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

گســترش روزافــزون جمعیــت، تغییــر ســبک زنــدگی و بهره‌برداری بـی‌رویـه از منـابع بـا ایجـاد مخـاطرات جـدی زیست محیطی، زندگی و آیندۀ بشریت را تهدید می‌کند.

ایران با مسـاحتی بـیش از ۱۶۴ میلیـون هکتـار در نوار خشـک کـرۀ زمـین قـرار دارد. در سال‌های اخیر، میزان فرسایش بادی در برخـی منـاطق ایـران افزایش چشمگیری داشته و وسعت عرصـه‌هـای تحـت تـأثیر فرسایش بالغ بر ۳۰ میلیون هکتـار اسـت؛ به طوری که اکنون ۱۴ استان کشـور درگیـر پدیـدۀ فرسـایش بادی هسـتند. علاوه بـر ایـن، 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 میکروارگانیسم‌هـای خـاکزی، دو آزمـایش در دانشگاه یزد طراحی و اجرا شد. آزمایش اول با هدف غربالگری باکتری خاکزی منـاطق کـویری ایـران بـا بیشـترین 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 شـرایط آزمایشـگاه به‌صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح کام تصادفی با سه تکرار انجام شد و تجزیۀ واریانس داده‌ها نشان می‌دهد که نوع و میـزان مصرف مالچ و اثر متقابل این دو، تأثیر معنی داری در سطح احتمال یک درصد بر صفات مقاومت فشـاری، قطـر سـله و درصـد ذرات بزرگتر از ۸۴ درصد داشت.

بیشترین مقاومت فشاری و درصد ذرات بزرگتر از ۸۴ درصد به ترتیب به میزان ۴.۴ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و ۹۷.۵ درصد با کاربرد باکتری pasteurii Sporosarcina به میزان یکسوم درصد اشباع خاک حاصل شد. بیشترین قطـر به میزان ۵.۵ سانتیمتر در کاربرد پساب شورابه کارخانه پتاس به میزان یک سوم اشباع خاک به دست آمد. نتـایج آزمـایش نشـان داد باکتری های pasteurii Sporosarcina و fluorescens Pseudomonas و پسـاب شـورابۀ کارخانـه پتـاس، پتانسـیل کـاربرد به عنوان مالچ را دارند.

کنترل فرسایش بادی در ایران از بیش از نـیم قـرن پـیش آغاز و با اجرای ۴۶.۶ میلیـون هکتـار عملیـات نهـال کـاری، مالچپاشی، بذرپاشی، احداث بادشکن زنده و غیر زنده، قـرق و مدیریت پساب در استان‌های بیابانی کشور ادامه یافته است.

در پژوهش انجام شده، بررسی نتایج مقاومت فشاری نشان داد باکتری هایی کـه توانـایی بـایی در هیـدرولیز اوره و رسـوب کربنـات کلسـیم دارنـد و می‌توانند نقش مؤثری در افزایش مقاوم سازی خاک ایفـا کننـد. ایـن یافتـه‌هـا بـا نتــایج دیگـر محققـان در زمینـۀ اثرگـذاری بـاکتری‌هــای هیدرولیزکننـدۀ اوره در کنتـرل فرسـایش بـادی مطابقت داشت. همچنین مالچ معدنی پساب شورابۀ کارخانۀ پتاس بـه دلیـل دارا بودن ترکیباتی همچون نیترات کلسیم در فضای بـین 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.

نتـایج ایـن تحقیـق نشـان داد دو بـاکتری Sporosarcina pasteurii و fluorescens Pseudomonas و پســاب شــورابۀ کارخانۀ پتاس پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان مالچ دارنـد. مالچ بیولوژیک و معـدنی اسـتفاده شده در این آزمـایش نزدیـک بـه دو برابـر، مقاومـت فشـاری بیشتری نسبت به مالچ رسی آهکی ایجاد کرده است.

محلول پسـاب شـورابۀ کارخانـۀ پتـاس حـاوی ترکیبـات کلسیم و منیزیم کلرید و نیترات کلسـیم اسـت. ایـن ترکیبـات باعث افـزایش چسـبندگی بیشـتر ذرات خـاک در مقایسـه بـا باکتری‌ها شده است. همچنین به‌دلیل وجود این املاح، جـذب رطوبت باعث تثبیـت خـاک مـی‌شـود. ایـن امـلاح کشش سطحی خاک را افزایش داده و پیوند بین ذرات خاک را مستحکم‌تر می کند.

پساب شورابۀ کارخانۀ پتاس نیز به عنوان یک مـالچ معـدنی توانایی مناسبی در تثبیت ماسه‌های روان از خود نشـان داد. امـا باید توجه داشت شوری بسیار بـالای ایـن محلـول مـی توانـد مشکلات زیادی در اراضی بیابـانی ایجـاد کنـد. بنابراین ضـروری است پیش از توصیۀ 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، بـه طـوری کـه کـاربرد یک سوم درصد اشباع خاک در تمامی مالچ‌ها موجـب افـزایش تثبیت شد. اما باید توجـه داشـت بـه دلیـل محـدودیت‌هـای کاربرد مالچ‌ها در اراضـی بیابـانی، از جملـه محـدودیت آب و حمل و نقل این محلول‌ها در مناطق کویری، با توجـه بـه نتـایج این تحقیق می‌توان با کاربرد میزان کمتری از مالچ‌های منتخب، نتایج قابل قبولی در بهبود خصوصیات فرسایش خـاک کسـب کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه مهندسی اکوسیستم بیابان در سال ۱۴۰۰ منتشر شد.

منبع: ایسنا