علوم آب و خاک

---

در مطالعات آلودگی آبخوان‌ها، آزمایش‌های ردیابی از اهمیت زیادی برخوردارند. این آزمایش‌ها به‌منظور تعیین ضریب انتشارپذیری آبخوان انجام می‌گیرند. در این پژوهش، اثر روش نمونه‌برداری در آزمایش‌های ردیابی بر مقدار ضریب انتشارپذیری آبخوان در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل فیزیکی مورد استفاده شامل یک مخزن مستطیلی به‌طول 72، عرض 10 و ارتفاع120 سانتی‌متر از جنس پلکسی گلاس بود و محلول کلرید سدیم با هدایت الکتریکی 14 دسی‌زیمنس بر متر به‌عنوان آلاینده پایدار انتخاب گردید. هم‌چنین آبخوان‌های شبیه‌سازی شده عبارت بودند از آبخوان با ذرات ماسه درشت و آبخوان با ماسه متوسط. آزمایش‌ها در ضخامت‌‌های 20 تا 100 سانتی‌متر با فواصل طبقاتی 10 سانتی‌متر در هر دو آبخوان صورت گرفت. در هر دو آبخوان، در کلیه آزمایش‌ها نمونه‌برداری به‌صورت نقطه‌ای و مخلوط انجام ‌شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که : 1) دامنه مقادیر ضریب انتشارپذیری به‌دست آمده از نمونه‌های نقطه‌ای برای هر دو آبخوان در محدوده نتایج سایر مطالعات آزمایشگاهی بود، 2) در کلیه آزمایش‌ها، مقادیر ضرایب انتشارپذیری نمونه‌های مخلوط از متوسط مقادیر ضرایب انتشارپذیری نمونه‌های نقطه‌ای بیشتر بود. از این رو، به‌نظر می‌رسد نمونه‌گیری به‌صورت مخلوط عاملی مؤثر در به‌دست آوردن مقادیر بالای انتشارپذیری است که سایر محققین در مطالعات میدانی خود گزارش نموده‌اند، 3) با افزایش ضخامت آبخوان، مقادیر ضرایب انتشارپذیری به‌دست آمده از نمونه‌های مخلوط تغییر ‌کرده ولی از روند یک‌نواختی پیروی نکرد که به‌نظر می‌رسد به‌خاطر خطاهای اجتناب ‌ناپذیری بوده باشد که در طی آزمایش‌ها روی داده است و 4) منحنی‌های رخنه و منحنی‌های تعداد حجم آب تخلخل به‌کار رفته به‌دست آمده از نمونه‌های نقطه‌ای و مخلوط هر ضخامت، در هر دو آبخوان نشان داد که این منحنی‌ها اختلاف آماری با هم ندارند. اگر چه منحنی‌های به‌دست آمده از نمونه‌های مخلوط، از چولگی بیشتری به سمت راست نسبت به منحنی‌های نمونه‌های نقطه‌ای برخوردار بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر، توصیه می‌شود که در مطالعات آلودگی آبخوان‌ها، نمونه‌گیری به‌صورت نقطه‌ای انجام شود تا بتوان عکس‌العمل‌ تنش‌های مختلف کیفی وارده به آبخوان را در شرایط فعلی و آینده، با دقت بیشتری پیش‌بینی نمود.

---

در این بررسی اثر جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکر اصلاح شده به منظور حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مختلفی از جمله زمان تعادل، pH، جرم جاذب، غلظت نیترات ورودی و وجود سایر یون‌های رقابتی روی جذب نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. pH بهینه برابر6، زمان تعادل برابر 3 ساعت برای جاذب میکرو و 2 ساعت برای جاذب نانوساختار و جرم بهینه جاذب برابر 5/0 گرم به‌دست آمد. با افزایش غلظت اولیه نیترات (120- 5 میلی‌گرم بر لیتر)، بازدهی حذف در جاذب میکرو از 78 به 60 درصد و در جاذب نانوساختار از 89 به 70 درصد کاهش یافته است. نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌های جذب ناپیوسته از مدل سینتیک هوو تبعیت نمود. درآزمایش‌های پیوسته، برای جاذب‌های میکرو و نانوساختار با دبی 27/2 لیتر در ساعت در غلظت‌های 15، 50 و 120 میلی‌گرم بر لیتر نیترات، به‌ترتیب ظرفیت جذب برابر (51/3، 55/10 و 23/17 میلی‌گرم بر گرم) و (39/6، 7/12 و 28/17 میلی‌گرم بر گرم) به‌دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که جاذب‌های میکرو و نانوساختار پوشال نیشکراصلاح شده قابلیت حذف یون‌های نیترات را در حذف نیترات دارا بوده و از بین دو مقیاس، جاذب نانوساختار جذب بالاتری داشت.

---

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر زئولیت پتاسیمی در جذب و نگهداری یون آمونیوم در یک خاک لوم شنی اشباع و در شرایط آزمایشگاهی، با چهار تیمار شاهد و کاربرد 2، 4 و 8 گرم زئولیت در هر کیلوگرم خاک در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی و نیز شبیه‌سازی آبشویی یون آمونیوم، به‌وسیله مدل Hydrus-1D در ستون‌های خاک است. کود نیترات آمونیوم با غلظت 10 گرم بر لیتر به ستون‌های خاک اضافه گردید و سپس ستون‌های خاک آبشویی شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد، اضافه کردن زئولیت پتاسیمی به خاک باعث کاهش شستشوی آمونیوم و افزایش نگهداشت آن در خاک می‌شود. هم‌چنین نتایج به‌دست آمده از بررسی معادلات جابه‌جایی- انتشار (CDE) و رطوبت متحرک- غیرمتحرک (MIM) در برآورد حرکت یون آمونیوم در خاک حاکی از آن بود که جذب یون آمونیوم به‌وسیله خاک از مدل فروندلیچ پیروی می-کند. هم‌چنین ایزوترم‌های جذب و ضرایب پخشیدگی و انتشار یون آمونیوم با استفاده از مدل‌سازی معکوس تعیین گردیدند. مقادیر پارامترهای جذبی بهینه شده ایزوترم فروندلیچ توسط مدل، از میزان تعیین شده در آزمایشگاه بسیار کمتر بود. این امر بیان‌کننده این است که مدل Hydrus-1D توانایی پیش‌بینی حرکت یون آمونیوم را در خلل و فرج درشت خاک ندارد و برای جبران در نظر نگرفتن جریان در خلل و فرج درشت خاک، مقدار پارامترهای جذب را به‌شدت کاهش می‌دهد. روی هم رفته با وجود دست خورده بودن نمونه‌های خاک، برآورد مدل CDE به مقادیر اندازه‌گیری شده در هر چهار تیمار، نزدیک‌تر بود.

---

آگاهی از فرآیند انتقال کودهای شیمیایی، مواد رادیواکتیو و دیگر مواد محلول در خاک و محیط‌های متخلخل برای درک آثار زیست‌محیطی و اقتصادی بسیاری از شیوه-های دفع فاضلاب‌های صنعتی، کشاورزی و شهری از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. در این تحقیق، اثر نیروی اسمزی (حاصل از شوری‌های 5/0، 1 و 5/1 درصد) بر انتقال بخار آب در سه نوع خاک لوم رسی سیلتی، لوم و لوم شنی با استفاده از یک مدل فیزیکی آزمایشگاهی بررسی شد و سپس از نتایج حاصل از آزمایش‌ها برای صحت‌سنجی مدل برآورد انتقال بخار آب ارائه شده توسط کلی و سلکر (9) استفاده گردید. نتایج نشان داد که هر چه بافت خاک سنگین‌تر می‌شود، میزان انتقال بخار آب به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. در شوری 5/0 درصد و روز پنجم آزمایش، میزان بخار انتقال یافته برای خاک‌های لوم شنی، لوم و لوم رسی سیلتی برابر 362/0، 196/0 و 12/0 کیلوگرم بر متر مربع بود. در شوری 5/1 درصد، میزان انتقال بخار در این سه خاک به ترتیب 47/1، 723/0 و 38/0 کیلوگرم بر متر مربع بود. از مقایسه داده‌های به دست آمده از آزمایش‌ها با داده‌های حاصل از حل مدل کلی و سلکر با استفاده از نرم‌افزار Mathcad PLUS 6.0 مشاهده گردید که این مدل همخوانی مناسبی با این داده‌ها دارد. از آنجایی که انتقال بخار آب از خاک-های غیر آلوده به سمت توده‌های آلوده می‌تواند باعث افزایش حجم هاله آلودگی شود، لذا این فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی باید در مدل‌های انتقال آلودگی در مجاورت منابع غلیظ در نظر گرفته شوند.