بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به مشکلات عدیده ایکه مراکزکانونی بیابان زای استان خوزستان در آلودگی آب و هوای منطقه بوجود آورده اند، اولین ایده ای که به فکر می رسد، جلوگیری از بلند شدن و پخش ریزگرد ها و خاک های مناطق هور هندیجان ، دشت آزادگان ، هویزه - هور - ، امیدیه، شوش، ماهشهر و مناطق مرزی است، که شامل انواع ساختار های سیلت رس دار، رس و سیلت، سیلت ریز، سیلت و ماسه، سیلت و رس، ماسه ، و ماسه رس دار می باشند، دراین ارتباط استفاده از تکنیک های مدرن و علمی جدید سنتز نانو جاذب ها و نانو فیلم های هوشمندکه به شکل نانو سنسور های پرانرژی و متخلخل قادر به جذب و حبس ذرات سبک و گرد و غبار های پراکنده در هوا هستند، می تواند به این مقوله پایان دهد.
با این هدف در این تحقیق 16 نانو و میکرو سیالات جدید پایه آبی فرموله شده ی سبز، برای 15 نمونه خاک های میادین خوزستان و مناطق مرزی منطقه در قالب 38 سینی آزمایشگاهی سنتز و برای اولین بارتولید و ارائه میشوند، و با ملاحظه متغیرهای مهمی مانند: غلظت سیال، دمای محیط، وزن و ساختار خاک، pH سیال و خاک و نوع عناصر مصرفی در ساخت سیالات ابداعی، اقدام به فرایند باد دهی توسط تونل باد با سرعت 48-45 کیلومتر بر ساعت نموده و با تغییر زمان باد دهی، پایداری و سلامتی خاکها طی زمانهای مختلف آنالیز و بررسیگردید، و از همه سینی های فرموله شده عکس های قبل و بعد از آن، توسط دوربینهای دیجیتالیحرفه ای گرفته شد. ثبات و تثبیت اکثر سینی های سالم بسیار شگفت انگیز بوده است. نهال کاری و بهبود کشاورزی به همراه سیالات سنتزی از اهداف بلند این طرح می باشد.
.1 مقدمه
کنترل و تثبیت مراکز کانونی خاک ، طوفان های شنی و ریز گردها که از نقاط بحرانی شهرها و مناطق مسکونی به حساب می آیند در زندگی امروزی مردم بیشتر کشور و شهر های دنیا چالش های پیچیده ای بوجود آورده اند. دراین راستا باید از حرکت مکانیکی ریز گرد ها و ذرات معلق در روی زمین و هوا جلوگیری نمود، پژوهشگران و دانشمندان تکنیک ها و روش های مختلفی برای مهار نمودن و یا تثبیت و چسباندن آنها روی زمین پیشنهاد داده اند و از قدیم بکار گیری انواع مالچ های نفتی سیاه و بو دار و صنعتی مضر و بعضا گران قیمت به شکل گسترده برای محیط زیست در بیابان های مرزی و خارج شهر ها استفاده می گردید، که خود برای سلامتی مردم و کشاورزان و اهالی بومی و منابع آب های زیر زمینی بسیار خطرناک بوده است.
تکنولوژی های نوین و مدرن امروزی می تواند به کمک انسان و محیط زیست و منابع طبیعی آمده و با صرف زمان، و هزینه کمتر و راندمان بیشتر، اکثر چالش ها را از میان بردارد. یکی از راه های پیشنهادی مجریان این طرح، پاکسازی هوای آلوده و مسموم توسط متد جدید بکار گیری نانو سیالات به فرم بارانی شکل است. که تا کنون از سوی هیچ ارگانی پیشنهاد نشده است.
به عبارتی بهتر تولید باران های مصنوعی به کمک نانو سیالات و سیالات آبی بر روی آسمان پر از گرد و غبار بخشی از مناطق آلوده است.که می تواند در برخورد با ذرات نانو ، میکرو و ماکرو ریز گرد ها از طریق نیروی جاذبه الکترواستاتیک و تولید پل های هیدروژنی با عوامل سازنده سیالات سنتزی ما پدیده جذب سطحی قوی بوجود آورد آنگاه ریزگردها به درون خلل و فرج سطوح پر انرژی نانو و میکرو مواد نفوذ کرده و در آن ها تراپ یا حبس شده و باعث سنگینی آنها شده ، به شکلی که ذرات گرد و غبار به دام نانو ذرات می افتند و به شکل باران مصنوعی آسمان را شسته و همه را به پائین برده و بر روی خاک و زمین نشانده و سپس توسط عوامل چسبنده در سیال بر روی خاک چسبیده و از بلند شدن آن مجموعه جلوگیری می کنند. ادامه تحقیقات ما در رابطه با مبحث اصلاح و رشد گیاهان و کشاورزی می باشد که احتمالا مفید و موثر خواهد بود، که با نهال و بذرکاری های کوتاه و بلند مدت در باغچه های طراحی شده حامل نانو سیالات و میکرو سیالات تولیدی و فرموله شده می توان نتایج را مورد ارزیابی و آنالیز قرار داد. در اینجا باید به نکته مهم و سرنوشت سازی در رابطه با مسائل اقتصادی اشاره نمود.
به این صورت که همه خلاقیت و ابتکارات ساخت این گونه سیالات جدید را به یک باره نمی توان رد نمود، زیرا معجون ریز گرد های معلق در هوا در زمان کوتاهی به سایر شهر های همجوار حمله ور شده و همه مردم را دچار انواع بیماری های سرطان ریه، گلو، دهان و دستگاه گوارش می نمایند ، که ضررمالی و معنوی بیماران مبتلا و مریض و ناتوان جامعه بیش از هزینه ساخت نانو سیالات فرموله شده برآورد شده است. ریز گرد های موجود در فضا مانند نانو ذرات ریز و با همان مکانیسم قادر به نفوذ به درون بافت های درون بدن و دستگاه تنفسی شده و با نفوذ پذیری آرام یا سریع خود، باعث پارگی نسوج شده و باعث عفونت شدید می گردند.
در مجموعه ریز گرد های معلق در هوا، همه نوع مواد و ترکیبات آلی فرار و گازهای خطرناک دی اکسیدگوگرد، کربن منواکسید و هیدروژن سولفوره و نیز نانو ذرات خاک معلق آغشته به مواد سرب وجیوه پوکه های سلاح های جنگی پراکنده با قطر های متفاوت در هوا دارندکه می توانند با نانو ذرات جاذب قوی و هوشمند هم اندازه و هم ساختار خودشان در محیط آبی سیالات وارد خلل و فرج روی سطح آن ها شده و به دام بیافتند.
در ادامه این تحقیقات باید دید که نانو سیالات سنتزی مورد استفاده تا چه مدت قادر هستند که خاک های منطقه را بپوشانند و از بلند شدن مجدد آن ها جلوگیری نمایند. در این تحقیق قدرت و میزان چسبندگی و نحوه پوشانندگی روی خاک نیز مورد بررسی و مطالعه قرار خواهد گرفت. یکی دیگر از تحقیقاتی جدیدی که توسط مجریان طرح انجام گرفته شده است، استفاده از نانو سیالات و میکرو سیالات فرموله شده پایه آبی جدید برای تثبیت و چسبندگی خاک و شن های روان در 15 منطقه کانونی میادین بیابان زای استان خوزستان می باشد.
که موفق به انجام عملیات آزمایشگاهی و ساخت 38 سینی فرموله شده حاوی 16 فرمولاسیون متنوع نانو و میکرو سیالات پایه آبی شده اند. یکی از مزایای شاخص این سیالات تولیدی و طبیعی ، جذب و ذخیره کردن رطوبت هوا در خاک است. که خود عامل مهمی در خیس ماندن خاک در طول زمان و بهبود ساختار خاک و پایداری مخلوط خاک و سیال است.
در این کار تحقیقاتی نه چندان آسان و پر هیجان، متوجه شدیم که با وجود متد و روش های متعدد و متنوع در دنیا، هنوز ساخت چنین نانو موادی برای چنین منظوری توسط هیچکس ارائه و منتشر نشده است. و اگر وجود داشته باشد، محرمانه است و به چاپ نرسیده است. این تحقیق با حمایت استانداری و سازمان محیط زیست استان خوزستان به اجرا در آمده است. و طرح آن به مدت 9 ماه و در قالب 5 فاز عملیاتی انجام خواهد گرفت.
عوامل و متغیر های زیادی در این پژوهش مد نظر استکه میتوان به نحوه ساخت نانو سیالات و میکرو سیالات، انتخاب حلال و ادتیو ها، پراکنده سازان، سورفکتانت ها، افزودنی های طبیعی و غیره توجه خاص نمود. همچنین غلظت سیالات، وزن خاک، نوع وساختار خاک، دمای محیط عملیات، سرعت باد دهی، تامین pH سیال و خاک، بررسی پایداری مخلوط سیال و خاک در کوتاه ، میان و بلند مدت، آب دهی سینی های فرموله شده منطبق با شرایط باران زائی، بذر پاشی و همچنین بررسی کوتاه و بلند مدت رشد گیاهان. تفاوت وزن نانو سیال مصرف شده در ابتدا و انتهای آزمایش، اتنخاب بهترین فرمولاسیون برای پیاده نمودن در باغچه های طراحی شده تحقیقاتی که در معرض نورآفتاب، باد، باران، گرما و سرمای طبیعی قرار گیرند .
و استفاده از روش تاگوچی - از عمل برای عمل در شرکت تویوتا - : آنالیز فاکتوری یا factor analysis ، یعنی یک فاکتور ثابت و بقیه متغیر، یا دو فاکتور ثابت و بقیه متغیر و نهایتا نتیجه گیری آخر . همینطور جهت آنالیز نرم افزاری نمونه ها از نرم افزار قدرتمند متلب نیز بهره گیری خواهد شد و از نظر تاریخچه اجرا و ایده طرح های فوق الذکر، می توان تثبیت خاک را با احداث سد زیستی در مقابل ریز گرد ها برای زمان های طولانی مدت و میان مدت در نظر گرفت، و در مقابل برای حالات اضطراری آلودگی هوا در کوتاه مدت روش باران شوئی را اعمال نمود.
ازجمله کار های تحقیقاتی آزمایشگاهی در رابطه با بکار گیری نانوتکنولوژی می توان به چند مورد آن اشاره نمود، هر چند که در مطالعات اخیر به گونه های مشابه کار خود برخورد نداشتیم. با این حال، از نانو ذرات اکسید روی برای حاصلخیزی خاک و افزایش غلظت فلز روی در خاک کشاورزی توسط نرگس میلانی از دانشگاه آدلید استفاده شده استکه به عنوان تز دکتری مورد تحقیق قرار گرفته شده است
دانشمند دیگری بنام یون- هاوی شن در سال 2000 از دو سری سورفکتانت غیر یونی مانند پلی اتیلن گلاکول و نونیل فنل اتوکسیله 10مول برای جذب سطحی روی خاک استفاده نموده است ]یون- هاوی شن، . [2000 این مشاهدات حاکی از آن است که میزان جذب سطحی سورفکتانت ها نسبت مستقیمی با عناصر سازنده تشکیل خاک دارد. در همین رابطه خیلی از دانشمندان روی موضوع فرآیند جذب سطحی انواع سورفکتانت های یونی و غیر یونی وکاتیونی بر روی انواع خاک ها تحقیقات زیادی انجام داده اند
در مورد امکان سمیت نانو ذرات و ارتباط آن ها با خاک و گیاهان و مدل های حیوانی تحقیقات و پژوهش های زیادی انجام شده استکه برای بعضی از نانو ذرات با قطر و اشکال مختلف، جواب های متفاوتی بدست آمده استکه نشان از عدم تکمیل تحقیقات در این رابطه می باشد. برای مثال برای نانو لوله های کربنی ونانو ذرات اکسید سریوم، به علت کارائی و خواص ویژه ای که دارند این تحقیقات برروی حیوانات ، گیاهان و اصلاح خاک در حال مطالعه و بررسی می باشندکه هنوز خیلی جای کار دارند البته ناگفته نماندکه کار های تحقیقاتی وپیشنهاد های زیست محیطی ارزشمند پروفسور کردوانی روی تثبیت تپه های ماسه ای و ساخت فرمولاسیون های مواد معدنی بسیار مفید و موثر بوده است.
.2 کارهای آزمایشگاهی و روش ها در ساخت سیالات پایه آبی
در این طرح در ابتدا 16 فرمولاسیون پایه آبی موافق محیط زیست و شیمی سبز تهیه و ساخته شد. که همه آن ها کاملا با یکدیگر متفاوت بودند. کلیه مواد اولیه در ساخت از بازار و شرکت های داخلی ایران تهیه و خریداری شده اند و نیازی به خرید خارجی نمی باشد.
هزینه تهیه نیز بطور متوسط و مناسب بوده و مواد از لحاظ سالم بودن و نداشتن ضرر های محیط زیستی و انسانی مورد تائیدو توجه هستند . به علت داشتن طرح پاکسازی هوا و انجام فاز های اولیه و ادامه داشتن طرح تا مراحل پایانی، به ناچار از رونمائی فرمولاسیون ها در این کنفرانس معذور هستیم و با اطمینان از سلامتی مراحل سنتز و ساخت سیالات به همین قدر بسنده خواهیم کرد. و سیالات مصرفی را با شماره های 1 تا 16 معرفی می کنیم.
