توليد مالچ پلیمری جهت کنترل ریزگردها
1- مشخصات محصول
فرسایش خاک در سراسر دنیا یک مسئله مهم زیست محیطی و کشاورزی است. برای کاربردهای کشاورزی و بیابان زدایی خاک با پایداری مناسب یک امر ضروری است. خواص فیزیکی خاک اثر مهمی بر نحوه عملکرد خاک دارد. یکی از راه های بهبود خاصیت فیزیکی خاک استفاده از پایدار کننده‌های خاک می‌باشد. در محافل و مجامع مختلف, ایران همواره به عنوان کشوری فعال در امر بیابان زدایی و تثبیت شن‌های روان به شمار می‌رود. این امر مرهون تلاش و پشتکار کارشناسان و دست اندرکارانی است که از مرکز تا اقصی نقاط دور افتاده بیابانی رنج گرما و سرما را با دل و جان چشیده‌اند. اقدامات اجرایی متنوعی برای رفع این معضل در کشورمان انجام شده است. برخی از این اقدامات عبارتند از دیوار کشی- حفر کانال– مالچ پاشی – کاشت بوته و درختچه‌های کویری و ... که تا به حال اهداف مورد نظر را تامین نکرده و رضایت صد درصدی به همراه نداشته است. باتوجه به آنکه مهار ریز گرد ها و بیابان زدایی به یکی از معضلات و مشکلات روز کشورمان در خلال چندین سال اخیر تبدیل گردیده است.
یکی از فناوریهایی که در کشور ما برای مقابله با فرسایش بادی استفاده می‌شود مالچ های نفتی می‌باشد که به منظور رعایت اختصار از بیان تاریخچه بکارگیری آن در کشورمان اجتناب می‌گردد. به طور کلی مالچ در لغت به معنی پوشش است اما در بیابان زدایی و کشاورزی از آن به عنوان «خاک پوش» یاد می‌شود که عملا شامل ایجاد پوششی در سطح اراضی حساس به فرسایش به منظور ممانعت از تاثیر عامل فرسایشی بر آن می باشد.
با توجه به معایب ذاتی مالچ های نفتی بر آن شدیم تا ماده‌ای را که توانایی جایگزینی ماده مورد نظر را داشته و از کارایی مناسب برخورردار بوده و معایب و مشکلات ترکیبات نفتی را نداشته باشد جایگزین آن نماییم. برای ارایه روشی مناسب، زیست سازگار و با توانایی مهار مناسب لازم بود عوامل موثر در حرکت و تجمع شن ها یعنی باد، آب و نوع و جنس خاک مورد بحث و مطالعه قرار گیرد. یکی دیگر از مطالبی که در انتخاب نوع مواد و میزان آنها حایز اهمیت است، هدف بکارگیری آن بود که پس از بررسی های لازم اهداف ذیل براي بکارگیری آن ترسیم گردید:
یکی از فناوریهایی که در کشور ما برای مقابله با فرسایش بادی استفاده می‌شود مالچ های نفتی می‌باشد که به منظور رعایت اختصار از بیان تاریخچه بکارگیری آن در کشورمان اجتناب می‌گردد. به طور کلی مالچ در لغت به معنی پوشش است اما در بیابان زدایی و کشاورزی از آن به عنوان «خاک پوش» یاد می‌شود که عملا شامل ایجاد پوششی در سطح اراضی حساس به فرسایش به منظور ممانعت از تاثیر عامل فرسایشی بر آن می باشد.
با توجه به معایب ذاتی مالچ های نفتی بر آن شدیم تا ماده‌ای را که توانایی جایگزینی ماده مورد نظر را داشته و از کارایی مناسب برخورردار بوده و معایب و مشکلات ترکیبات نفتی را نداشته باشد جایگزین آن نماییم. برای ارایه روشی مناسب، زیست سازگار و با توانایی مهار مناسب لازم بود عوامل موثر در حرکت و تجمع شن ها یعنی باد، آب و نوع و جنس خاک مورد بحث و مطالعه قرار گیرد. یکی دیگر از مطالبی که در انتخاب نوع مواد و میزان آنها حایز اهمیت است، هدف بکارگیری آن بود که پس از بررسی های لازم اهداف ذیل براي بکارگیری آن ترسیم گردید:
-
تثبیت خاک با در نظر گرفتن عواملی که سبب زنده بودن و حفظ خواص نباتی خاك است
-
تثبیت خاک با در نظر گرفتن تمامی ملاحظات خاک
-
اصلاح و بهبود خواص فيزيكي خاك
-
حفظ رطوبت خاک
-
تثبیت و حفظ رطوبت خاک
-
اصلاح و حفظ رطوبت خاک
2- محاسن بکارگیری مالچ پلیمری
• نداشتن تاثیر منفی بر رشد گیاهان
• فاقد هرگونه بو
• زیست سازگاری کامل با محیط زیست
• سرعت عمل بسیار زیاد در تثبیت خاک
• پایداری طولانی و مقاوم در برابر نور خورشید و حرارت
• جذب سریع آب
• جلوگیری از تبخیر آب
• کنترل دمای خاک در فصول گرم و سرد (محافظت خاک در برابر گرمای بسیار زیاد): مالچ بر روی خاک همانند لایه ای محافظ عمل نموده و همچنین رطوبت باقی مانده را در سرما نگه می دارد
• امکان کشت سریع درختچه و پوشش گیاهی بلافاصله پس از پاشش ترکیب
• قیمت مناسب در مقایسه با مالچ های نفتی و سایر مالچ های سنتزی
• کاهش دمای هوا و خاک در مناطق کویری به دلیل جذب بسیار کمتر نور خورشید
• شیوه حمل و نقل آسان و بدون ریسک با استفاده از روش های مختلف (تانکرهای 10 تا 20 هزار لیتری)
• شکل نهایی محصول كه به دو صورت گرانول و یا مخلوط تغلیظ شده همراه با آب مي‌باشد
• عدم وجود سرب در اين پليمر (اکثر کسانی که اقدام به پاشش مالچ نفتي می کنند دچار مشکلات ریوی می‌شوند)
• ماندگاری بیش از سه سال (تقریبا پنج ساله )
• پليمر پس از تجزیه به کربن و نیتروژن به عنوان مواد مغذی خاک تبدیل می‌شود
• کاهش فرسایش و اصلاح سطح خاک
• پیشگیری از حرکت شن ها و جلوگیری از خسارت به تاسیسات زیر بنایی کشور
• جلوگیری از سایش های حاصل از ریزش باران
• کاهش حجم سیلاب ها و کاهش سرعت حرکت آنها
• حفظ رطوبت خاک
• قابل استفاده به صورت همزمان برای اصلاح بیولوژیک خاک
• تامین برخی مواد مغذی گیاهان
• حقظ قابلیت رشد گیاه
• كاهش مونومر باقی مانده در پلیمر به كمتر از 0.05 درصد
• انعطاف پذیری بسیار بالا در زمینه مهار خاک
• افزایش میزان تخلخل خاک
مزایای مالچ پلیمری تولید شده نسبت به محصولات رقیب
• رفتار خاک پس از بکارگیری
با توجه به سازگاري مواد بكار رفته در پليمر با خاك، استفاده از اين ماده پليمري در خاك سبب اتصال اجزاء خاك و تشكيل يك بافت كامپوزيت مانند مي¬کند. به عبارت ديگر پليمر در خاك نفوذ كرده و از طريق برهم كنش شيميايي كه بوجود مي‌آيد باعث بهم پيوستگي اجزاء خاکدانه و بهبود خواص فيزيكي خاك مي‌گردد.
• اجازه رشد و نمو گیاه
با توجه به اينكه مواد تشكيل دهنده مالچ پليمري از نوع مواد آلي است، اين مواد پس از تخريب و تجزيه در اثر عوامل محيطي به مواد آلي مورد نياز خاك تبديل شده و سبب تغذيه خاك و رويش بهتر گياه خواهد شد.
• مقاومت در برابر تخریب
با توجه به ويژه‌گي‌هاي ساختاري پليمر مورد استفاده از حيث مقاومت به تابش اشعه ماوراء بنفش، پايداري خوبي دارد و به همين دليل اين ماده حدود 5 سال زمان ماندگاري دارد.
• خصوصیات مواد تجاری مشابه بین المللی
در كشورهاي غربي و توسعه يافته نيز از ماده‌اي شبيه همين پليمر استفاده مي‌گردد با اين تفاوت كه اجزاء آن به صورت فيزيكي با یکدیگر واکنش داده و باعث بهبود و تقويت خاك مي‌گردد اما در اين پروژه، مواد بكار رفته با يكديگر واكنش شيميايي داده و اتصال قويتري با خاك ايجاد مي‌نمايند. بنابراین ضمن استحکام بخشی بیشتر به خاک، سبب کاهش چشم گیری در میزان مصرف این مواد خواهد شد.
• سرعت کار- تجهیزات و نحوه پاشش
با توجه به اينكه سيال مورد استفاده آب است، سرعت پاشش مناسب بوده اما نياز به اصلاح در سامانه های پاششی کاملاُ مشهود است.
• تثبیت با هدف انجام عملیات بیولوژیک – فرصت برای رشد گیاه و جذب رطوبت
اين پليمر كه خاك را تثبيت مي‌كند قابليت جذب آب را نيز داشته و با جذب رطوبت به صورت ژل در آمده و آب جذب شده را تا مدتي حفظ مي‌كند. از طرف ديگر حضور اين پليمر در خاك سبب خلل و فرج در خاك گرديده و از بروز سيلاب بر روي زمين و فرسايش خاك جلوگيري خواهد نمود و رويش گياهان را نيز تقويت مي‌كند.
• اهداف ماده مورد نظر و قابلیت های آن صرفا در تثبیت شن‌های روان
چنانچه این ماده پليمري تنها با هدف تثبيت شن‌هاي روان بكار رود، يكي از قابليت‌هاي آن خنثي كردن تونل‌هاي باد در مناطق كويري و بياباني و جلوگيري از آسيب‌هاي فراوان به زمين‌هاي كشاورزي، تاسيسات زير بنايي كشور مانند فرودگاه‌ها، راه‌آهن شهري و بين شهري و آسيب رساندن به محيط زيست و سلامت انسان‌ها مي‌باشد.
اين طرح هم اكنون مراحل آزمايشگاهي و نيمه صنعتي را پشت سر گذاشته و دانش فني آن آماده ارائه به متقاضيان مي باشد.
• نداشتن تاثیر منفی بر رشد گیاهان
• فاقد هرگونه بو
• زیست سازگاری کامل با محیط زیست
• سرعت عمل بسیار زیاد در تثبیت خاک
• پایداری طولانی و مقاوم در برابر نور خورشید و حرارت
• جذب سریع آب
• جلوگیری از تبخیر آب
• کنترل دمای خاک در فصول گرم و سرد (محافظت خاک در برابر گرمای بسیار زیاد): مالچ بر روی خاک همانند لایه ای محافظ عمل نموده و همچنین رطوبت باقی مانده را در سرما نگه می دارد
• امکان کشت سریع درختچه و پوشش گیاهی بلافاصله پس از پاشش ترکیب
• قیمت مناسب در مقایسه با مالچ های نفتی و سایر مالچ های سنتزی
• کاهش دمای هوا و خاک در مناطق کویری به دلیل جذب بسیار کمتر نور خورشید
• شیوه حمل و نقل آسان و بدون ریسک با استفاده از روش های مختلف (تانکرهای 10 تا 20 هزار لیتری)
• شکل نهایی محصول كه به دو صورت گرانول و یا مخلوط تغلیظ شده همراه با آب مي‌باشد
• عدم وجود سرب در اين پليمر (اکثر کسانی که اقدام به پاشش مالچ نفتي می کنند دچار مشکلات ریوی می‌شوند)
• ماندگاری بیش از سه سال (تقریبا پنج ساله )
• پليمر پس از تجزیه به کربن و نیتروژن به عنوان مواد مغذی خاک تبدیل می‌شود
• کاهش فرسایش و اصلاح سطح خاک
• پیشگیری از حرکت شن ها و جلوگیری از خسارت به تاسیسات زیر بنایی کشور
• جلوگیری از سایش های حاصل از ریزش باران
• کاهش حجم سیلاب ها و کاهش سرعت حرکت آنها
• حفظ رطوبت خاک
• قابل استفاده به صورت همزمان برای اصلاح بیولوژیک خاک
• تامین برخی مواد مغذی گیاهان
• حقظ قابلیت رشد گیاه
• كاهش مونومر باقی مانده در پلیمر به كمتر از 0.05 درصد
• انعطاف پذیری بسیار بالا در زمینه مهار خاک
• افزایش میزان تخلخل خاک
مزایای مالچ پلیمری تولید شده نسبت به محصولات رقیب
• رفتار خاک پس از بکارگیری
با توجه به سازگاري مواد بكار رفته در پليمر با خاك، استفاده از اين ماده پليمري در خاك سبب اتصال اجزاء خاك و تشكيل يك بافت كامپوزيت مانند مي¬کند. به عبارت ديگر پليمر در خاك نفوذ كرده و از طريق برهم كنش شيميايي كه بوجود مي‌آيد باعث بهم پيوستگي اجزاء خاکدانه و بهبود خواص فيزيكي خاك مي‌گردد.
• اجازه رشد و نمو گیاه
با توجه به اينكه مواد تشكيل دهنده مالچ پليمري از نوع مواد آلي است، اين مواد پس از تخريب و تجزيه در اثر عوامل محيطي به مواد آلي مورد نياز خاك تبديل شده و سبب تغذيه خاك و رويش بهتر گياه خواهد شد.
• مقاومت در برابر تخریب
با توجه به ويژه‌گي‌هاي ساختاري پليمر مورد استفاده از حيث مقاومت به تابش اشعه ماوراء بنفش، پايداري خوبي دارد و به همين دليل اين ماده حدود 5 سال زمان ماندگاري دارد.
• خصوصیات مواد تجاری مشابه بین المللی
در كشورهاي غربي و توسعه يافته نيز از ماده‌اي شبيه همين پليمر استفاده مي‌گردد با اين تفاوت كه اجزاء آن به صورت فيزيكي با یکدیگر واکنش داده و باعث بهبود و تقويت خاك مي‌گردد اما در اين پروژه، مواد بكار رفته با يكديگر واكنش شيميايي داده و اتصال قويتري با خاك ايجاد مي‌نمايند. بنابراین ضمن استحکام بخشی بیشتر به خاک، سبب کاهش چشم گیری در میزان مصرف این مواد خواهد شد.
• سرعت کار- تجهیزات و نحوه پاشش
با توجه به اينكه سيال مورد استفاده آب است، سرعت پاشش مناسب بوده اما نياز به اصلاح در سامانه های پاششی کاملاُ مشهود است.
• تثبیت با هدف انجام عملیات بیولوژیک – فرصت برای رشد گیاه و جذب رطوبت
اين پليمر كه خاك را تثبيت مي‌كند قابليت جذب آب را نيز داشته و با جذب رطوبت به صورت ژل در آمده و آب جذب شده را تا مدتي حفظ مي‌كند. از طرف ديگر حضور اين پليمر در خاك سبب خلل و فرج در خاك گرديده و از بروز سيلاب بر روي زمين و فرسايش خاك جلوگيري خواهد نمود و رويش گياهان را نيز تقويت مي‌كند.
• اهداف ماده مورد نظر و قابلیت های آن صرفا در تثبیت شن‌های روان
چنانچه این ماده پليمري تنها با هدف تثبيت شن‌هاي روان بكار رود، يكي از قابليت‌هاي آن خنثي كردن تونل‌هاي باد در مناطق كويري و بياباني و جلوگيري از آسيب‌هاي فراوان به زمين‌هاي كشاورزي، تاسيسات زير بنايي كشور مانند فرودگاه‌ها، راه‌آهن شهري و بين شهري و آسيب رساندن به محيط زيست و سلامت انسان‌ها مي‌باشد.
اين طرح هم اكنون مراحل آزمايشگاهي و نيمه صنعتي را پشت سر گذاشته و دانش فني آن آماده ارائه به متقاضيان مي باشد.
|
5.5/10 (تعداد آرا 359 نفر )
|
Polyolefins Journal
|
Iranian Polymer Journal
|
مجله آموزشی پژوهشی بسپارش
|
مجله علوم و تکنولوژی پلیمر
|
