وجود نیترات در فاضلاب کشاورزی یکی از عوامل خطر مهم برای آلودگی های محیطی گسترده محسوب می شود و به همین دلیل محققان همواره در تلاش هستند تا ابزار و مواد جدیدی برای جداسازی آن از آب بیابند. در این راستا تحقیقات جدیدی در کشور انجام شد که امکان تولید فیلتر بسیار موثری از ترکیب مواد مختلف را فراهم کرد.
به گزارش ای بی اس نیوزاستفاده گسترده از کودهای نیتروژن در مزارع کشاورزی منجر به شسته شدن قابل توجه نیترات ها در محیط های آبی می شود. افزایش نیترات ها در محیط زیست بخشی از اهداف پایداری سازمان ملل متحد و مقررات آب محسوب می شود.
رواناب از زمین های کشاورزی به طور کلی منبع اصلی تخلیه نیتروژن به محیط های آبی در نظر گرفته می شود. طبق آمار، تنها حدود 60 درصد از نیتروژن فعال مصرفی به عنوان کود توسط محصولات کشاورزی جذب می شود و مابقی وارد محیط زیست شده و از بین می رود و باعث افزایش آلودگی محیط زیست و آبزیان می شود.
به گفته کارشناسان، نیتروژن اضافی که توسط گیاه جذب نمی شود از طریق نیترات زدایی، رواناب، تصعید و شسته شدن تلفات می کند که خود باعث انتشار گازهای گلخانه ای می شود. نیترات یکی از آلاینده‌های منابع آب زیرزمینی است و اگر غلظت آن در آب آشامیدنی از حد مجاز 50 میلی‌گرم در لیتر فراتر رود، باعث ایجاد یک سری عوارض منفی مانند نقایص مادرزادی، سرطان‌ها، آسیب‌های سیستم عصبی و بیماری می‌شود. مانند متموگلوبینمی. فرآیند حرکت آب و شسته شدن نیترات در نیمرخ خاک بسیار پیچیده است، اما امروزه می توان از طریق مدل های مختلف به نحوه حرکت نیترات در محیط خاک و عوامل موثر بر حرکت آن پی برد.
گروهی متشکل از پنج محقق از دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز و دانشگاه یاسوج در پژوهشی در این زمینه به بررسی حذف نیترات از زهکشی آب کشاورزی با استفاده از فیلتر زهکشی معروف به PRB در خاکهای با بافت متوسط و نسبتا سبک پرداختند.
برای انجام این تحقیق، مدل فیزیکی یک مخزن مکعبی به ابعاد 1 متر طول، 1 متر عرض و 1 متر از آهن ساخته شده و لوله های زهکشی مربوطه را با سوراخ استاندارد به قطر 16 میلی متر نصب کردند. در عمق 20 سانتی متری از زمین.
نسبت اختلاط مواد مورد استفاده در فیلتر PRB 25% ماسه، 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن و 10% خاک اره بود.
بر اساس نتایج این مطالعه، فیلتر زهکشی شامل PRB و خاک لومی شنی می تواند پس از 24 روز نیترات موجود در آب زهکشی کشاورزی را بیش از 99 درصد کاهش دهد.
در این رابطه علی اوزادا، محقق گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز و همکارانش می‌گویند: «بر اساس مشاهدات، فرآیند کار فیلتر خاک مورد استفاده در تحقیقات ما شامل چهار مورد زیر است. مراحل : 1) فیلتر کردن مواد معلق و میکروارگانیسم های متصل به آن و همچنین حذف بخشی از آلودگی محلول با فرآیندهای جذبی و واکنش های شیمیایی. 2) رشد یک توده بیولوژیکی فعال در محیط فیلتر. 3) جذب مواد مغذی محلول توسط توده بیولوژیکی و در نهایت 4) تصفیه بیولوژیکی نیترات محلول.
آنها می افزایند: «وجود رطوبت باعث می شود توده های بیولوژیکی تشکیل شده در محیط فیلتر در دوره خشکی زنده بمانند و از مواد فیلتر و آلودگی باقی مانده در محیط به عنوان غذا استفاده کنند. این توده های بیولوژیکی می توانند در صورت کمبود غذا به عنوان غذا مورد استفاده قرار گیرند و این به همراه استفاده از آلودگی های باقی مانده در محیط فیلتر باعث می شود که فیلتر به طور مستقل نفوذپذیری خود را بازیابد.
بر این اساس وجود این توده بیولوژیکی در داخل فیلتر باعث رشد بیولوژیکی سریعتر در دوره های بارندگی می شود و فرآیند تصفیه بیولوژیکی به نحو مناسب تری انجام می شود. علاوه بر این، انسداد منافذ فیلتر به دلیل ورود ذرات معلق پس از یک دوره خشک شدن برطرف شده و نفوذپذیری آن به حالت اولیه باز می گردد.
این نتایج تحقیقات علمی که شامل ارائه روشی ارزشمند برای حذف نیترات از آب زهکشی زمین های کشاورزی است، در ماهنامه «مهندسی عمران امیرکبیر» متعلق به دانشگاه صنعتی امیرکبیر منتشر شد.
انتهای پیام
