محمود وفاییان
-
زمینه و هدف
در دهه اخیر مسئله آلودگی خاک به فلزات سنگین ازجمله نیکل و سرب، یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی به شمار می رود. بر اساس داده های آژانس حفاظت محیط زیست، نیکل در مقدار زیاد مضر و آلاینده ای خطرناک و سرب مهم ترین فلز آلاینده محیط می باشد. این مطالعه به منظور بررسی وضعیت آلودگی خاک پالایشگاه گچساران با استفاده از شاخص های زیست محیطی ضریب آلودگی، شاخص درجه آلودگی و شاخص اصلاح شده درجه آلودگی و بررسی پتانسیل گیاه پالایی یونجه که بومی منطقه گچساران است.
روش بررسیاز خاک پالایشگاه گچساران در سال 1396 بعنوان مرکز آلودگی، چهار محدوده 500-0 متر، 1000-500 متر، 1500-1000 متر و 2000-1500 متر انتخاب گردید. در هر محدوده 5 نمونه خاک از عمق 0 تا 30 سانتیمتر سطح خاک برداشت گردید. برای اندازه گیری فلزات سنگین از دستگاه ICP-OES استفاده شد. از نرم افزار SPSS برای تجزیه آماری استفاده شد.
یافته هاآنالیز شاخص های زیست محیطی منطقه موردمطالعه را نسبت به عنصر نیکل با درجه آلودگی قابل توجه و نسبت به عنصر سرب با آلودگی بسیار بالا نشان می دهد. مقایسه میانگین غلظت نیکل و سرب در نمونه های خاک کشت شده با گیاه یونجه اختلاف معنی داری با میانگین غلظت نیکل و سرب در محدوده موردبررسی دارد.
بحث و نتیجه گیریبه طورکلی گیاه یونجه به عنوان گیاه بومی منطقه می تواند در شرایط نامناسب آلودگی باعث جذب و استخراج نیکل و سرب از خاک شود. نتایج نهایی این پژوهش نشان می دهد که توانایی گیاه یونجه در گیاه پالایی عنصر نیکل در خاک آلوده به مواد نفتی بیشتر از عنصر سرب در محدوده پالایشگاه گچساران می باشد.
کلید واژگان: آلودگی خاک، فلزات سنگین، شاخص های زیست محیطی، گیاه پالاییBackground and ObjectiveIn the recent decade, the issue of soil contamination with heavy metals such as nickel and lead is one of the most important environmental problems. According to data from the environmental protection agency, nickel is hazardous at large amounts and a dangerous pollutant and lead is the most important pollutant in the environment. This study was conducted to investigate the soil pollution status of Gachsaran refinery using environmental indicators of pollution coefficient, pollution degree index and modified pollution degree index and to investigate the potential of alfalfa refining plant which is native to Gachsaran region.
Material and MethodologyFrom the soil of Gachsaran refinery in 2017 as the center of pollution, were selected four ranges of 0-500 meters, 1000-500 meters, 1500-1000 meters and 2000-1500 meters. In each range, 5 soil samples were taken from a depth of 0 to 30 cm. The ICP-OES device was used to determine heavy metals. Statistical analysis was performed using SPSS software.
FindingsThe analysis of the environmental indicators of the studied area showed a significant degree of contamination for nickel and a high contamination rate for lead. Comparison of mean concentrations of nickel and lead in cultivated soil samples with alfalfa cultivars showed significant difference with mean nickel and lead concentrations in the studied area.
Discussion and ConclusionsIn general, Alfalfa as a native plant of the region in inappropriate pollution conditions can absorb and extraction nickel and lead from the soil. The final results of this study indicate that ability of alfalfa plant for phytoremediation of nickel in the soil contaminated with petroleum products is higher than that of lead in the Gachsaran refinery.
Keywords: Soil pollution, Heavy Metals, Environmental Indicators, Phytoremediation -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال نوزدهم شماره 3 (پیاپی 73، پاییز 1394)، صص 273 -286فرسایش بادی و معضلات مربوط به آن، هرساله خسارات سنگینی به بخش های محیط زیستی، اجتماعی و سلامت جامعه وارد می کند. در ایران نیز به دلیل وسعت مناطق خشک و گرد و غبارهایی که هر ساله بخش وسیعی از کشور را تحت پوشش قرار می دهند، مقابله و هدایت بهینه این پدیده حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش عوامل تاثیرگذار بر فرسایش بادی از جمله اثر اندازه ذرات، نوع مواد پلیمر، ارتفاع ریزش مواد و اثر زمان بر روی تثبیت ذرات خاک در برابر فرسایش پذیری و میزان عمق نفوذ محلول های پلیمری مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون ها به صورت آزمایشگاهی و با استفاده از دستگاه تونل باد مدارباز تحت سرعت باد حدود 40 کیلومتربرساعت انجام شد. همچنین پدیده فرسایش موضعی و عمومی بر روی سطح خاک مرتبط با اندازه ذرات خاک و یک نواختی سطح پوشش نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع ریزش محلول های پلیمری به دلیل افزایش میزان عمق نفوذ درخاک، میزان فرسایش پذیری خاک کاهش یافت و با گذشت زمان اثر تثبیت کنندگی این محلول ها بر روی خاک های درشت دانه تر بیشتر از خاک های ریزدانه بود. در این تحقیق، نتایج آزمایشگاهی با برخی از روابط تئوری ارائه شده در این زمینه مقایسه گردید، که تطابق مناسبی با نتایج آزمون های صورت گرفته در آزمایشگاه نشان داد.
کلید واژگان: فرسایش بادی، تونل باد مدارباز، ریزگردها، محلول های پلیمریA laboratory research program was arranged to study the effect of different factors influencing the stability of fine soils against wind action. For this purpose, a laboratory wind tunnel was stabilized and several soil samples were examined by putting the sample trays inside the wind tunnel for different rates of wind velocities. The tray for soil samples was 20´30 cm2 with the depth of 5 cm, and the fine soil samples were chosen with different sizes of particle and porosity. Because the main aim of this research was to investigate the effect of some polymer additives to the soil, many samples were made of the soils improved by different additives in different percentages. Furthermore, the effect of infiltration of the liquid additives was also examined, which could show different infiltration heights as functions of soil type, additive type and the height of pouring. Some of the results were examined by using software. The lab results in this research were compared with some proposed theoretical ones. It was found that as the average diameter of particles increases, erodibility under the same wind velocity decreases, and the applied polymer emulsions decrease the erodibility up to 90% compared to the initial condition. Impacts of dust emission due to the suspended dispersion of fine particles and creeping movements of coarse particles are mitigated as a result of treatment with these emulsions. Variations in erosion of soils at various wind velocities depend on the value of threshold friction velocity with the result that the soil erosion values in case of coarser soils after the increase in velocity would be higher than those of threshold friction velocity. Finally, a relationship is proposed for estimation of soil erosion in terms of wind velocity. The results are consistent with the transport rate relationships proposed by different scholars.Keywords: Wind erosion, Open, loop wind tunnel, Dusts, Stabilization by polymeric emulsions -
تراکم خاک به عنوان تهدیدی در برابر بهره وری طولانی مدت خاک های کشاورزی محسوب می شود. دو خاصه مکانیکی که از منحنی لگاریتم تنش کرنش خاک استخراج می شوند عبارتند از: تنش پیش تراکمی که نقطه گذار از رفتار الاستیک به رفتار همراه با تغییر شکل ماندگار خاک می باشد، و دیگری شیب قسمت خطی منحنی فشردگی بکر (رفتار خاک در تنش های زیاد) که بنام شاخص فشردگی نامیده می شود. دراین تحقیق، نمونه های خاک سطحی از طرحی که در آن کودهای آلی (لجن فاضلاب، کمپوست و کود گاوی) در چهار سطح (0، 25، 50 و100 تن در هکتار) و یک ترکیب کودشیمیایی (250 کیلوگرم فسفات آمونیوم در هکتار و 250 کیلوگرم اوره در هکتار) به مدت 7 سال متوالی در تناوب گندم- ذرت به یک خاک لوم رسی سیلتی اضافه شده بود، تهیه گردیدند. تاثیر کودها و رطوبت (1/17 و 9/20 درصد) بر تنش پیش تراکمی و شاخص فشردگی خاک با دو طرح فاکتوریل و مقایسه اورتوگونال در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. با افزایش کربن آلی، چگالی ظاهری خاک پس از فشردگی در هر دو رطوبت افزایش کمتری یافت. کمترین افزایش در چگالی خاک در تیمار 100 تن لجن فاضلاب در هکتار و در رطوبت 1/17 درصد مشاهده گردید. در رطوبت یکسان، تنش پیش تراکمی ظاهری خاک هایی که کود های آلی در مقادیر زیاد (50 و 100 تن در هکتار) به آن ها اضافه شده بود، به طور معنی داری بیشتر از تیمار شاهد به دست آمد. اثر مقادیر کود در انواع کود آلی تقریبا مشابه بود. رابطه خطی و منفی معنی داری بین شاخص فشردگی و کربن آلی در رطوبت 9/20 درصد مشاهده شد، در صورتی که این رابطه برای رطوبت 1/17 درصد معنی دار نبود. کاهش شاخص تراکم و تنش پیش تراکمی، خاک تیمار شده با کودشیمیایی نسبت به تیمار شاهد معنی دار نبود. به طورکلی با وجود کربن آلی زیاد در خاک، سطح تنش در آستانه تراکم افزایش و حساسیت به تراکم خاک در رطوبت های بالا کاهش می یابد، بنابراین افزودن مواد آلی به خاک در نرخ زیاد، صرفنظر از نوع آن، می تواند به عنوان وسیله ای جهت افزایش مقاومت به تراکم در خاک های مناطق ایران مرکزی پیشنهاد شود.
کلید واژگان: لجن فاضلاب، کودگاوی، کمپوست، آزمایش فشردگی محصور، آزمایش نشست صفحه ایSoil compaction is considered as a major threat to long-term productivity of agricultural soils. Two important mechanical properties which can be obtained from the log (stress) - strain curves of compression are: pre-compaction stress (?pc) which is assumed as a transition point between soil elastic to plastic behavior, while the other is the slope of Linear Virgin Compression (VCL) curve at higher stress, called compression index (Cc). Pre-compaction stress and compression index of a silty clay loam soil under long-term (seven years) application of organic matters (municipal solid waste compost, fresh air-dried sewage sludge, farmyard manure) at four rates (0, 25, 50 and 100 Mg ha-1) and one inorganic fertilizer combination (250 urea Mg ha-1and 250 ammonium phosphate Mg ha-1). These mechanical properties were determined at two gravimetrical Water Contents (WCs) (17.1 and 20.9% WC) on remolded soil samples. The experimental designs consisted of: 1) factorial design (organic manure type? organic manure rate) and 2) orthogonal contrasts: i) control with inorganic fertilizer treatment and ii) control and inorganic fertilizer with factorial group in a completely ranomized design of three replications. With an increase in Organic Carbon (OC), the increase in bulk density (BD) after soil compression and at both WCs was lower. The least increase in bulk density was observed in soil amended with 100 SS ha-1 at WC of 17.1%. At the same WC, the apparent? pc of the soil amended with high rates (50 and 100 Mg ha-1of organic amendments had higher values as compared with control. For high water content (20.9%), a linear and negative relationship was observed between soil OC and Cc, whearas the relationship for 17.1% WC was found as not significant. The decreases in pre-compaction stress and compression index, for the inorganic fertilizer were not significant as compared with control. In general, since with an increase in OC, the stress at compaction threshold is increased and soil susceptibility to compaction decreased at high water contents, therefore, it can be stated that a long-term incorporation of manure into soil at high rates, irrespective of manure type, could be employed as a means to increase soil resistance to compaction in central Iran. -
بدون تردید در بسیاری از طرحهای ژئوتکنیکی، با خاکریزهایی مواجه می شویم که با کوبیدن لایه های خاک احداث می شوند و همان طور که می دانیم شرایط احداث این خاکریزها در وضعیت غیراشباع است. بنابراین درک دقیق رفتار مکانیکی خاک در حین احداث و در دوران بهره برداری این خاکریز ها مستلزم بهره گیری از قوانین مکانیک خاک غیراشباع است. این در حالی است که مکانیک خاک غیراشباع نسبت به مکانیک خاک کلاسیک با ناشناخته های بسیار فراوانی روبه روست و دلیل عمده آن، پیچیده بودن رفتار خاک در وضعیت غیراشباع است. این مقاله به بررسی تاثیر درجه اشباع خاک بر ضریب اطمینان پایداری خاکریز پرداخته و همزمان تاثیر برخی پارامترهای دیگر بر پایداری خاکریز غیراشباع مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق جهت تحلیل محیط خاکی غیراشباع از نرم افزار اجزای محدود UDAM استفاده شده است، همچنین توسعه ای بر روی یک برنامه پایداری شیب، به روش بیشاپ اصلاح شده به نام CASSAP، داده شد که این برنامه جدید MCASSAP نامیده می شود.
کلید واژگان: خاک غیراشباع، خاکریز، مکش ماتریسی، درجه اشباع، فشار هوا و آب حفره ایIn this research the stability of slopes, made of unsaturated soils, constructed by compacted layers has been studied. The properties of unsaturated soils such as the stability of slopes made of them and shear strength have been investigated, and the priory theoretical backgrounds have been cited from the related literature.In this study the program “UDAM” (which have been already developed by Gatmiri and Nanda for the unsaturated soils) has been specially applied.As the development of pore water pressure and also pore air pressure developed during (and after that) the embankment construction and the major effective factors on the stability, so the computations of the quantities of these pore pressures were one of the main purposes of this research.In order to evaluate the stability of unsaturated slopes, it was necessary to a computer program which be suitable for analyzing the unsaturated soils. Because of this, the program CASSAP which has already been developed by Syrous Aryani, has been modified to be able to catch the pore water pressure and the suction of the soil and compute the stability safety factor.The results of these two mentioned programs (UDAM & MCASSAP) have illustrated in different diagrams and figures the final conclusion revealed some new and interesting results.Following is a brief description of UDAM program:The main concepts in the computations are based on the differential equations governing the equilibrium equations for unsaturated porous media. These equations which represent the relationships between the different affecting parameters of soil, air and water in equilibrium conditions are as follows:where is the porosity; the degree of water saturation; the degree of air saturation; are the densities of soil, water and air respectively; and are the velocities of water and air respectively; and is the acceleration.Furthermore, since the variations of void ratio and saturation degree are functions of some physico-mechanical properties of the medium, these variations should be expressed inside a three dimensional space, which is named as the state surface. In UDAM program, the equations of state surface for void ratio and saturation degree are as follows: (Gatmiri and Delage, 1995; Gatmiri et al., 1993)where and are the air and water pressure respectively; and are the net normal stress and matric suction respectively; is the atmospheric pressure; are parameters. Then the permeability coefficients of water and air as functions of parameters and are calculated by the following relationships, respectively: -
برای جلوگیری از تراکم خاک، دانستن حد تنش فشاری مجاز (مقاومت تراکمی) خاک حائز اهمیت می باشد. تنش پیش- تراکمی (σpc) به عنوان معیاری از مقاومت به تراکم خاک و برای تعیین درجه تراکم پذیری خاک پیشنهاد شده است. در این پژوهش، σpcخاک با استفاده از آزمایش های نشست صفحه ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) تعیین گردید. آزمایش ها روی نمونه هایی از یک خاک لوم- شنی انجام گرفت. برای تهیه نمونه های خاک با درجات مختلف تراکم، از دو سطح رطوبت (17 و 19 درصد وزنی خشک) و شش سطح تنش پیش- باری (0، 25، 50، 100، 150 و 200 کیلوپاسکال) استفاده شد. برای بررسی اثر رطوبت و تنش پیش- باری بر σpcبراورده شده، از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار استفاده شد. مقادیر σpcتعیین شده به طور معنی داری تحت تاثیر ترکیب بارگذاری و شرایط رطوبتی خاک قرار گرفت. نتایج آزمایش PST نشان داد که با افزایش مقدار تنش پیش- باری و رطوبت خاک، میزان σpc به ترتیب افزایش و کاهش یافته است. در صورتی که در آزمایش CCT با افزایش رطوبت خاک، σpc براورد شده به طور معنی داری افزایش یافت. هم چنین نتایج نشان داد که با آزمایش PST، مقاومت تراکمی خاک (σpc) با دقت تعیین شد، در صورتی که مقادیر تعیین شده با آزمایش 4/5، CCT (در رطوبت 17%) و 5/8 (در رطوبت 19%) برابر مقادیر تنش پیش- باری اعمال شده به خاک بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که σpc بستگی به روش آزمایش فشاری داشته، آزمایش PST روشی مناسب برای براورد مقاومت تراکمی (تنش پیش- تراکمی) خاک بوده و در مدیریت پایدار خاک (از جنبه های تردد پذیری خاک و خاک ورزی) و اثر عوامل مختلف مدیریتی بر تنش پیش- تراکمی خاک قابل استفاده می باشد.
کلید واژگان: تراکم خاک، مقاومت خاک، تنش پیش، تراکمی، آزمایش نشست صفحه ای، آزمایش فشردگی محصورFor prevention of soil compaction, knowledge of allowable compression stress limit (compaction strength) in soil is important. Pre-compaction stress ( σpc) was introduced as soil compaction strength and often used as a criterion for evaluation of soil susceptibility to compaction. In this research, pre-compaction stress was measured for a sandy loam soil with plate sinkage (PST) and confined compression (CCT) tests. To prepare soil samples with different initial compactness, two soil water contents (17 and 19%db) and six pre-loading stresses (0, 25, 50, 100, 150 and 200 kPa) were used. The effects of soil water content and pre-loading stress on estimated pre-compaction stress were studied using a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The σpcvalues were significantly influenced by loading combination and soil water content. For PST, pre-load increase and higher soil water content resulted in higher and lower values of σpc , respectively. However, predicted σpc value increased with higher soil water content for CCT. The results also showed that the σpc predicted with PST was accurate, whereas the values obtained with CCT were 4.5 (at 17 %db) and 8.5 (at 19 %db) times higher than the applied pre-loads. Overall, the findings indicated that σpc prediction depends on the compression test, and PST could be a suitable method for soil pre-compaction stress (compaction strength) determination in sustainable soil management, i.e., soil trafficability and tillage. The PST method is also suitable to assess the effect of managing factors on pre-compaction stress.
Keywords: Soil compaction, Soil strength, Pre-compaction stress, Plate sinkage test, Confined compression test -
در این مقاله،نتایج محاسبات حاصل از اجرای یک برنامه اجزای محدود مبتنی بر مدل الاستیک-موهر کولمب به منظور تعیین ضرایب کاهش ظرفیت باربری خاک به علت بار نامحوری و بار مایل ارائه می گردد. در این مطالعه،وضعیت خاک صرفا چسبنده(در حالت بی وزن)و خاک صرفا اصطکاکی (خاک وزین و Y?0)بطور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته و در هر مورد برای مقادیر انتخابی مشخصی از زاویه اصطکاک داخلی خاک،ظرفیت باربری نهایی(وضعیت تسلیم خاک)به دست آمده است، آنگاه نسبت به مقدار حاصل از وضعیتهای بار مایل در هر مقدار معین از زاویه میل بار،با مقدار بار نهایی مربوط به بار قائم تعیین شده است و به عنوان iy یا ic نشان داده شده است. همینطور در حالتهای مختلفی از نامحوری بودن بار(e=B/12، B/6) محاسبات مشابهی انجام گرفته و نتیجه حاصل برای بار تسلیم با مقدار متناظر با بار تسلیم شرایط بار محوری مقایسه گردیده و نسبت آن به عنوان iey و iec ارائه شده است. مقادیر حاصل از این محاسبات نشان میدهد که این مقادیر- نسبت به ارقام حاصل از تئوری ها به نتایج تجربی نزدیکترند و با توجه به سهولت تغییر شرایط فیزیکی و هندسی محیط مورد بررسی و نیز امکان تغییر مشخصات خاک، میتوان به کارآیی این گونه برنامه ها برای بررسی رفتار خاکهایی که از این مدل تبعیت میکنند اطمینان نمود. همچنین نتیجه های محاسبات نشان میدهد که تغییرات بعضی از این ضرایب تابعی از زاویه اصطکاک داخلی می باشد،در حالی که تئوری های سابق این وابستگی را نشان نمیدهند.
کلید واژگان: ضرایب ظرفیت باربری، بار مایل، بار نامحوری، مدل الاستیک، پلاستیک، اجزای محدود -
در این مقاله کوشش شده است که به وضعیت و جایگاه دانش ژئوتکنیک و گرایش ها و مباحث مربوط به آن و نیز ارتباط آن با سایر بخش های علوم و مهندسی اشاره شود، سپس به طرح مسئله آموزش در مهندسی ژئوتکنیک و از جمله با نگاهی به عناوین موضوع های ارائه شده در همایش بین المللی آن پرداخته شود...
کلید واژگان: آموزش مهندسی ژئوتکنیک، دروس، سرفصل ها، همایش بین المللی -
در این مقاله کوشش شده است که ضمن معرفی زمینه های مربوط به دانش ژئو تکنینک و حوزه فعالیت آن با شاره به تاریخجه اجمالی آن از آغاز تا به امروز دیدگاه های اصولی و مسیر پیشرفت آن نیز به طور مختصر مورد بحث قرار گیرد هنچنین باتوجه به عناوین مجلات و زمان شرع انتشار آنها زمان و عنوان گردهمایی ها و وقابع مشابه آنها در این مبحث سهم نسبی کشورهای مختلف در پیشرفت این موضوع نشان داده شود و در عین حال نگاهی بهوضعیت توسعه این شاخه از علوم مهندسی در کشور خودمان داشته باشیم و سرانجام پیشنهاد هایی ارائه شود که بتواند حرکتهای آینده را از پیری فرهنگی به تبادل فرهنگی سوق دهد.
کلید واژگان: ژئو تکنیک، تاریخجه و موضوعهای محوری، مجلات و گردهماییها، قرن بیستم
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.