بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به بررسی تاثیر آلایندههاي هیدروکربنی گازوئیل و نفت سفید بر منحنی نگهداشت آب خاك و مقایسه میانگین منحنیهاي نگهداشت رطوبت براي خاكهاي آلوده به آلایندههاي هیدروکربنی در مقایسه با خاكهاي شاهد٥/٣ - خاكهاي آلوده نشده - پرداختیم. بدین منظور، دو نوع خاك شنی لومی و رسی سیلتی انتخاب شد و پس از نمونه برداري، خاكها به طور مصنوعی و در محیط آزمایشگاه توسط گازوئیل و نفت سفید به صورت جداگانه و در شرایط ضربه آلوده شدهاند. سرانجام مقادیر آلایندهها و مقادیر رطوبت در مکشها 0، 0/3، 0/5، 1، 5، 15 بار در زمانهاي قبل آلودگی،زمان تعادل، یک ماه، دو ماه، سه ماه بعد از تعادل تعیین گردید.
سپس میانگین منحنیهاي نگهداشت رطوبت در طی این بازههاي زمانی در مکشهاي مختلف را بدست آوررده و به مقایسه میانگین منحنی رطوبتی خاكهاي آلوده نسبت به خاكهاي شاهد پرداختیم. نتایج مقایسه میانگین منحنیهاي رطوبتی حاکی از آن بود که پس از ایجاد مکش رطوبت ازخاكهاي شاهد و خاكهاي آلوده با شیبهاي مختلف شروع به خارج شدن کرد. سرعت خروج رطوبت در خاكهاي شنی لومی بسیار بیشتر بوده و نگهداشت رطوبت کمتري نسبت به خاك رسی سیلتی در همه مکشها از خود نشان دادند.حال آنکه، در خاك شنی لومی بعد از آلودگی، میزان نگهداشت رطوبت در مقایسه با خاك شنی لومی شاهد کمتر شده وخاك رسی سیلتی با کاربرد گازوئیل و نفت سفید، نگهداشت رطوبت بیشتري داشت و شیب کاهشی رطوبت، در رطوبت بیشتري، روند ملایمتري در مکشهاي مختلف در مقایسه با خاك شاهد آن از خود نشان داد.
واژگان کلیدي: خاك، گازوئیل، منحنی رطوبتی خاك، نفت سفید
-1 مقدمه
ایران یکی از مهمترین کشورهاي تولید کننده نفت و محصولات نفتی، از دیر باز در خطر آلودگی به آلایندههاي هیدروکربوري به عنوان یکی از مهمترین منابع موجد آلودگی اکوسیستم آبی و خاکی بوده است. خاك، پالاینده طبیعت محسوب میشود که علاوه بر تامین مواد غذایی ویژگی تصفیه کنندگی دارد، اما مدتهاست که مواد نفتی و مشتقات آن در اثر حمل ونقل، نشت و یا ذخیره سازي موجب آلودگی خاك میشود - نوریس و همکاران، . - 1994 منحنی رطوبتی خاك یا منحنی نگهداشت رطوبت خاك1 یکی از ویژگیهاي هیدرولیکی خاك میباشد که رابطه بین پتانسیل آب خاك و درصد رطوبت آن را نشان میدهد و در کلیه عملیات آبیاري و زهکشی و تعیین ضرایب رطوبتی خاك اهمیت دارد - باي بوردي، . - 1382
این منحنی تحت تاثیر آلایندههاي مختلف از جمله آلایندههاي هیدروکربنی تغییر کرده و نیز میزان نگهداشت رطوبت آن متاثر از این آلایندهها دستخوش تغییر میشود. از اینرو در این پژوهش، با توجه به اهمیت این منحنی به عنوان یکی از مهمترین خواص هیدرولیکی خاك، به بررسی تاثیر آلایندههاي هیدروکربنی گازوئیل و نفت سفید بر منحنی نگهداشت آب خاك ومقایسه میانگین منحنیهاي نگهداشت رطوبت در طی بازهي زمانی مختلف براي خاكهاي آلوده به آلایندههاي هیدروکربنی در مقایسه با خاكهاي شاهد - خاكهاي آلوده نشده - پرداختیم. سپس بروي نتایج حاصل بحث شد.
-2 مواد و روشها
آلایندههاي هیدروکربنی مورد استفاده در این پژوهش، گازوئیل و نفت سفید بودکه به دلیل مصارف فراوان و به تبع آلودگی قابل توجه ناشی از این آلایندهها بوده است.در این پژوهش منطقه ساحلی بابلسر واقع در استان مازندران براي خاك مورد مطالعه شنی لومی و نواحی دامنهاي هزارپیچ گرگان در استان گلستان براي خاك مورد مطالعه رسی سیلتی انتخاب شده نمونهها جمع آوري شدند. این مطالعه بصورت پایلوت و در محیط آزمایشگاه صورت گرفت. پس از همگن سازي خاكهاي مذکور و تعیین بافت خاك به روش هیدرومتري - کارتر، - 1993، نمونههاي خاك درون استوانههاي شیشهاي قرار گرفته و اشباع شدند و آلایندهها نفت سفید و گازوئیل به میزان یک حجم تخلخل خاك به صورت ضربهاي و جداگانهاي بر روي سطح خاك اشباع اعمال شد. سپس در زمانهاي تعادل - حدود 3 هفته بعد ازآلوده سازي - ، 1ماه بعد از تعادل، 2 ماه بعد از تعادل، 3ماه بعد از تعادل، از خاك هاي آلوده نمونهبرداري شد.
اندازه گیري غلظت هیدروکربنهاي نفتی خاك طبق روش استاندارد آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا - EPA - در این بازههاي زمانی صورت گرفت . - EPA, 1992 - مقدار رطوبت در این بازه-هاي زمانی در مکشهاي 0، 0/3، 0/5، 1، 5 و 15 بار، توسط دستگاه صفحات فشاري محاسبه شد - تولر و دنی، . - 2003 سپس از مقدار نگهداشت رطوبت در هر مکش با توجه به نوع آلایندههاي به کاربرده شده در زمانهاي مورد مطالعه میانگینگیري شد در آخر با توجه به میانگینهاي به دست آمده منحنی رطوبتی خاكها رسم شده و نگهداشت رطوبت در خاكهاي آلوده شده رسی سیلتی و شنی لومی در مقایسه با خاك شاهد - نمونه آلوده نشده - مورد بررسی و قیاس قرار گرفت و بروي نتایج حاصل بحث شد.
-3 نتیجهگیریی و بحث
پس از اندازهگیریی بافت خاك مشخص شد که خاكهاي مورد مطالعه داراي بافت شنی لومی با چیزي حدود 80 درصد شن و بافت رسی سیلتی با 50 در صد رس بود و بر اساس مشاهدات خاك شناسی، به ترتیب به صورت خاك سبک و سنگین بافت در نظر گرفته شد.نتایج غلظت گازوئیل و نفت سفیدرا در خاكهاي شنی لومی و رسی سیلتی طبق روش استاندارد آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا - EPA - در این بازههاي زمانی در جدول شماره 1 نشان داده شد. با توجه به این جدول همانطور که مشاهده شد میزان آلاینده، براي آلودگیهاي گازوئیل و براي خاك رسی سیلتی بیشتر از نفت سفید و براي خاك سبک بافت بوده است. و این میزان آلودگی با گذشت زمان کاهش یافت که بیشترین کاهش مربوط به نفت سفید در خاك سبک بود.
شکل 1 نتایج حاصل از بررسی مقایسه میانگین منحنیهاي رطوبتی خاك رسی سیلتی و شنی لومی در کاربرد یک حجم تخلخل از آلایندههاي گازوئیل و نفت سفید را نشان میدهد. همانطور که مشاهده شد، پس از ایجاد مکش، رطوبت از هر دو خاك شاهد شنی لومی و رسی سیلتی با شیبهاي متفاوت خارج شد. به عبارت دیگر، نگهداشت رطوبت در خاك سبک در مقایسه با خاك سنگین، بسیار کمتر بوده و با شیب تندتر و مقدار بیشتري رطوبت خودرا از دست داده است. حال آنکه، روند کاهشی رطوبت در خاكهاي سبک و سنگین بعد از آلودگی دستخوش تغییر میشود.
بدین صورتکه، میزان نگهداشت رطوبت در خاك سبک، بعد از آلودگی کمتر و نرخ خروجی رطوبت بیشتر شده است، که این روند کاهشی در نگهداشت رطوبت، در خاك آلوده سبک بافت در مقایسه با خاك شاهد آن بیشتر شده و حداکثر این کاهش، در کاربرد یک حجم تخلخل نفت سفید نسبت به گازوئیل در بیشتر مکشها بوده است. حال آنکه در خاك سنگین بافت نتایج متفاوتی بدست آمد. در این خاكها با کاربرد آلاینده در خاك، میزان نگهداشت رطوبت، در مقایسه با خاك سنگین بافت شاهد افزایش یافت و این خاكها با شیب ملایمتر و به آرامی در مقادیر رطوبتی بیشتري، رطوبت را از خود خارج کردند و کاربرد یک حجم تخلخل خاك از آلاینده گازوئیل نسبت به نفت سفید در خاك سنگین بافت منجر به نگهداشت آب خاك بیشتري شد.
به عبارت دیگر، در خاكهاي شنی لومی بعد از آلودگی قدرت نگهداشت رطوبت آنها کاهش مییابد و در خاك-هاي رسی سیلتی نتیجه کاملا متفاوتی، کاربرد آلایندههاي هیدروکربنی گازوئیل و نفت سفید در پی خواهد داشت و باعث می-شود که خروج رطوبت با شیب ملایمتر و در رطوبت بالاتري نسبت به نمونه خاك آلوده نشده سنگین بافت صورت گیرد که با نتایج به دست آمده با پژوهشگران دیگر در کاربرد آلایندههاي مختلف هیدروکربنی، در شرایط متفاوت تا حدودي مطابقت
