بخشی از مقاله
چکیده
از مهمترین شناسههای بیابانزایی می توان برهنگی خاک، زوال تنوع زیستی، کاهش تولید سرزمین، هجوم ماسههای روان، نابودی سازههای زیربنایی و مراکز جمعیتی، فرسایش بادی را نام برد. در این تحقیق، ضمن پرداختن به مقوله اهمیت بیابان زدایی و احیاء مراتع فقیر با استفاده از تکنولوژیهای جدید و نوین در کشور، ساختار نانو رس مونتموریلونیت و اهمیت آن در کنترل مناطق بیابانی بویژه در منطقه سیستان و بلوچستان مورد بررسی قرار گرفت. نانو ذره مونتموریلونیت که عمده ترین فاز موجود در اسمکتیت را تشکیل میدهد با ا بعاد حدود 1 نانومتر ضخامت و100 نانومتر قطر و با داشتن خواص منحصر به فرد توانسته است به منظور ثبیت شنهای روان و جلوگیری از بیابان زایی، بهبود ساختار خاک، فرسایش بادی و پراکنش ریزگردها مورد استفاده قرار گیرد.
در این مقاله سعی شده است با معرفی این ماده قدرتمند به ساختار برخی از ویژگیهای فیزیکی مهم و خواص منحصر به فرد و نتایج مطلوب استفاده از آن در خاکهای کشاورزی و همچنین مهار وکنترل بیابانزایی اشاره شود روش گردآوری مطالب در این تحقیق به صورت کتابخانهای و منابع الکترونیک بوده که به تجزیه و تحلیل اطلاعات موجود در مورد این نانو ذره فعال پرداخته شده است. از جمله فاکتورهای موثر در استفاده از نانو رسها در مناطق خشک می توان به کاهش مصرف آب تا 66 درصد و کاهش هدر رفت آب از طریق تبخیر و نفوذ در عمق، افزایش راندمان و سرعت جوانه زنی بذر تا 100 درصد، کاهش شستشوی آنیونها و کاتیونهای مورد نیاز برای رشد گیاه ، افزایش بهرهوری و عملکرد محصول تا بیش از 176 درصد، ایجاد و افزایش تراکم خاک، افزایش ظرفیت تبادل یونی، خواص الکتریکی سطحی، ظرفیت تورم پذیری در محیطهای قطبی و پیوند بالا، ظرفیت جذب بالا، سطح ویژه بالا و شکل پذیری زیاد، اشاره کرد.
کلمات کلیدی: نانورس، مونت موریلونیت، بیابان زدایی
-1مقدمه
بیابان به عنوان یکی از عرصه های منابع طبیعی عبارت است از: منطقهای با بارندگی ناچیز و کمتر از تبخیر سالانه، با پراکنش نامناسب، منابع آب محدود و پوشش گیاهی فقیر. از مهمترین شناسههای بیابانزایی عبارتند از برهنگی خاک، مهاجرت، زوال تنوع زیستی، کاهش تولید سرزمین، هجوم ماسههای روان، نابودی سازههای زیربنایی و مراکز جمعیتی، فرسایش بادی و ...اکوسیستم اراضی خشک حدود 78 میلیون هکتار از اراضی خاک ایران را در بر می گیرد که از این بالغ بر 43 میلیون هکتار بیابان و اراضی خشک می باشد. بیابانزایی مانع اولیه توسعه پایدار بشمار می آید. سازمان جنگلها، مراتع و آبخیزداری کشور عوامل موثر در فرایند بیابانزایی را افزایش جمعیت، چرای مفرط دام از پوشش گیاهی، بهرهبرداری بیرویه از منابع آب زیرزمینی، توسعه صنایع و تغییر کاربری اراضی و اثرات پدیده طبیعی نظیر تغییر اقلیم می داند.
اثرات بهره برداری نامناسب از منابع طبیعی و مدیریت نادرست محیط زیست در یک منطقه تنها محدود به همان منطقه و مناطق همجوار آن نمی شود بلکه اثرات این معضل می تواند به وسعت کره زمین باشد. سالیانه در ایران، 1/5 میلیون هکتار به سطح بیابان ها افزوده میشود . بیابانهای جهان و نحوه مدیریت آنها با گذشت زمان از اهمیت بیشتری برخوردار میشوند و از تهدیدات جدی برای محیط زیست بشری در دوران معاصر محسوب میشود - جاهدی پور . - Gnacadja 2001: - 1 -48 - ; Faroda 1999: 35-48; 1389 استان سیستان و بلوچستان از لحاظ طبقه بندی اقلیمی دارای اقلیم بیابانی و نیمه بیابانی است.
میانگین بارش سالانه در این استان حدود 100 میلی متر و متوسط دمای آن از 22 تا 37 درجه در تغییر است. حدود 55 درصد از کل مساحت استان معادل 000،250،10 هکتار را مراتع در برگرفتهاست که 300 هزار هکتار مراتع خوب، 750 هزار هکتار مراتع متوسط و 9/2 میلیون هکتار مراتع فقیر و خیلی فقیر میباشد مساحت جنگلهای استان که عمدتاً نیمه متراکم و کم تراکم هستند قریب به یک میلیون هکتار میباشد. همچنین حدود 6/3 میلیون هکتار را بیابان و شنزار در بر گرفته است . - http://www.sbportal.ir/fa/sallnamesb - وقوع طوفان های گرد و غبار و حرکت ریزگردها از مخربترین پیامدهای فرسایش بادی مناطق بیابانی محسوب میشود و این موضوع به عنوان یک معضل، گریبان گیر بسیاری از کشورهای جهان از جمله کشورهای در حال توسعه می باشد خسارات و زیانهای این مسئله عبارتند از
-طوفانهای گرد و غبار و حرکت ماسههای روان منجر به بیماریهای چشمی، عفونتهای تنفسی و ریوی میشود. -دفن شدن روستاها در زیر تودههای ماسه
-اختلال در تاسیسات زیربنایی و صنعتی، فرودگاهها و سیستمهای نظامی مانند ایستگاههای رادار و … در اثر تهاجم ماسههای روان.
-مسدود نمودن جادهها و راههای ارتباطی.
-پر شدن دریاچههای پشت سدها، کانالهای آبرسانی و قناتها.
-کاهش بازدهی زمینهای کشاورزی.
بیابانزدایی، فعالیتهایی را شامل میشود که بخشی از توسعه یکپارچه و جامع سرزمین در مناطق خشک، نیمه خشک و خشک نیمه مرطوب در راستای توسعه پایدار را دربرگرفته و اهداف آن شامل: جلوگیری و یا کاهش تخریب سرزمین احیای زمین های تخریبشده. و احیای زمین های بیابانی شده می باشد. اصلاح مراتع فرسوده از طریق بررسی فصل کشت، عمق، روش و میزان کشت بذر نباتات مرتعی مقاوم به خشکی، شناسایی منابع پایه آب و اراضی، تثبیت فیزیکی ناهمواریهای ماسه-ای، بهرهوری و بهرهبرداری از شنزارها، حفاظت و نگهداری از جنگلکاریهای تاغ و گز، از روشهای به کا رفته برای مهار بیابان زدایی است - جاهدی پور - Gnacadja 2001: 1-48;1389
همچنین مالچ پاشی از دیگر تکنیکهای به کار رفته برای کنترل فرسایش بادی می باشد - Armbrust 1977: 904-910 - که دارای اثرات مخرب زیست محیطی فراوانی است. اهم فعالیتهای انجام شده در زمینه تثبیت شنهای روان و بیابانزدایی در استان سیستان و بلوچستان عبارتست از: نهال کاری، مالچ پاشی،احداث بادشکن، حفاظت و قرق . - http://www.sbportal.ir/fa/sallnamesb - در این مقاله سعی شده است با معرفی نانو رس به عنوان یک ماده دوستدار محیط زیست، طبیعی و قدرتمند به منظور مهار فرسایش بادی و تثبیت ریزگرده ها، به برخی از ویژگیها و خواص منحصر به فرد و نتایج مطلوب استفاده از آن اشاره شود. نانو رس با استفاده از فناوری نانو از کانی های رسی استخراج میشود.
-2 خاک رس و ترکیبات آن
رسها به همراه کلوئیدها ، فعالترین بخش خاک محسوب می شوند و اکثر آنها دارای ساختمان بلوری هستند. قبل از مطالعه کانیها توسط اشعه ایکس تصور میشد که کانیهای رسی ذرات کوچک و ریز کانیهای اولیه نظیر ذرات کوارتز ، فلدسپارت و میکاها باشند، در حالی که در حال حاضر کانیهای رسی ، ترکیب شناخته شدهای دارند که شبیه این کانیها نیست و تنها کانی میکا به آنها شبیه است. کانیهای رسی ، اغلب کانیهای جدید یا حاصل انحلال کانیهای اولیه و یا ثانویه هستند.خاکها در مناطق گرم و شرایط آب و هوایی مرطوب جایی که زهکشی مناسبی ندارد، دارای میزان بالایی از کانیهای اولیه حل شده میباشند که به کانیهای رسی تبدیل شدهاند.
خاکهای موجود در مناطق گرم و مرطوب ، میزان بالایی از رس حتی در اعماق 5 تا 20متری دارند. در حالت زهکشی مناسب ، کانیهای رسی از درون سیستم خاک خارج میشوند. بعضی کانیهای رسی در اثر تجزیه و دگرسانی کانیهای اولیه نظیر میکاها تشکیل میشوند - - http://www.njavan.com/forum/showthread.php.نانورسها - Nanoclay - نانو ذراتی از سیلیکاتهای معدنی - معمولا سیلیکات های آلومینیم - بوده که لایه ای و ورقه ای می باشند و حداقل یکی از ابعاد آنها در حد نانومتر می باشد. این مواد بهدلیل ارزانی و در دسترس بودن، توجه زیادی در زمینه فناوری نانو به خود جلب کردهاند، همچنین اندازه کوچک این مواد آنها را قادر ساخته تا بتوانند با مواد دیگر که در این زمینه وجود دارند، رقابت کنند.
نانورسها در زیرمیکروسکوپ الکترونی با قدرت تفکیک بالا شامل صفحات کوچک و نا منظمی هستند که درحدود 1نانومتر ضخامت و100 نانومترقطردارند و سطح ویژهای در حدود 750 مترمربع بر گرم دارند . رسها از نظر ساختمانی به 2 گروه کاندیت و اسمکتیت تقسیم بندی می شوند. گروه اسمکتیت خود شامل مونتموریلونیت ، ساپونیت ، نانترونیت - وقتی Fe جانشین Al میشود - و استونزیت - وقتی Mg جانشین Al شود - میباشند. متداولترین نانو رس مونت موریلنت - ازخانواده اسمکتیت - می باشد. انواع دیگر نانو رسها بسته به اجزائ شیمیایی تشکیل دهنده شامل: ایلیت، کائولینیت، ورمیکیولیت، هکتوریت، کلریت و رسهای سنتزی - برای مثال هیدروتالکیت - می باشد جدول 1 انواع کانیهای با ساختار لایهای را در سیلیکاتهای معدنی رسی نشان می دهد . - Uddin 2008: 2804-1813 -
