بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این تحقیق، بررسی تأثیرات ماکروفولینگهای بر روی ساختارها و سازههای ساحلی بندر خرمشهر میباشد. نمونهبرداری در دی ماه 1394 و خرداد 1395 از پایههای موجود در ناحیه جزر و مدی اسکله با کمک کوادرات 15×15 سانتیمتر صورت گرفت. پس از شناسایی و بررسی گونههای رسوب کننده، بهطورکلی 11 گونه متعلق به 10 خانواده که به ترتیب تراکم شامل آرواره پایان 79 درصد، دوکفهایها 5 درصد، سختپوستان عالی و جلبکهای سبز 4 درصد، خزه سانان 3 درصد و پرتاران 1 درصد محاسبه شد.
گونه غالب منطقه Amphibalanus amphitrite با تراکم 4261 فرد در واحد سطح بود. بیشترین میزان تخریب پایههای اسکله توسط سایر عوامل محیطی میباشد و تأثیرات ماکروفولینگ ها بسیار سطحی و به وسیله زوائد آرواره ایزوپودها و یا ترشحات تولید شده از جلبکها و دوکفهایها که باعث هضم زیستی ساختارها بتنی شده است. به دلیل غیریکنواختی درصد پوشش بارناکل ها بر روی سطوح بتنی، نه تنها مانع از عملکرد عایقی این موجودات شده، بلکه باعث تشدید خوردگی و فرسایش در سطوح برهنه از بارناکل گشته است.
مقدمه
فولینگهای زیستی گروههای جانوری و گیاهی هستند که بر روی بدن موجودات دریایی و یا ساختارهایی که به دست بشر در محیطهای دریایی ساخته شدهاند، قرار گرفته و از آنها به عنوان بستر و گاهی همچون پناهگاه و منبع تغذیه استفاده میکنند .[1] بهطورکلی اغلب سازههای دریایی اعلم از ساکن و متحرک پس از مدتی قرار گرفتن در آب دریا با پدیده فولینگهای زیستی روبرو میشوند که ناشی از رشد لایه بایوفیلم و قرارگیری میکروفولینگها و ماکروفولینگها میباشد
فولینگهای زیستی قادر به اتصال و تخریب اشیا با مواد گوناگون هستند. فرایند تخریب فلزات، بتن و چوب به خوبی مورد مطالعه قرارگرفته است. تخریب زیستی1، یک عامل تخریبی مهم برای تجهیزات و سازههای آبی میباشد که در نتیجهی فرآیندهای الکتروشیمیایی و بیوشیمیایی ارگانیزمهای ناشی میشود
ترکخوردگی در سازههای بتنی مشکل پر هزینه و عمومی در مناطق ساحلی سراسر جهان است. علل متعددی برای فرایند خوردگی وجود دارد، مانند قدمت، نفوذ عناصر خورنده به بتن، مانند کلرید و تخریب زیستی میباشد. تخریب زیستی بتن از تجزیهی مواد ناشی از عمل بیوژن2 - تولیدات توسط موجودات زنده و یا فرآیندهای بیولوژیکی - رخ میدهد. بهطور رسمی، بیشترین تخریب زیستی سازههای بتنی مربوط به میکروارگانیزمها - باکتریها، قارچها، جلبک و گلسنگ - میباشد؛ اما میتواند به استقرار موجودات ماکروسکوپی مانند صدفها [4] و یا سایر موجودات که باعث فرسایش و سوراخ کردن بتن میشوند، همانند سختپوستان اشاره کرد .[5] اگرچه سرعت تخریب سختپوستان در مقایسه با نرمتنان آهستهتر میباشد و آثار تخریبی آن در سال با سرعت 2 سانتیمتر تجاوز نمیکند .[3] بهطورکلی تحقیقات نشان داده جلبکهای سبز، سیانوباکتریها و صدف را میتوان عوامل میکروبیولوژی تحریککننده فرسایش مواد سازها دانست
اگرچه سهم میکروارگانیزمها در خوردگی بتن بهطورکلی ممکن است در محدودی 30 درصد باشد [7]، اما توجه کمی نسبت به اثر تخریب زیستی بر بتن شده است، احتمالاً دلیل عدم توجه به فرایند تخریب زیستی، تمایز بین آن با سایر فرآیندهای آسیب ساز بسیار دشوار باشد و همچنین تأثیر آن در طول یک دوره مشخص بهطور مداوم و پیوسته نمیباشد و مهندسان با تأثیرات این فرآیند آشنایی ندارند [8]؛ با این حال، درک مکانیسم تخریب زیستی بر بتن به منظور، طراحی یک استراتژی بهتر برای بازرسی، حفاظت و تعمیر سازههای بتنی در مناطق ساحلی مؤثر میباشد. بررسی بر روی جوامع رسوب کننده بر روی بسترهای مختلف و ساختارهای متنوع بنادر، سازههای ساحلی، ساختوسازهای آبی در طول چهار دهه گذشته صورت گرفته است .[9] مطالعات زیادی در داخل و خارج از کشور بر روی فولینگ کنندگان زیستی صورت گرفته که شماری از آنها شامل [10]، [11]، [12]، [13]، [14]، [15] و [9] میباشد. هدف از این بررسی شناسایی و تأثیر ماکروفولینگ بر روی سازههای فراساحلی بود و همچنین بررسی تغییرات صورت گرفته بر روی سطوح این سازهها میباشد.
روش تحقیق
نمونهبرداری در دی ماه 1394 به عنوان فصل سرد و در خرداد ماه 1395 به عنوان فصل گرم در ابتدای مصب اروند رود در محدود بندر خرمشهر از پایههای بتنی اسکله صورت گرفت. با توجه به وسعت منطقه 3 ایستگاه مشخص شد؛ برای این کار 9 پایه بتنی شمارهگذاری شدند - جدول - 1 - شکل . - 1 در ابتدا با کمک کوادرات ×15 سانتی متر 15 ناحیه مورد نظر مشخص و برای شمارش در محیط عکسبرداری صورت گرفت.
جداسازی نمونهها با کاردک انجام گردید و با فرمالین 4 درصد تثبیت و برای شناسایی و ارزیابی کیفی و کمی گونه، نمونهها به آزمایشگاه واقع در دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر منتقل شد. فاکتورهای محیطی با کمک مولتی متر در محیط صورت گرفت. برای بررسی تأثیر ماکروفولینگ بعد از جداسازی نمونهها از سطوح عکسبرداری شد. شناسایی و شمارش نمونهها با کمک میکروسکوپ و لوپ انجام شد برای سنجش وزن خشک از آون و ترازوی با دقت 0/001 استفاده شد و برای بررسی درصد پوشش از کاغذ شطرنجی استفاده گردید. شناسایی با کمک کلیدهای شناسایی معتبر صورت گرفت. تحلیلهای آماری از نرمافزار spss 16 و سنجش تأثیر فاکتورهای محیطی از برنامه Minitab 16 استفاده شد
جدول 1 مختصات ایستگاههای مورد مطالعه در زیر اسکله در بندر خرمشهر
شکل 1 موقعیت منطقه و ایستگاه مورد مطالعه در زیر اسکله بندر خرمشهر برای بررسی بایوفولینگ
نتایج
میانگین دما در فصل تابستان 27/7 و در فصل زمستان 13/6 درجه سانتیگراد؛ میانگین اکسیژن محلول در فصل تابستان 7/56 و در فصل زمستان 8/03 میلیگرم بر لیتر؛ میانگین شوری در فصل تابستان 2/29 و در فصل زمستان 1/1 قسمت در هزار، میانگین هدایت در فصل تابستان 4/24 و در فصل زمستان 2/98 میلی زیمنس بر سانتیمتر و همچنین میانگین اسیدیته در فصل تابستان 8/09 و در فصل زمستان 8/02 اندازهگیری شد. نتایج حاصل از آنالیز واریانس یک طرفه نشان میدهد که تغییرات فاکتورها در ایستگاههای مختلف اختلاف معنیداری ندارد در صورتی که میان دو فصل اختلاف معنیداری وجود دارد . - P<0/05 - تغییر فاکتورهای محیطی در فصل زمستان و تابستان در جدول 2 مشخص شده است.
جدول 2 فاکتورهای محیطی اندازهگیری شده در ایستگاههای مشخص شده در زیر اسکله بندر خرمشهر، زمستان -1394 تابستان 1395
در طی دوره مطالعاتی که در ابتدای مصب اروند رود انجام گرفت، بهطورکلی 11 گونه متعلق به 10 خانواده که مربوط به 7 شاخه که 4 گونه متعلق به شاخه بندپایان، 4 گونه که متعلق به شاخه نرمتنان،1 گونه متعلق به شاخه بویوزوآ - خزه سانان - ، 2 گونه از 2 خانواده متعلق به شاخه کرمهای حلقوی، یک گونه از شاخه جلبکهای سبز شناسایی شد. گونه Balanus amphitrite با تراکم 473/44 فرد در واحد سطح در فصل تابستان و 201/33 فرد در واحد سطح در فصل زمستان و میانگین وزن خشک در فصل گرم و فصل سرد به ترتیب 28/13 2/81 و 12/54 1/56 گرم در واحد سطح در ایستگاه اول به عنوان گونه غالب در منطقه شناسایی و شمارش گردید.
در فصل تابستان بیشترین درصد فراوانی نسبی به ترتیب تراکم شامل آرواره پایان 79 درصد، دوکفهایها 5 درصد، سختپوستان عالی و جلبکهای سبز 4 درصد، خزه سانان 3 درصد و پرتاران 1 درصد محاسبه شد. فراوانی نسبی و درصد فراوانی نسبی گروههای ماکروبنتوزی شناسایی شده در کل دوره مطالعاتی در شکل 2 و شکل 3 مشهود است.
شکل 2 فراوانی نسبی گروههای شناسایی شده ماکروفولینگ،
شکل 3 درصد فراوانی نسبی گروههای شناسایی شده ماکروفولینگ
میانگین وزن خشک فولینگهای زیستی در فصل گرم و فصل سرد به ترتیب 22/77 2/81 و 14/27 1/56 گرم در واحد سطح بود. در مجموع، بیشترین میانگین وزن خشک در فصل گرم و در ایستگاه - A - 1 به میزان 28/76 4/04 گرم در واحد سطح مشاهده شد. کمترین میانگین وزن خشک نیز در فصل سرد و در ایستگاه 3 با مقدار 14/16 2/81 گرم در واحد سطح به دست آمد. میانگین درصد پوشش فولینگهای زیستی در فصل گرم و فصل سرد به ترتیب 58/04 13/21 و 50 /61 11/41 درصد در واحد سطح بود. در مجموع، بیشترین میانگین درصد پوشش در فصل گرم و در ایستگاه - C - 3 به میزان 66/97 17/65 درصد در واحد سطح مشاهده شد. کمترین میانگین درصد پوشش نیز در فصل سرد و در ایستگاه - B - 2 با مقدار 31/97 17/07 گرم در واحد سطح به دست آمد
جدول 3 وزن خشک گونههای ماکروفولینگ شناسایی شده در اسکله بندر خرمشهر، زمستان -1394 تابستان 1395 - تعداد در واحد سطح -
