فیلتر زهکشی PRB ابزاری کارا برای حذف نیترات از آب
به گزارش آتی جو، وجود نیترات در زه آب های کشاورزی، یکی از عوامل خطر مهم در آلوده سازی گسترده محیط زیست بشمار می رود و به همین دلیل، محققان همواره در کوشش برای یافتن ابزار و موادی جدید به منظور جداسازی آن از آب هستند. در این خصوص تحقیقی جدید در کشور انجام شده که از ترکیب مواد مختلف، فیلتری بسیار کارا را تولید کرده است.
به گزارش آتی جو به نقل از ایسنا، کاربرد شدید کودهای نیتروژنی در مزارع کشاورزی، منجر به شستشوی زیاد نیترات به محیط آبی می شود. بالا رفتن نیترات محیط هم بعنوان بخشی از اهداف پایداری سازمان ملل و هم بعنوان بخشی از مقررات آب مورد توجه قرار دارد.
رواناب حاصل از زمینهای کشاورزی معمولاً بعنوان منبع اصلی تخلیه نیتروژن به محیط های آبی در نظر گرفته می شود. بنا بر آمارها، تنها حدود ۶۰ درصد از نیتروژن فعال مصرفی بعنوان کود، توسط محصولات کشاورزی جذب می شود و بقیه به درون محیط زیست نفوذ کرده و از دست می رود و سبب بالارفتن آلودگی محیط زیست و محیط های آبی می شود.
به قول متخصصان، نیتروژن اضافی که توسط گیاه جذب نمی گردد، در معرض تلفات از راه نیترات زدایی، رواناب، تصعید و آبشویی قرار دارد که خود سبب انتشار گازهای گلخانه ای می شود. نیترات یکی از آلاینده های منابع آب زیر زمینی است و اگر غلظت آن در آب شرب از حد مجاز یعنی ۵۰ میلی گرم در لیتر فراتر رود، سبب یک سری اثرات منفی مانند نقص مادرزادی، سرطان، صدمه به سیستم عصبی و بیماری هایی نظیر مت هموگلوبینمیا می شود. فرآیند حرکت آب و آب شویی نیترات در پروفیل خاک بسیار پیچیده است، ولی امروزه شناخت چگونگی حرکت نیترات در محیط خاک و عوامل مؤثر بر حرکت آن توسط مدلهای مختلف ممکن شده است.
گروهی پنج نفره از محققان کشور از دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز و دانشگاه یاسوج در مطالعه ای در همین خصوص، به بررسی حذف نیترات از زه آب های کشاورزی با استفاده از فیلتر زهکشی معروف به PRB در خاک های با بافت متوسط و نسبتا سبک پرداخته اند.
آنها برای انجام این تحقیق، مدلی فیزیکی از یک مخزن مکعبی به ابعاد ۱ متر طول، ۱ متر عرض و ۱ متر ارتفاع از جنس آهن ساخته و لوله های زهکش مربوطه را با سوراخ استاندارد به قطر ۱۶ میلی متر در عمق ۲۰ سانتی متری از کف کارگذاری کرده اند.
نسبت اختلاط وزنی مواد به کار رفته در فیلتر PRB هم به صورت ۲۵ درصد ماسه، ۲۵ درصد آنتراسیت، ۲۰ درصد زئولیت، ۲۰ درصد براده آهن و ۱۰ درصد خاک اره چوب سپیدار بوده است.
بر مبنای نتایج حاصل از این مطالعه، فیلتر زهکش که شامل PRB و خاک لوم شنی باشد، می تواند پس از ۲۴ روز نیترات موجود در زه آب کشاورزی را به میزان بالای ۹۹ درصد کم کند.
در اینباره، علی عصاره، پژوهشگر گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز و همکارانش می گویند: «فرایند کار فیلتر خاکی به کاررفته در پژوهش ما با توجه مشاهدات، شامل چهار مرحله زیر است: ۱) فیلتر کردن مواد معلق و میکروارگانیزم های چسبیده به آنها و همینطور حذف بخشی از آلودگی محلول از راه فرایندهای جذب و واکنش های شیمیایی؛ ۲) رشد یک توده بیولوژیکی فعال در محیط فیلتر؛ ۳) جذب مواد غذایی محلول به وسیله توده بیولوژیکی و بالاخره ۴) تصفیه بیولوژیکی نیترات محلول».
آنها می افزایند: «وجود رطوبت سبب می شود توده های زیستی تشکیل شده در محیط فیلتر بتوانند در دوره خشک هم حیات داشته باشند و از مواد تشکیل دهنده فیلتر و آلودگی های بجا مانده در محیط بعنوان ماده غذایی استفاده نمایند. این توده های بیولوژیکی قادرند تا در هنگام کمبود مواد غذایی از خودشان بعنوان ماده غذایی استفاده نمایند که این امر و همینطور استفاده آنها از آلودگی های بجا مانده در محیط فیلتر سبب می شود تا فیلتر به صورت مستقل، نفوذپذیری خویش را باردیگر به دست آورد».
بر این اساس، وجود این توده بیولوژیکی در داخل فیلتر سبب می شود تا در دوره بارندگی مجدد، رشد بیولوژیکی سریع تر اتفاق افتاده و فرآیند تصفیه بیولوژیکی به صورت مناسب تری صورت گیرد. همینطور مسدود شدن منافذ فیلتر بر اثر ورود ذرات معلق به آن بعد از گذشت یک دوره خشک، برطرف شده و نفوذپذیری آن به شرایط اولیه خود بر می گردد.
این یافته های علمی پژوهشی که بر عرضه روشی پرارزش برای حذف نیترات زه آب های حاصل از زمینهای کشاورزی دلالت دارند، در ماهنامه «مهندسی عمران امیرکبیر» متعلق به دانشگاه صنعتی امیرکبیر انتشار یافته اند.
منبع: آتی جو
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب