بخشی از مقاله
مقایسه نانو پوشش های اکواتین و واتر سیور برای کاهش تبخیر در منابع آب با پوشش با پایه الکل جو جو با
چکیده
گرمایش های جهانی پدیده ای است که روز به روز گسترده تر می شود. کشور ایران با داشتن تالاب ها و سدهای بسیار در یکی از مناطق جهان که خشکسالی های طولانی و پی در پی داشته است نیاز روز افزونی به حفظ منابع آب خود دارد تا با جلوگیری از تبخیر منابع آب خود را حفظ نماید. مشکلات زیست محیطی گسترده ای که ناشی از مدیریت منابع اب به صورت ناصحیح در منطقه می باشد نیازمند راهکاری مناسب جهت پاسخگویی می باشد. کشت گیاهان با نیاز آبی کم به توسعه پایدار مناطق دارای بحران کمک می نماید کارآفرینی و اشتغال در مناطق دارای بحران از مهاجرت بی رویه جلوگیری می نماید. ریزگردها امروزه به معظلی برای کشور تبدیل گشته اند که نیازمند روش های جدیدی نسبت به مالچ پاشی و بیابان زدایی های گذشته دارند. توجه به این معظلات راه حل بومی و اقتصادی رامی طلبد. راه حل پینهادی در این مقاله کشت گیاه جوجوبا در کانون های ریزگرد و تبدیل آن به پوشش برای کاهش تبخیر بر روی منابع آبی و بتن ریزی های حجیم که حجم تبخیر سالانه بالایی دارند می باشد. شرکت های صنعتی در دنیا دو محصول اکواتین و واترسیور را جهت کاهش تبخیر تولید می نماید که در این مقاله سعی می شود با مقایسه آنها با ماده با پایه الکل جو جوبا مزایا و معایب آنها بررسی شود و سدهایی که قابلیت استفاده از پوشش های نانویی در ایران دارند معرفی گردند.
۱ - مقدمه
تالاب ها و دریاچه یک به یک در اثر کمبود نزولات و تبخیر در حال خشک شدن می باشند. مصرف سالانه بیش از ۹۰ درصد آب در بخش کشاورزی نشان از مصرف بی رویه که نیاز مند نگاه در بعد نوع کشت گیاه و سیستم های نوین آبیاری تحت فشار می باشد را آشکار می سازد. در سند آب کشور در دهه گذشته و فعلی روی پتانسیلهای جاری و زیرزمینی برنامه ریزی شده است در حالی که در این میان یک پتانسیل و عامل موثر به نام تبخیر وجود دارد که از ۴۱۳ میلیارد مترمکعبی حجم بارش های کشور حدود ۲۸۰ میلیارد متر مکعب یعنی حدود ۷۰ درصد آن تبخیر می شود. رقمی که تنها با تبخیر ۷۹ درصدی قاره آفریقا و ۸۰ درصدی استرالیا همخوانی دارد و بالاتر از سایر نقاط دنیاست. شایان ذکر است که کشور ایران از نقطه نظر شاخص عملکرد محیط زیست در رده ۱۱۴ ام دنیا قرار گرفته و عمده دغدغه های موجود در این عملکرد مربوط به آلودگی های آب و هوا است. اگر سطح دریاچه های مصنوعی که در نتیجه سدها بوجود آمده اند و یا تالاب ها را ۳۵۰ کیلومتر مربع در نظر بگیریم و مقدار تبخیر را به طور متوسط ۱٫۲ متر در سال فرض کنیم مقدار اب ۳۲۰ میلیون متر مکعب می رسد که برای کشوری مثل ایران که در ناحیه خشک و نیمه خشک واقع شده است اهمیت حیاتی دارد باتوجه به این به حدود اینکه عرضهای کم جغرافیایی از میزان تابش خورشیدی بیشتری نسبت به عرضهای بالاتر برخوردار میباشد به همین نسبت از پتانسیل تبخیری بالاتری برخوردار است بارش با پراکنش نامتناسب زمانی و مکانی و پتانسیل تبخیر زیاد از سوی دیگر ما را برآن وادار میکند تا در شناخت و برآورد پدیده های طبیعی همچون تبخیر تامل و تعمق نموده و در مطالعات و برنامه ریزی های پایه مورد استفاده قرار دهیم و از روش های کاهش
تبخیر پوشش های نانویی که در زمان های خاص با توجه به این که در حداکثر تبخیر ماهانه در کشور در تیر ماه حدود ۳تا۴ روز دوام در سال آبی ۸۸-۸۹ دارند و در محیط (۳۰۵ میلیون متر میشوند و مکعب معادل کمترین آثار مخرب ۲۲/۱۹٪ تبخیر کلی زیست محیطی را سالانه) است و حجم دارند استفاده نماییم تبخیر در شش ماهه را در اولویت قرار می دوم سال آبی ۸۸-۸۹ دهد. حجم آبی که ۱/۱۳۰۴ میلیون متر سالانه می توان با مکعب معادل پوششی های نانویی ۸۲/ ۲۰٪ تبخیر کل سالانه است.
حفظ کرد خود برابر با احداث سد خواهد بود و جدای از ارزش حفظ تالاب ها و دریاچه ها می باشد.
۲- روش های کاهش تبخیر و ضرورت آن
روش های تبخیر بر دونوع فیزیکی و شیمیایی است. روش های فیزیکی تا صد در صد امکان کاهش تبخیر دارند اما آسیب های زیست محیطی بر روی جانداران درون آب می گذارند و بر طبیعت منطقه تاثیر می گذارند. روش های شیمیایی در حدود ۳۰ درصد کاهش تبخیر ایجاد می کنند اما آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کنند و در زمان هایی که لازم است می توان استفاده نمود. شرایط اقلیمی، فیزیکی و کیفی در میزان تبخیر سالیانه حوضه ها بسیار حایز اهمیت می باشد. شرایط اقلیمی از قبیل دمای هوا، سرعت باد، اختلاف فشار بخار هوا و آب در سطح تماس از عوامل تاثیرگزار هستند. با توجه بجدول ۱ نتایج زیر بدست می آید که اهمیت روش کاهش تبخیر را در حوضه ها در زمان های مختلف نشان می دهد. حداکثر تبخیر ماهانه در حوضه های آبریز خلیج فارس، دریاچه ارومیه، دریای خزر و مرکزی در تیر ماه رخ می دهد. حداکثر تبخیر ماهانه در حوضه آبریز سرخس در شهریور ماه رخ می دهد. حداکثر تبخیر ماهانه در حوضه آبریز هامون در مرداد ماه رخ می دهد. طبق آمار ثبت شده در سال آبی ۸۹ - ۸۸ در شش حوضه آبریز اصلی کشور، برای ۸۳ سد مخزنی کشور (۹۳٪ حجم کل مخازن کشور) میزان تبخیر کل در این مخازن به تفکیک ماه به شرح جدول ۲ بوده است.
تالاب ها و دریاچه های خشک شده که عمق کمی دارند را اگر در نظر بگیریم اعداد بسیار قابل تامل خواهد شد. مدیریت ناکارآمد منابع آب و توجه بیش از حد به ساخت سدها از قبیل سدهای خاکی که سطح گسترده ای را برای تبخیر فراهم میکنند بایستی از دیگر معظلات در نظر گرفت. مشکل ریزگردها در کشور بخصوص در نواحی غربی کشور که منشا داخلی و خارجی دارند که با بررسی آنها متوجه می شویم که از بین رفتن منابع آب یا پوشش های گیاهی باعث آن بوده است متاسفانه راهکارهایی که در گذشته مورد توجه می بود فقط احداث سد و انتقال بود و نیاز و توجهی به کاهش تبخیر نمی شد تا این که این بحران ها به حدی رسیدند که دیگر مدیران نمی توانستند در نظر نگیرند. راهکارهایی که جهاد کشاورزی و وزارت نیرو (مدیریت منابع آب) و سازمان محیط زیست را بر بگیرد لحاظ نمی شد و راه حل ها مقطعی و بدون نگاه درازمدت می بود.
۳- تکنولوژی نانو پوشش ها
اساس کار محصولات نانویی که عموماً پایه الکلی دارند، به صورت پودر جامد یا محلول مایع بر روی سطح اب پاشیده می شوند، ایجاد یک لایه بسیار نازک با ضخامت کمتر از ۱۰۰ ذرات آب و بخار لایه اشباع (لایه فوقانی آب) می شود. با توجه به ماهیت متر می باشد که باعث کاهش تبادل ماده در تواتر زمانی مشخص باید مجدداً این مواد بر روی سطح ریخته شوند. این محصولات با نامهای تجاری ذیل مطرح هستند: محصول 4Water SaverJaca, Aquatain اکواتین محصول ساخته شده در استرالیا توسط شرکت محصولات آکواتین Aquatain products می باشد ترکیبی منحصر به فرد از ماده شیمیایی Polydime ThylsiloXanc و یا PDMS میباشد و به نام مایع سیلیکونی نیز شناخته میشود. مایع سفید شیری رنگی بوده و بوی بسیار ناچیزی دارد. یک ترکیب ثبت شده بین المللی حاوی هیدروکسید کلسیم (آهک هیدراته) و الکل های ستیل و استیریل می باشد. مکانیسم گسترش این لایه نازک توسط نیروی دافعه یونهای مثبت کلسیم صورت میپذیرد که یونهای مذکور از طریق یک واکنش شیمیائی طبیعی بوجود می آیند. محول دوم واتر سیور می باشد که تاکنون پروژههای متعددی جهت بررسی کارایی ماده Water SaVer و اثرات زیست محیطی ناشی از آن در کشورهای چین، ترکیه، هند، استرالیا و ایالات متحده انجام گردید. در سال ۱۹۸۹ بصورت صنعتی تولید شده و در سال ۲۰۰۲ با نام تجاری Water SaVer معرفی گردید. نانو پودر سفید، بدون بو است که پس از تماس با آب به صورت خودکار و با سرعت یک پوشش ملکولی نازک و نامرئی در سطح اب ایجاد مینماید. محصول سوم ماده با پایه الکل جوجوبا می باشد || 5 || الکل جو جو با بوسیله
فرایند صابونی شدن از روغن جوجوبا بدست می آید. با هیدرولیز روغن جوجوبا، مخلوطی از الکل های ۱۴ تا ۲۴ کربنه، با زنجیره خطی به دست می آید که این مخلوط به عنوان ترکیب ضد ویروس کاربردهای بسیار فراوانی دارد. با استفاده از ترکیب سدیم بیسی ۲ متوکسی آلومینیوم هیدرید که یک کاهنده فلزی قدرتمند است، الکل جو جوبا را می توان از روغن جوجوبا با راندمان بالا (۹۱٪) و با روشی ساده و راحت به دست آورد. که همان طور که در معادله شماره (۱) نشان داده شده است m و n ۵ تا ۱۳ و پیوند دوگانه کربن - کربن، سیسی یا ترانس است.
این مخلوط الکلی خواص درمانی بسیار زیادی داشته و افزودن آن به آب علاوه بر کاهش میزان تبخیر اهمیت سازگاری آن با محیط زیست را صد چندان می کند. محصول الکل جو جوبا در سال ۱۳۸۷ توسط محققان در داخل کشور با توجه به اثرات مناسب آن طراحی شده است و بدون رنگ و بومی باشد و قابلیت ترکیب با الکل های دیگر به منظور بهبود مقابله در رنج های دمایی مختلف را داراست. این گیاه در طی سالیان بعنوان گیاهی استثنایی شناخته شده که در دشت سوزان می روید دارای استعداد فراوان برای صنعتی شدن و تجاری شدن است. گیاهی است که با کمترین امکانات بیشترین بهرهوری را دارد. اهمیت پرورش این گیاه بخاطر مقاومت گیاه به شوری، خشکی، حرارت بالا تا ۵۲ درجه سانتیگراد، سازگاری ان در زمینهای بایر و با
