خاک ارتسان راه حلی برای تصفیه،کاهش سختی و شوری آب در کشاورزی

خاک ارتسان به عنوان تصفیه آب و فاضلاب و به عنوان یک افزودنی به آبخوان خاک

شوری، نشان دهنده میزان کل نمک های داخل آب است. در صورتیکه شوری آب بالا باشد، نمک داخل آب و خاک، جلوی رسیدن آب کافی به محصول را گرفته و ممکن است روی رشد و کیفیت آن تاثیر منفی بگذارد.

دو شاخص مهم برای اندازه گیری شوری آب، "هدایت الکتریکی" (Electrical Conductivity) و "مواد جامد محلول در آب" (Total Dissolved Solids) هستند که با یکدیگر تناسب مقداری دارند.

مشخصات خاک، نوع آب زیرزمینی و همچنین وسعت و جغرافیای زمین کشاورزی، روی میزان شوری تاثیرگذار هستند

شوری آب در کشاورزی

شوری بالای آب می تواند مشکلات زیادی را برای محصولات کشاورزی ایجاد کند. نسبت بالای برخی املاح و عناصر در نمک ها، ضرر و صدمات بیشتری را نیز به دنبال دارد. به عنوان مثال، میزان بالای یون سدیم (+Na) نسبت به سایر کاتیونها می تواند روی نفوذپذیری خاک تاثیر منفی داشته باشد. به همین دلیل، یک شاخص جداگانه به نام SAR (مخفف Sodium Absorption Ratio) وجود دارد که میزان یون سدیم در آب را در مقایسه با یونهای کلسیم و منیزیوم نشان می دهد. بنابراین، برای بررسی کیفیت آب کشاورزی از نظر شوری، لازم است هر دو شاخص TDS و SAR بصورت همزمان بررسی شوند.

علاوه بر TDS و SAR، میزان برخی عناصر خاص نیز که ممکن است برای محصولات کشاورزی حساس مضر باشند، می بایست پایش و کنترل شوند. میزان مجاز این پارامترها برای آب کشاورزی، در جدول زیر آورده شده اند

همانطور که در جدول فوق مشخص است، آب با TDS کمتر از 700  میلی گرم بر لیتر و SAR کمتر از 4 از کیفیت کاملا مناسبی برای کشاورزی برخوردار است. مقدار TDS بین 700 و 1750 میلی گرم بر لیتر و SAR بین 4 و 9 تا حدی قابل قبول و آب با شاخص های بالاتر از مقادیر ذکر شده، برای محصولات کشاورزی خطرناک و نامناسب به شمار می روند.

تاثیر شوری روی رشد محصولات کشاورزی

میزان تاثیر شوری بر روی گیاهان با مقاومت و حساسیت های مختلف، در شکل زیر نشان داده شده است:

ممکن است میزان رشد یک محصول کشاورزی حساس به شوری آب (در محدوده Sensitive) در یک مقدار EC به 80% بازدهی برسد. در حالیکه در این مقدار شوری، یک محصول نسبتا مقاوم (در محدوده Moderately tolerant) هیچگونه کاهشی در رشد نداشته باشد.

خاک ارتسان به عنوان تصفیه آب و فاضلاب به عنوان یک افزودنی به تیمار آبخوان خاک

خاک ارتسان در تصفیه آب و فاضلاب به عنوان یک جاذب کم هزینه جایگزین کربن فعال دانه ای (GAC) استفاده شده است. جذب رنگ، نیکل، فسفر و سرب و نمک نمونه هایی از این قبیل هستند با این حال، ظرفیت جذب ارتسان وابسته به pH است و هیدراتاسیون ترکیب ارتسان باید pH بالایی در محلول های آبی ایجاد کند. واکنش های هیدراتاسیون عمده ممکن است با اکسید کلسیم، اکسید منیزیم، سیلیکات کلسیم و آلومینات کلسیم به شرح زیر رخ دهد :

CaO+H2O → Ca(OH)2، MgO+H2O→ Mg(OH)2، 2Ca2SiO4+4H2O→3CaO-2SiO2-3H2O+ Ca(OH)2، 2Ca3SiO5+6H2O→3CaO 2SiO2-3H2O+3Ca (OH)2، CaO-7Al2O3+12H2O3→AHO2O3+H6O2O2.

در شرایط pH بالا، سطح ارتسان بار منفی دارد و کاتیون هایی مانند سدیم و یون های فلزی را جذب می کند انحلال ارتسان و یون های فلزی جذب شده با شرایط pH پایین یا دمای بالا اتفاق می افتد. با محیط های مختلفpH، خواص ارتسان ممکن است تغییر کند و رهاسازی عناصر سمی ممکن است از طریق فرآیند شستشو رخ دهد بنابراین آزمایش های شستشو و سمیت برای ارزیابی هرگونه اثرات زیست محیطی قبل از استفاده از ارتسان برای تصفیه آب و فاضلاب مورد نیاز است

شرکت خورشید زمین آریا بر پایه تحقیقات خود می تواند پیشنهاد دهنده از این خاک باشد :به عنوان یک راه حل فوری برای کاهش مضرات آبهای کشاورزی مستخرج از چاه های عمیق ،حداقل از ورود مواد سمی و نمک بالا به زمینهای کشاورزی در محل آبخوان جلوگیری کرده و باعث کاهش سختی آب گردد ترکیبات موجود در این خاک نظیر شکل زیر جاذب نمک می باشند اما عامل ph برای درگیری این نوع خاک که نقش فیلتر را ایفاد خواهد کرد بسیار حیاتی است .

رضا شمس

مدیرپروژه های استارت آب شرکت خورشید زمین آریا

منابع:

1-کتابهای خاکهای شور و سدیمی:شناخت و بهره وری _دکتر عبدالرحمن برزگر،دانشیار دانشگاه شهید چمران اهواز ، نشر دانشگاه شهید چمران اهواز1379

2-کتاب کیفیت آب در آبیاری تالیف: شینبرگ واوستر ترجمه دکتر امین علیزاده(چاپ پنجم ، انتشارات آستان قدس رضوی)1377