تاثیر کاربرد زئولیت بر نگهداشت نیترات و آمونیوم در خاک در شرایط رطوبت اشباع

زئولیت ها با ساختمان کریستالی مواد متخلخلی هستند که به دلیل داشتن ظرفیت تبادل کاتیونی بالاوقرار دادن بعضی از کاتیون ها در شبکه خود علاوه بر نقش اصلاح کنندگی در خاک می توانند نقش تغذیه ای داشته و باعث بهبود رشد گیاه شوند. نیتروژن عنصر غذایی مهمی برای گیاه است و در خاک به مقدار نسبتا زیاد برای رشد گیاهان ضروری است، نیتروژن در درجه اول به شکل یون نیترات جذب گیاه می شود و مقادیر کمتری نیز به شکل های دیگر از جمله یون آمونیوم قابل جذب اند. در این پژوهش با اندازه گیری غلظت یون نیترات و آمونیوم خروجی از ستون های خاک حاوی مقادیر مختلف کاربرد زئولیت و رسم منحنی های (Breakthrough curve) مربوط به نیترات و آمونیوم به بررسی تاثیر زئولیت بر نگهداشت نیترات و آمونیوم در خاک اشباع پرداخته شد. انتقال و جابجایی املاح در خاک در حالت کلی به 3 صورت انجام میگیرد. یکی از حالت های انتقال املاح، نوعی جریان است که از قانون دارسی پیروی می کند و به آن انتقال توده ای می گویند. شدت جریان املاح J متناسب است با غلظت املاح c و مطابق با رابطه زیر است: [فرمولها در متن اصلی] که درآن q = شدت جریان آب ، K = ضریب هدایت هیدرولیکی ، گرادیان هیدرولیکی ، J = جرم املاح منتقله انتقال توده ای تنها برای انتقال املاح موجود درآب یا خاک نمی باشد. بلکه برای هر چیز که در خاک باشد به شراط این که با کلوئیهای خاک بر هم کنش نداشته باشد نیز قابل تبیین است. حالت دیگر انتقال وجابجایی املاح در خاک پخشیدگی املاح در خاک می باشد. اگر مواد انحلال پذیر درخاک به صورت یکنواخت توزیع نشده باشند یک شیب غلظت از این مواد برقرار کرد. مواد محلول از نقطه یا نقاطی که غلظت آن بیشتر است به مکانی که این غلظت کمتر است، انتقال می یابد. برای پخشیدگی املاح در حالت کلی در خاکی با رطوبت تتا نوشت: [فرمولها در متن اصلی] درمعادله (2) Ds ضریب پخشیدگی املاح در خاک است. در بحث پخشیدگی چنین فرض می شود که هرجا درمحلول خاک پخشیدگی برقرار شود، مواد انحلال یافته با توزیع غیر یکنواخت، بدون توجه به ساکن بودن یاحرکت خود محلول، پخشیده میشوند. ولی باید به خاطر داشتکه یک محلول غیر همگن در یک محیط متخلخل (مانند خاک) که درحال حرکت است موجد فرآیند دیگری می شود که از نظر مکانیسم عمل با پحشیدگی متفاوت است ولی نتیجه ای مشابه آن که به همگن شدن غلظت محلول می انجام هدف به بار می آورد. این فرایند که در مواردی بر فرآیند پخشیدگی نیز غلبه می کند، پراکندگی هیدرودینامیکی نام داشته و از سرعت جریان غیر یکنواخت محلول در خلل وفرج خاک ناشی می شود. تحقیقات بسیاری در جهت شناخت پدیده حرکت املاح در خاک انجام شده است . در برخی از این مطالعات کوشش شده است تا تاثیر عوامل مختلف را با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر پدیده فوق بررسی کند. بسیاری از مطلاعات نیز در جهت ارائه مدل هایی برای پیش بینی حرکت آب و املاح در خاک انجام شده است. عموما مدل های ارائه شده دارای پارامترهای زیادی می باشد که بدست اوردن این پارامترها کار آسانی نیست. در این تقحیق تاثیر مقادیر مختلف کاربرد زئولیت در کنترل انتقال عناصری چون NH4 و NO3 و تغییر هدایت هیدرولیکی در یک خاک لومی در شرایط اشباع (شالیزاری)، از طریق مدل فیزیکی جابجایی اختلاف پذیر (Miscible displacement) استفاده شده است.