بخشی از مقاله
چکیده:
کاربرد مجدد فاضلابهای خانگی و پساب حاصل از تصفیه آنها برای مصارفی همچون آبیاری اراضی کشاورزی، علیرغم وجود برخی از ترکیبات معدنی و آلی در این قبیل آبها وتأثیر عملیات مذکور بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، امروزه مورد توجه ویژه قرار گرفته است. بنا بر توصیه متخصصان امر برای کاربرد بهینه این نوع آبها لازم است تا ضمن ملحوظ نمودن شرایط منطقهای و کیفیت فاضلاب و پساب تولیدی، از نتایج تحقیقات محلی نیز بهره گرفته شود. لذا بمنظور بررسی میزان و نحوه انتقال املاح به اعماق مختلف نیمرخ خاک و در نهایت به زیر عمق توسعه ریشهها در نتیجه آبیاری محصولات کشاورزی و نیز مشاهده تأثیر این امر بر تغییرات آبگذری خاک، در قالب تحقیقات لایسیمتری به مدت دو سال از فاضلاب خانگی خام و پساب تصفیه شده شهرک اکباتان برای آبیاری سبزیجاتی همچون گوجه فرنگی، جعفری و هویج استفاده شد. این تحقیق با لحاظ نمودن آب چاه به عنوان تیمار شاهد و بهره گیری از آزمایش آماری فاکتوریل در قالب طرح کاملاﹰ تصادفی به اجرا درآمد.
جهت تهیه نمونههای آب از اعماق مختلف ستون خاک، روشی ابتکاری بکار گرفته شد و با نصب لولههایی باریک و متخلخل به شیوهای خاص، امکان تهیه نمونههای زهآب از اعماق ٢٠ و ٤٥ سانتیمتری از سطح خاک - علاوه بر نمونههای جمع آوری شده از عمق زهکشها - در طول مدت دو سال اجرای تحقیق فراهم گردید. نتایج بدست آمده حکایت از آن داشت که بیشترین میزان انتقال املاح
- EC - به عمق، به ترتیب نزولی در لایسیمترهای آبیاری شده با آب چاه، فاضلاب خام و پساب تصفیه شده مشاهده گردید، ضمن اینکه با افزایش عمق نمونه برداری، بر مقدار EC زهآب افزوده میشد. در کل، با تداوم فصل آبیاری از مقدار EC نمونههای آب کاسته شد. تغییرات EC در زهآب لایسیمترها در محدودهای مابین ٢١/٣ - ٠٩/١ دسی زیمنس بر متر قرار داشت. بررسی مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع اندازه گیری شده در خاک نشان داد که کاربرد دو ساله انواع آب آبیاری و کشت سبزیجات، تأثیر مثبتی را بر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک بر جای گذاشته و موجبات افزایش قابل توجه آنرا، در مقایسه با مقدار اولیه هدایت هیدرولیکی خاک - پیش از شروع تحقیقات - فراهم آورده است. بعلاوه، حداکثر آبگذری خاک در نتیجه کاربرد فاضلاب خام و پس از آن پساب تصفیه شده مشاهده گردید.
واﮊههای کلیدی: فاضلابخانگی خام، پساب تصفیه شده، آبیاری، لایسیمتر، هدایت الکتریکی، آبگذری خاک.
١- مقدمه
با توجه به غلبه اقلیم خشک و نیمه خشک بر بخش وسیعی از اراضی ایران و محدودیت روز افزون منابع آب قابل استحصال، استفاده بهینه از تمامی منابع آب موجود از جمله آبهای نامتعارف یا آبهای با کیفیت نامطلوب، به امری ضروری و اجتناب ناپذیر بدل گردیده است. در این مورد بکار گیری فاضلاب برای آبیاری اراضی کشاورزی از جایگاه مهمی برخوردار است، زیرا علاوه بر وجود عناصر و املاح مورد نیاز گیاه در فاضلاب و پساب تصفیه شده حاصل از آن، از قابلیت جذب و تصفیه زیستی خاک در حذف و تجزیه مواد آلاینده موجود در فاضلاب به بهترین وجه ممکن استفاده گردیده و علاوه بر بکار گیری مجدد این قبیل آبها در تولید محصولات کشاورزی و ایجاد ارزش افزوده، از آلودگی منابع آبی موجود نیز جلوگیری بعمل میآید ]١، ٢ و ٣.[
فاضلاب شهری و خانگی اصولاﹰ به ضایعات حاصل از مصرف آب در زندگی روزمره انسان با ترکیبی در حدود ٩/٩٩ درصد آب و ١/٠ درصد اجزایی از سایر مواد آلی، معدنی و گازها اطلاق میشود ]١ و ٨.[
بطور کلی فاضلاب تأثیرات مختلف بیولوﮊیکی، فیزیکی و شیمیایی بر محیط زیست انسان برجای میگذارد. این تأثیرات عمدتاﹰ ناشی از کیفیت فیزیکوشیمیایی فاضلاب است که در صورت آبیاری با آن، شرایط فیزیکی خاک اراضی زیر کشت و میزان جذب عناصر ماکرو و میکرو را تحت تأثیر قرار میدهد
بررسی نحوه ترابری املاح در خاک و انتقال آن به عمق نصب زهکشها از دو جهت حائز اهمیت میباشد: اول اینکه میزان نمک وارد شده توسط آب و چگونگی تجمع آن در پروفیل خاک بطور مستقیم بر رشد گیاه تأثیر میگذارد و دوم اینکه زه آب حاصل از مزارع کشاورزی عمدتاﹰ به منابع آب سطحی تخلیه شده و یا در مزارع پایین دست بعنوان آب آبیاری مورد استفاده قرار میگیرند ]١.[
شوری که توسط هدایت الکتریکی - EC - شاخص میشود، به تنهایی مهمترین پارامتر در تعیین مناسب بودن کیفیت آب و فاضلاب برای آبیاری محصولات کشاورزی میباشد. نکته مهم اینکه هدایت الکتریکی بطور مستقیم با مجموع آنیونها و کاتیونها در ارتباط است و بنابراین، بعنوان شاخصی مناسب جهت شناسایی مقادیر کل املاح موجود در آب آبیاری به حساب میآید ]٦ و ٧.[
هدایت هیدرولیکی خاک بنا به تعریف عبارت از شدت جریان یافتن آب از میان ذرات خاک در گرادیان هیدرولیکی واحد میباشد ]١.[ حضور ذرات معلق معدنی و آلی در فاضلاب خام، پساب تصفیه شده و حتی آب آبیاری معمولی، ممکن است اثراتی را بر خلل و فرج خاک برجای گذارد. از طرفی، غلظت بالای سدیم در فاضلاب و پساب در نتیجه کاربرد مواد شیمیایی و نمک طعام در منازل نیز میتواند تأثیرات قابل توجهی را بر خصوصیات خاک موجب شود. سدیم موجود در فاضلاب در حین اجرای عملیات تصفیه در آن باقی مانده، در حالی که کلسیم و منیزیم توسط فرآیند ترسیب از فاضلاب جدا میشوند ]٦ و ٧.[
امروزه تحقیقات محلی در زمینه استفاده از انواع آبهای نامتعارف و از جمله فاضلابها در آبیاری اراضی کشاورزی و مشاهده جنبههای مختلف آن از اهمیت بسزایی برخوردار میباشد، زیرا به دلیل وجود برخی تفاوتها در شرایط اقلیمی، گیاهی، اجتماعی - فرهنگی، کیفیت خاک و سایر عوامل و متغیر بودن خصوصیات فاضلاب از منطقهای به منطقه دیگر و حتی در طول زمان در یک محل، تکیه تنها بر بکارگیری نتایج بدست آمده از تحقیقات در دیگر مناطق جهان و در دراز مدت، صدمات جبران ناپذیری را بر منابع آب و خاک وارد میسازد ]١، ١٠ و ١١.[ لذا به همین منظور، در طی یک برنامه تحقیقاتی دو ساله در استان تهران، شاخصهای عمده آبیاری با فاضلابهای خانگی مورد بررسی قرار گرفت که بخشی از نتایج بدست آمده در قالب این مقاله ارائه میگردد. هدف و دورنمای این بخش از تحقیق، بررسی میزان و نحوه انتقال املاح - شاخص شده توسط هدایت الکتریکی یا - EC به اعماق مختلف نیمرخ خاک و در نهایت به زیر عمق توسعه ریشهها در نتیجه آبیاری با فاضلاب و پساب و نیز مشاهده تأثیر این امر بر تغییرات آبگذری خاک با گذشت زمان بوده است.
٢- مواد و روشها
جهت اجرای این تحقیق، تعدادی لایسیمتر زهکشدار بدون سطح ایستابی ثابت طراحی و ساخته شد.
لایسیمترها به شکل استوانه و از جنس پلیاتیلن ضخیم بوده که ارتفاعی در حدود ١٠٠ سانتیمتر و قطر ٦٠ سانتیمتر را دارا میباشند. پیش از پر نمودن لایسیمترها از خاک، یک لوله زهکش از جنس PVC در بخش تحتانی هر یک از لایسیمترها تعبیه شد و جهت اجتناب از ورود ذرات خاک بدرون لوله زهکش، از یک لایه فیلتر ﮊئوتکستایل مناسب در اطراف لوله استفاده گردید. لایسیمترها از خاک زراعی سطحی منطقه با بافت لوم رسی١ و بدون اجرای عملیات تراکمی خاصی بر روی خاک پر شدند.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک در جداول - ١ - و - ٢ - قابل مشاهده است.
