عوامل موثر بر فرسایش بادی‌خاک بررسی شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، سید محمد فتاحی دانش آموخته دکترای دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «مطالعه آزمایشگاهی عوامل مؤثر بر فرسایش بادی خاک و کنترل آن با استفاده از روش‌های زیست‎‌فناوری»، گفت: پدیده گردوغبار یکی از مهمترین تهدیدات زیست محیطی در نواحی خشک و بیابانی جهان است. ایران نیز، به دلیل قـرار گـرفتن بـر روی کمربنـد خشـک و بیابـانی جهان، تحت سیطره طوفان‌های ماسه و گرد و غبار است.

فتاحی ادامه داد: فرسایش بادی و پدیده‌های وابسته به آن منجر به مشکلات زیست محیطی زیادی از قبیل آلودگی هوا (سالانه ۵/۶ میلیون نفر به دلیل آلودگی هوای ناشی از طوفان‌های گردوغبار جان خود را از دست می‌دهند) و کاهش کیفیت آب می‌شوند. همچنین، این پدیده‌ها هـر سـاله خسـارات زیـادی (ده‌ها میلیون دلار در هر رخداد طوفان ماسه و گردوغبار) بـه مـزارع، تأسیسات و زندگی بشر وارد می‌کنند و سبب ایجاد ناامنی غذایی و مهاجرت‌های وسیع می‌شوند. از این روی، مطالعه عوامل مؤثر بر فرسایش بادی و راه‌های کنترل آن بسیار حائز اهمیت است. محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر عوامل مؤثر بر فرسایش بادی خاک (انتشار گردوغبار) و کنترل آن با استفاده از روش‌های زیست‌فناوری را مورد ارزیابی و بررسی قرار دادند.

وی افزود: در این پژوهش سعی شده تا به منظور شناخت و کنترل بهتر فرسایش بادی، اثر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مقاومتی خاک‌ها مطالعه شده و پارامتر‌های قابل اطمینان در تشخیص فرسایش‌پذیری خاک‌ها شناسایی شود.

 

وی افزود: در همین راستا، نمونه‌های خاک از ۱۹ کانون مولد گردوغبار (واقع در چین) جمع‌آوری شدند و آزمایش‌های مختلفی شامل آزمایش‌های تونل باد و آزمایش‌های مکانیک و شیمی خاک بر روی آن‌ها انجام گرفت.

وی با بیان اینکه همچنین به منظور یافتن یک روش مناسب برای کنترل فرسایش بادی و جلوگیری از ایجاد گردوغبار، در پژوهش حاضر پس از مطالعه خصوصیات صدها گونه میکروارگانیسم مختلف، دو گونه مختلف از میکروارگانیسم‌ها برای کشت/ تلقیح بر روی خاک انتخاب شد، گفت: این گونه‌ها شامل سیانوباکتری‌ها و باکتری‌هایی با توانایی رسوب کلسیم‌کربنات در اکسیداسیون نمک‌های اسید آلی بود.

 

فتاحی خاطرنشان کرد: با بکارگیری یک تونل باد فوق‌پیشرفته، فرسایش‌پذیری پوسته‌های حاصل از تلقیح میکروارگانیسم‌ها بر روی سطح یک ماسه بادی (خاک با فرسایش¬پذیری بسیار بالا) در حالات مختلف جریان باد بررسی شد و با ساختمان، ترکیبات، نفوذ‌پذیری و مقاومت پوسته‌ها مورد مقایسه قرار گرفت.

 

وی افزود: با توجه به مطالعات اولیه جامع، تعریف اهداف چندگانه، بهره‌گیری از تجربیات محققان بین‌المللی، جذب حامیان مالی خارجی و داخلی، استفاده از ابزار پیشرفته و متناسب با مسئله و شبیه‌سازی نسبتاً واقعی از محیط در تونل باد، این طرح توانست گامی در ارتقاء دانش فنی عوامل موثر بر فرسایش¬پذیری خاک و کنترل آن بردارد.

وی با بیان اینکه در این پروژه یک روش زیست فناوری مقرون به صرفه و عملی در کنترل فرسایش بادی ارائه شد، بیان کرد: نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند در مهندسی ژئوتکنیک و محیط زیست از شاخه‌های مهندسی عمران، خاک‌شناسی یکی از شاخه‌های مهندسی کشاورزی و همچنین رشته‌های کویرشناسی و زمین‌شناسی مورد استفاده قرار گیرد.

 

وی افزود: در صورت حمایت سازمان حفاظت محیط زیست یا یک ارگان دولتی یا خصوصی، گام بعدی این مطالعه استفاده از روش زیست‌فناوری معرفی‌شده در طرح در مقیاس میدانی (در یک کانون مولد گردوغبار حفاظت‌شده) و پایش یک‌ساله آن به‌ منظور اطمینان از عملکرد روش مذکور در عمل پیش از تجاری‌شدن آن است.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: رویکرد ارائه شده در این پروژه می‌تواند در شناسایی میکروارگانیسم‌های بیشتر با قابلیت ایجاد پوسته مقاوم در مقابل فرسایش بادی استفاده شود و روش کار معرفی-شده در این تحقیق می‌تواند در ارزیابی صحیح فرسایش‌پذیری خاک‌ها و پوسته‌های سطحی (ایجاد‌شده با روش‌های مختلف) با استفاده از تونل باد مورد استفاده قرار گیرد.

وی ادامه داد: بعلاوه، از پارامتر‌های قابل اطمینان شناسایی‌شده در این تحقیق برای تعیین میزان فرسایش‌پذیری خاک‌ها می‌توان در پهنه‌بندی زمین‌های مستعد فرسایش بادی بهره گرفت؛ مدل مفهومی ارائه‌شده برای شکست پوسته‌ها در فرسایش بادی می‌تواند در عمل برای ارزیابی دوام پوسته‌های مختلف در مقابل فرسایش استفاده شود. علاوه بر این، روش‌های زیست‌فناوری و میکروارگانیسم‌های معرفی شده در این تحقیق در کنترل فرسایش بادی متناسب با نوع منطقه قابل استفاده است.

 

گفتنی است: تاکنون ۵ مقاله ISI از پژوهش حاضر در ژورنال¬های بسیار معتبر مرتبط با موضوع و دارای ضریب تأثیر بالا ارائه شده است که ۴ مورد آن چاپ‌ شده و یک مورد آن در حال داوری است. همچنین ۳ مقاله دیگر از این طرح طبق یک برنامه زمانبندی در حال تهیه است. علاوه بر این، یک اختراع از این مطالعه در ایران به ثبت رسیده است و اقداماتی برای ثبت آن در مراجع بین‌المللی در حال انجام است. از آنجایی که در این پژوهش هدف مطالعه بنیادی پدیده فرسایش بادی و کنترل آن بود و ابزار و امکانات لازم برای رسیدن به این اهداف با دقت زیادی مشخص گردیده بود، از این رو، تمام نتایج حاصل از این کار تازگی داشته و قابل ارائه در ژورنال‌های معتبر بود.

استاد راهنمای این طرح عباس سروش عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و اساتید مشاور دکتر نینگ هوانگ و وولودیمیر ایوانف بوده‌اند.