رفتن به محتوای اصلی
x
اثر میكروپلاستیك ها بر ویژگی های فیزیكی و هیدرولیكی خاك
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
علوم و مهندسی خاك
استاد

محمدرضا مصدقی

پلاستیک¬ها به دلیل دوام، هزینه کم، سبکی و انعطاف¬پذیری، استفاده گسترده¬ای در صنعت و زندگی روزمره دارند. به دلیل افزایش روزافزون جمعیت، بررسی آلودگی محیط به میکروپلاستیک¬ها (MPs) و پیامدهای آن¬ها بر روابط آب و خاک و گیاه ضروری است. همچنین در مورد تاثیر نوع، اندازه ذرات و مقدار کاربرد MPs بر ویژگی¬های فیزیکی و هیدرولیکی خاک¬های مختلف به ویژه در مناطق خشک، پژوهش¬های اندکی در دسترس است. بنابراین در این پژوهش، اثر MPs بر ویژگی¬ها و شاخص¬های فیزیکی و هیدرولیکی خاک در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. تیمارهای آزمایشی شامل دو خاک (لوم رسی و لوم) و دو نوع MPs با آب¬گریزی و زیست¬تخریب¬پذیری متفاوت (شامل پلی¬اتیلن ترفتالات، PET، و پلی¬اتیلن، PE) در دو اندازه ذره (500-100 و 1000-500 میکرون) و دو سطح کاربرد (1 و 2 درصد) بود. ذرات MPs با خاک¬ها مخلوط شده و پس از گذشت 2 ماه انکوباسیون (دوره¬های تر و خشک شدن)، منحنی مشخصه رطوبتی (SWCC)، توزیع اندازه منافذ، شاخص کیفیت فیزیکی پیشنهادی دکستر (SDexter)، انرژی انتگرالی (EI)، چگالی ظاهری (BD)، درصد خاکدانه¬های پایدار در آب (WSA)، رس قابل پراکنش در آب (WDC)، منحنی مشخصه رطوبتی پرانرژی (HEMC)، ضرایب رطوبتی و شاخص¬های آب و هوا، آب¬گریزی، ضریب نسبی پخشیدگی اکسیژن (Dp/D0)، تنفس میکروبی (MR)، pH و رسانایی الکتریکی (EC) خاک اندازه¬گیری شدند. نتایج نشان داد ذرات PET نسبت به ذرات PE فشرده¬تر بوده و تخلخل کم¬تری داشتند. اگرچه هر دو MPs آب¬گریز شدید بودند ولی PE آب¬گریزتر بود و در نتیجه گنجایش نگهداشت آب PE کم¬تر از PET بود. ذرات ریز PET نسبت به ذرات درشت آن رطوبت بیش-تری جذب کردند ولی به دلیل تشدید آب¬گریزی، نگهداشت آب ذرات ریز PE کم¬تر بود. تاثیر کاربرد MPs بر pH و EC خاک معنی¬دار نبود. افزودن MPs توزیع اندازه منافذ خاک را تغییر داد؛ ذرات MPs در خاک لوم رسی سبب افزایش اندازه منافذ (کاهش نگهداشت آب) و در خاک لوم سبب کاهش اندازه منافذ (افزایش نگهداشت آب) شد. افزودن MPs تخلخل درشت (Macro-P) را کاهش داد ولی تخلخل متوسط (Meso-P) و تخلخل ریز (Micro-P) را افزایش داد. ذرات PET در کاهش Macro-P و افزایش Micro-P موثرتر از ذرات PE بودند. به نظر می¬رسد MPs در منافذ درشت قرار گرفته و آن¬ها را به منافذ متوسط و ریز تبدیل کرده¬اند (به ویژه در خاک لوم). افزودن MPs به ترتیب SDexter و BD را افزایش و کاهش دادند. در خاک لوم رسی (با ساختمان خوب)، MPs سبب کاهش اندکی در آب فراهم برای گیاه (PAW) شدند ولی در خاک لوم (با ساختمان ضعیف)، مقادیر PAW را افزایش دادند. تنها ذرات PET سبب افزایش معنی¬دار PAW به ویژه در خاک لوم شدند. کاربرد MPs تاثیر چندانی بر پایداری ساختمان خاک نداشت اگرچه افزودن ذرات MPs (به ویژه PE) مقدار WDC را کاهش داد. تاثیر مثبت PE بر پایداری ساختمان خاک ممکن است به دلیل آب¬گریزی بیش¬تر آن باشد. افزودن MPs سبب افزایش نسبت پایداری (SR) و نسبت حجم منافذ قابل زهکشی (VDPR) شد. ذرات MPs موجب بهبود ساختمان خاک (افزایش جذب اتانول) و تشدید آب-گریزی خاک (کاهش جذب آب) شدند. در اغلب موارد، افزودن MPs (به ویژه 1 درصد) در خاک لوم رسی سبب افزایش Dp/D0 شد ولی در خاک لوم کاربرد MPs سبب کاهش منافذ درشت (افزایش منافذ ریز) و کاهش Dp/D0 شد. مقادیر MR در خاک لوم کم بوده و در حضور ذرات MPs کاهش بیش¬تری یافت. به طور کلی نوع و درصد کاربرد MPs در اغلب موارد تفاوت زیادی با یکدیگر از نظر تاثیر بر ویژگی¬های فیزیکی و هیدرولیکی خاک نداشت. ولی اندازه ذرات MPs بیش¬ترین تفاوت را در این رابطه ایجاد کردند به طوری که ذرات ریز MPs وارد منافذ شده و بر ویژگی¬های فیزیکی و هیدرولیکی خاک تاثیر بیش¬تری داشتند. همچنین ذرات MPs اغلب پیامدهای منفی بر شاخص¬های فیزیکی خاک لوم رسی (با کیفیت فیزیکی بهتر) داشته و سبب بهبود این شاخص¬ها در خاک لوم (با کیفیت فیزیکی ضعیف) شدند. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که نوع خاک بر چگونگی و شدت تاثیر MPs بر ویژگی¬های فیزیکی خاک موثر است؛ بنابراین ضروری است نوع (ویژگی¬های) خاک برای ارزیابی خطر آلودگی MPs در محیط زیست در نظر گرفته شود.واژه¬های کلیدی: میکروپلاستیک¬ها، منحنی مشخصه رطوبتی خاک، منحنی مشخصه رطوبتی پر انرژی، پایداری ساختمان خاک، آب¬گریزی خاک، پخشیدگی اکسیژن.  

تحت نظارت وف ایرانی