پساب شورابه کارخانه پتاس، پتانسیل کاربرد به عنوان مالچ را دارند.

کنترل فرسایش بادی در ایران از بیش از نیم قرن پیش آغاز و با اجرای 46.6 میلیون هکتار عملیات نهال کاری، مالچپاشی، بذرپاشی، احداث بادشکن زنده و غیر زنده، قرق و مدیریت پساب در استان‌های بیابانی کشور ادامه یافته است.

در پژوهش انجام شده، بررسی نتایج مقاومت فشاری نشان داد باکتری هایی که توانایی بایی در هیدرولیز اوره و رسوب کربنات کلسیم دارند و می‌توانند نقش مؤثری در افزایش مقاوم سازی خاک ایفا کنند. این یافته‌ها با نتایج دیگر محققان در زمینه اثرگذاری باکتری‌های هیدرولیزکننده اوره در کنترل فرسایش بادی مطابقت داشت. همچنین مالچ معدنی پساب شورابه کارخانه پتاس به دلیل دارا بودن ترکیباتی همچون نیترات کلسیم در فضای بین ذرات نفوذ کرده و با ایجاد پیوند قوی بین ذرات شن نقش مؤثری در چسبندگی ذرات ریز خاک و افزایش مقاومت فشاری ایفا کرده است.

نتایج این تحقیق نشان داد دو باکتری Sporosarcina pasteurii و fluorescens Pseudomonas و پساب شورابه کارخانه پتاس پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان مالچ دارند. مالچ بیولوژیک و معدنی استفاده شده در این آزمایش نزدیک به دو برابر، مقاومت فشاری بیشتری نسبت به مالچ رسی آهکی ایجاد کرده است.

محلول پساب شورابه کارخانه پتاس حاوی ترکیبات کلسیم و منیزیم کلرید و نیترات کلسیم است. این ترکیبات باعث افزایش چسبندگی بیشتر ذرات خاک در مقایسه با باکتری‌ها شده است. همچنین به‌دلیل وجود این املاح، جذب رطوبت باعث تثبیت خاک می‌شود. این املاح کشش سطحی خاک را افزایش داده و پیوند بین ذرات خاک را مستحکم‌تر می کند.

پساب شورابه کارخانه پتاس نیز به عنوان یک مالچ معدنی توانایی مناسبی در تثبیت ماسه‌های روان از خود نشان داد. اما باید توجه داشت شوری بسیار بالای این محلول می تواند مشکلات زیادی در اراضی بیابانی ایجاد کند. بنابراین ضروری است پیش از توصیه این محلول به عنوان مالچ نسبت به کاهش شوری آن اقدام شود. همچنین افزایش حجم کاربرد مالچ در مترمربع باعث بهبود خصوصیات تثبیت ماسه‌های روان شد، به طوری که کاربرد یک سوم درصد اشباع خاک در تمامی مالچ‌ها موجب افزایش تثبیت شد. اما باید توجه داشت به دلیل محدودیت‌های کاربرد مالچ‌ها در اراضی بیابانی، از جمله محدودیت آب و حمل و نقل این محلول‌ها در مناطق کویری، با توجه به نتایج این تحقیق می‌توان با کاربرد میزان کمتری از مالچ‌های منتخب، نتایج قابل قبولی در بهبود خصوصیات فرسایش خاک کسب کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه مهندسی اکوسیستم بیابان در سال 1400 منتشر شد.

انتهای پیام