جستجو در سایت :   

دانشکده مهندسی آب و خاک

 

پایان ­نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد در رشته

شیمی و حاصلخیزی خاک

شکل های شیمیایی و قابل استخراج به وسیله DTPA آهن در یک خاک آهکی تیمار شده با لجن فاضلاب صنعتی

استاد راهنما:

دکتر مجتبی بارانی مطلق

استاد مشاور:

دکتر اسماعیل دردی پور

 

 

 

 

زمستان 1393

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

از میان عناصر مورد نیاز گیاهان، کمبود آهن به عنوان عنصر کم­مصرف بیشترین محدودیت را برای محصولات کشاورزی در سرتاسر جهان دارد و تعیین اشکال شیمیایی فلزاتی نظیر آهن در خاک های تیمار شده با لجن فاضلاب، برای مدیریت بهتر کاربرد اصلاح کننده­های آلی در خاک­های کشاورزی ضروری می باشد. هدف از این پژوهش، تعیین اشکال شیمیایی آهن در یک خاک آهکی تیمار شده با لجن فاضلاب با بهره گیری از روش عصاره­گیری دنباله­ای و آهن قابل عصاره­گیر با DTPA با روش لیندزی و نورول (1978) بود. آزمایش به صورت گلخانه­ای با شش سطح لجن (صفر، 5/22، 45، 90، 180 و 360 تن در هکتار) بر پایه طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار به مدت 90 روز بر روی گیاه گندم و اسفناج اجرا گردید. به گونه کلی با کاربرد لجن فاضلاب، عملکرد ریشه و اندام هوایی اسفناج و گندم نسبت به شاهد افزایش پیدا نمود. فراوانی شکل­های آهن در خاک کشت شده با گندم، در خاک شاهد به صورت، کربناتی< تبادلی< ­آلی< متصل­به اکسیدهای آهن و منگنز< باقی­مانده بود. با اعمال تیمارها، ترتیب اجزا تغییر نکرد و به همان صورت باقی­مانده بود. با اعمال لجن فاضلاب، بیشترین افزایش نسبت به تیمار شاهد در جزء تبادلی و کمترین افزایش در جزء باقی­مانده نظاره گردید. در خاک شاهد تحت کشت اسفناج، اجزاء مختلف آهن به صورت آهن تبادلی< آهن کربناتی< آهن آلی< متصل­به اکسیدهای آهن و منگنز< آهن باقی­مانده بود. با اعمال تیمارها، ترتیب تغییر نکرد با این تفاوت که در تیمار 360 تن در هکتار برای همه اجزاء آهن به­غیر از اکسیدهای آهن و منگنز، افزایش بیشتری نسبت به تیمار شاهد نظاره گردید. نتایج همچنین نشان داد مقدار آهن قابل عصاره­گیری با DTPA با کاربرد لجن فاضلاب افزایش پیدا نمود.

واژه های کلیدی: لجن فاضلاب، شکل­های شیمیایی، آهن، اسفناج و گندم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1- مقدمه

کمبود عناصر کم­مصرف[1] در اراضی زیر کشت غلات، گسترش جهانی داشته و میلیون­ها هکتار از اراضی قابل کشت در دنیا دارای کمبود یک یا چند عنصر غذایی کم­مصرف هستند (بلالی، 1383). از بین عناصر کم مصرف و مورد نیاز گیاه، آهن تأثیر مهم و حیاتی در موجودات زنده دارد. در نظر داشتن غلظت این عنصر در خاک به دلیل اثر بر افزایش عملکرد محصولات کشاورزی دارای اهمیت زیادی می باشد (شریفی و همکاران، 1390). آهن در گیاه در ساخت پروتئین­های مهمی مانند آنزیم­های حاوی آهن و لگ­هموگلوبین و همچنین در ساخته شدن کلروفیل تأثیر دارد. همچنین آهن برای تنفس و واکنش­های اکسایش و کاهش در گیاه ضروری می باشد (ملکوتی و همایی، 1383). در ایران طبق مطالعه­های انجام شده حدود 37 درصد از مزارع تحت کشت گندم آبی دچار کمبود شدید آهن هستند (بلالی، 1378).

با وجود آنکه آهن فراوان­ترین عنصر کم مصرف در پوسته زمین می باشد، اما بیشترین محدودیت را برای تولید محصولات کشاورزی در خاک­های آهکی مناطق خشک و نیمه­ خشک سبب شده می باشد. قلیایی بودن، مقادیر زیاد آهک، کمبود ماده­آلی، آبیاری سنگین، تراکم خاک و نیز تهویه ضعیف خاک از عوامل کمبود آهن قابل دسترس در خاک­های آهکی هستند (فاجریا و همکاران، 2002؛ کولی یاراس و همکاران، 2004 و لی­و همکاران، 2005). در چنین شرایطی مصرف کود آهن کارایی لازم را نخواهد داشت و برای برطرف کردن کمبود آهن، مصرف مقادیر زیاد کودهای حاوی این عنصر ضروری می باشد که علاوه بر مقرون به صرفه نبودن موجب آلودگی محیط زیست، تخریب ساختمان خاک و بر هم خوردن عناصر غذایی خواهد گردید (کلیسی[2] و همکاران، 1999؛ تینکر[3] و همکاران، 1989).

در سال­های اخیر، کاربرد بقایای آلی حاوی مواد آلی بالا مانند کودهای حیوانی، کمپوست، بقایای- محصولات و سایر پسماندهای شهری و صنعتی در خاک­های مناطق نیمه­خشک، به یک راه­ کار         محیطی برای حفظ ماده آلی خاک و فراهم کردن عناصر غذایی مورد نیاز گیاه تبدیل شده می باشد (تجدا و همکاران، 2006). ارزش کودی پسماندهای آلی نظیر لجن فاضلاب در تحقیقات متعدد در کشورهای مختلف نشان داده شده می باشد (خیام­باشی، 1376؛ رضایی نژاد، 1379؛ محمدی نیا، 1994؛ رضوی، 2000؛ افیونی و همکاران، 2006؛ بیگدلی و سیلسپور، 2008). سلیمان[4] و همکاران (2010) گزارش نمودند، لجن فاضلاب می تواند به عنوان منبعی برای تأمین عناصر غذایی مورد بهره گیری قرار گیرد.

لجن فاضلاب مواد جامدی می باشد که در روش­های مختلف تصفیه به مقصود حذف آلاینده­های معلق و محلول از فاضلاب در تصفیه خانه­های فاضلاب به دست می­آید (میرحسینی و همکاران، 1387). به گونه متوسط 30 میلیون تن لجن فاضلاب سالیانه در جهان تولید می گردد که حدود 21 میلیون تن آن به عنوان کود به زمین­های کشاورزی اضافه می گردد (واثقی و همکاران، 1382). این مواد ممکن می باشد غنی از آهن و مواد بیوشیمیایی متصل شونده باشند که به نگهداشت آهن و دیگر فلزات در محلول خاک کمک می کنند. همچنین می توانند واکنش­های شیمیایی و بیولوژیکی که موجب دسترسی بیشتر آهن در خاک می­شوند را تحریک کنند (جورکویتچ[5] و همکاران، 1988). بهره گیری از مواد آلی در خاک ممکن می باشد منجر به تغییر شکل­های مختلف آهن در خاک گردد. تغییرات در این بخش می­تواند دسترسی آهن برای جذب گیاه را افزایش دهد. برای درک رفتار فلزات در خاک، روش­های مختلفی به مقصود تجزیه و تفکیک فلزات به بخش­های مختلف شیمیایی­شان توسعه یافته می باشد. این شکل­ها ممکن می باشد شامل تبادلی، به­گونه اختصاصی جذب شده، محبوس شده یا جذب بر روی اکسید­های خاک، پیوندهای آلی در باقی­مانده­های زیستی و ریزموجودات زنده و به شکل کربناتی باشد (امریچ[6] و همکاران، 1982).

روش­های عصاره­گیری دنباله­ای در ارزیابی قابلیت بهره گیری عناصر کم نیاز مورد بهره گیری قرار می­گیرند (سینگ و همکاران، 1987؛ آگراوال و گوپتا، 1990؛ فوینتز و همکاران، 2004؛ فنگ و همکاران، 2005؛ گوپتا و سینا، 2007). مانند روش­هایی که به گونه گسترده برای اندازه­گیری و جداسازی شکل­های آهن خاک بهره گیری می­گردد، روش استخراج دنباله­ای می باشد که توسط تسیر و همکاران (1979) ارائه و به صورت گسترده در تعیین شکل­های عناصر سنگین در خاک­ها به­کار برده می­گردد (آلوارز و همکاران، 2006).

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

 

1-2- اهداف

  • مطالعه اثر لجن فاضلاب صنعتی بر بعضی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک
  • مطالعه اثر لجن فاضلاب صنعتی بر رشد و عملکرد دو گیاه گندم و اسفناج
  • اثر کاربرد لجن فاضلاب صنعتی بر توزیع شکل­های مختلف آهن در خاک
  • ارتباط بین شکل­های مختلف آهن با آهن جذب شده توسط گیاه

 

فرضیه­هایی که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت:

  • با در نظر داشتن غنی بودن لجن فاضلاب از مواد آلی و عناصر ضروری مورد نیاز گیاه می­توان پیش­بینی نمود که کاربرد آن موجب افزایش عملکرد گیاهان مورد مطالعه و غلظت عناصر مورد نیاز گردد.
  • همچنین پیش­بینی می­گردد که کاربرد لجن فاضلاب صنعتی به خاک سبب افزایش آهن قابل بهره گیری و شکل­های مختلف آهن در خاک می­گردد.

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد:بهینه سازی القاء و ترانسفورماسیون ریشه موئین و همسانه‌سازی سازه‌ی فوق بیانی ژن 4′OMT در گیاه دارویی شقایق

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم

کلیات و مطالعه منابع

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-1-      لجن فاضلاب

به مراحلی که مواد جامد از مواد مایع فاضلاب جدا می­گردد را تصفیه گویند. مایع حاصله پساب و مخلوط جامد که رطوبتی حدود 97-95 درصد دارد را لجن گویند (بهره­مند و همکاران، 1381). کاربرد لجن از دو جنبه زراعی و محیطی مهم می باشد. اولاً مواد آلی را برای خاک مهیا می­کند و ثانیاً سبب چرخه عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در خاک می­گردد (چانگ و همکاران، 1984).

مصرف لجن فاضلاب در زمین یکی از مهمترین روش­های بهره گیری مجدد می باشد که شامل مصارف کشاورزی، جنگل­کاری، درخت­کاری، احیای اراضی و موردها دیگر می­گردد (بینا و همکاران، 1383). لجن فاضلاب از پتانسیل کودی بسیاری برخوردار می باشد، اما قبل از بهره گیری آن در زمین بایستی اثر آن را بر افزایش عناصر مورد توجه قرار داد (واثقی و همکاران، 2005). این ماده به­دلیل دارا بودن ماده آلی فراوان تاثیر به­سزایی در افزایش قابلیت جذب فلزات کم­مصرف و عناصر سنگین در خاک دارد. همچنین فلزات موجود در لجن نیز اکثراً به صورت ترکیبات آلی بوده که دارای قابلیت جذب زیادی می­باشند و غلظت قابل توجهی را در گیاه ایجاد خواهند نمود (نظری و همکاران، 1385). اما قسمت اعظم فلزات سنگین در حین عملیات تصفیه فاضلاب، به صورت اکسید و یا هیدروکسید در لجن ته­نشین می­شوند (بینا و همکاران، 1383). البته لجن فاضلاب با در نظر داشتن مراحل تولید ممکن می باشد دارای پتانسیل خطرات آلودگی­های زیستی نیز باشد که اضافه شدن مقادیر بالای آن­ها به خاک ممکن می باشد خطرات آلودگی محیط زیست و زنجیره غذایی بشر را در پی داشته باشد. از این­رو با در نظر داشتن اثرات مفید این ماده، توصیه می­گردد مطالعات زیست محیطی و مطالعه امکان آلودگی این مواد نیز به صورت جداگانه انجام و هرگونه توصیه کاربرد این مواد با احتیاط لازم انجام گیرد. از طرفی مصرف لجن فاضلاب به عنوان کود و یا اصلاح کننده خاک در مزارع کشاورزی مناسب بوده و دارای مزایایی می باشد که این مزایا از سه محور مورد مطالعه قرار گرفته و بسیار مهم می باشد:

الف: می­توان لجن فاضلاب را به عنوان یک منبع با ارزش مواد مغذی و نیز یکی از روش­های دفع لجن با هزینه پایین مورد مطالعه قرار داد.

ب: می­توان کاربرد لجن فاضلاب را از نظر مزرعه­داران به مقصود افزایش سود مورد توجه قرار داد.

ج: می­توان از دیدگاه اقتصاد کشور و بهبود آن به مسئله کاربرد لجن فاضلاب توجه نمود (بینا و همکاران، 1383).

با در نظر داشتن این­که کشورمان خاک­های فقیر از نظر مواد مغذی دارد، واردات کود­های شیمیایی هزینه­های ارزی-ریالی زیادی داشته و از طرفی باعث آلودگی غیر قابل جبران محیط زیست می­گردد­. از آن­جایی که لجن فاضلاب از نظر ارزش کودی بسیار ارزشمند می­باشد، برنامه­ریزی دراز مدت برای امکان گسترش تولید کود از لجن که در آن رعایت ضوابط و استاندارد­ها از نظر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، زیستی و عناصر بالقوه سمی رعایت شده باشد، به عنوان یک منبع درآمد و کمک به اقتصاد صنعت آب و فاضلاب کشور می­گردد (بینا و همکاران، 1383).

 

2-2-      تأثیر لجن فاضلاب بر بعضی خصوصیات خاک

لجن فاضلاب منبع با ارزشی از عناصر غذایی ضروری گیاه می باشد. مقدار ماده آلی به نسبت زیاد لجن می­تواند اثر مطلوبی بر خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک داشته باشد (برولیر و همکاران، 1992) و این به­خصوص برای خاک­های ایران که با کمبود مواد آلی مواجه هستند، دارای اهمیت می­باشد (افیونی و همکاران، 1998).

 

2-2-1-    اثر لجن فاضلاب بر خصوصیات فیزیکی خاک

افزودن لجن­فاضلاب به عنوان کود آلی به خاک، اثرات مطلوبی روی ویژگی­های فیزیکی آن دارد (بهره­مندو همکاران، 2002). احمدآبادی­ و­ قاجار­ (1391) با مطالعه اثر کاربرد کمپوست، ورمی­کمپوست و لجن فاضلاب روی بعضی خواص فیزیکی خاک اظهار داشتند که کاربرد این پسماندهای آلی در خاک، موجب افزایش معنی­دار تخلخل، رطوبت در نقاط ظرفیت زراعی، پژمردگی و ظرفیت نگه­داشت آب در خاک و همچنین کاهش جرم مخصوص ظاهری و حقیقی در مقایسه با تیمار شاهد گردید. که در این ارتباط تأثیر کمپوست و لجن فاضلاب نسبت به ورمی­کمپوست بیشتر بوده می باشد.

آگلیدس و لوندرا (2000) نیز افزایش رطوبت خاک را با به­کارگیری 75، 150 و 300 متر مکعب لجن فاضلاب در هکتار گزارش کردند و بیش­ترین مقدار آن را مربوط به تیمار 300 متر مکعب لجن فاضلاب در هکتار دانستند.

اپستین و همکاران (1975) با افزودن 5 درصد وزنی لجن فاضلاب به خاکی با بافت لوم سیلتی[7] گزارش کردند که هدایت هیدرولیکی اشباع پس از 27 روز انکوباسیون افزایش پیدا نمود. آن­ها همچنین دریافتند که افزودن لجن فاضلاب به خاک منجر به کاهش جرم مخصوص ظاهری نسبت به شاهد گردید.

زائری و همکاران (1384) نیز با بهره گیری از لجن فاضلاب در دو سال پیاپی و همچنین به صورت باقی مانده، دریافتند که افزودن لجن، افزایش نفوذپذیری خاک، پایداری خاکدانه­ها و کاهش جرم مخصوص ظاهری خاک را در پی خواهد داشت. همچنین نتایج آنان نشان داد که تاثیر لجن فاضلاب و تداوم آن به اندازه زیادی به اندازه لجن مصرفی بستگی دارد.

مندز[8] و همکاران (2012) با مطالعه اثر کاربرد لجن صنعتی بر بعضی از خصوصیات فیزیکی خاک گزارش کردند که کاربرد لجن موجب افزایش پایداری ذرات خاک گردید.

وانگ و همکاران (2014) با مطالعه اثر کاربرد لجن فاضلاب بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک­های شنی دریافتند که افزودن لجن موجب کاهش وزن مخصوص ظاهری گردید. آن­ها دلیل این امر را افزایش اندازه تخلخل خاک در اثر افزودن مواد آلی اظهار کردند.

رحیمی آلاشتی و همکاران (1392) اظهار کردند که افزودن پسماند آلی به خاک، موجب افزایش ظرفیت زراعی، تخلخل و ظرفیت نگهداشت رطوبت خاک گردید. اما جرم مخصوص ظاهری در مقایسه با تیمار شاهد کاهش پیدا نمود.

2-2-2-    اثر لجن فاضلاب بر خصوصیات شیمیایی خاک

چنانچه خاک نتواند عناصر غذایی ضروری را به اندازه کافی برای گیاه تامین کند، بهره گیری از اصلاح کننده­های خاک الزامی می باشد (اسکندری و آستارایی، 1386). بسیاری از اصلاح کننده­های آلی نظیر لجن فاضلاب و کمپوست­های آلی عناصر غذایی گیاهان را دارا بوده و به عنوان کود آلی اقدام می­کنند (مک­کی و همکاران، 2003). در واقع این ترکیبات آلی با تأثیرگذاری بر خصوصیات شیمیایی خاک از قبیل pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد کربن آلی، سطح عناصر پر­مصرف (ازت، فسفر و پتاسیم) و کم­مصرف (روی، آهن، منگنز و مس) خاک، شرایط مناسبی را برای رشد و نمو گیاه و حصول عملکرد بالا را تضمین می­نمایند (هارگریوز و همکاران، 2008).

1- Micro-nutrient

2- Kalaysi

3- Tinker

1- Seleiman

2- Jurkevitch

3- Emmerich

     1- Silty loam

     2- Mendez et al.

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :66

قیمت : 14700 تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***