بررسی کارایی مالچ در کنترل فرسایش و گرد و غبار ناشی از باطله‌های معدن آهن چادرملو

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 وزارت صنعت معدن تجارت، اصفهان، ایران

3 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

doi
10.48308/envs.2024.1430
چکیده

سابقه و هدف: کانسار آهن چادرملو در منطقه آهن خیز بافق- ساغند قرار دارد. این کانسار در استان یزد در فاصله 180 کیلومتری شرق- شمال شرق شهر یزد و 65 کیلومتری شمال شهرستان بافق و 50 کیلومتری شمال معدن چغارت قرار دارد. چادرملو از دو توده معدنی آهن‌دار تشکیل شده است.مقادیر زیادی انباشت خاک باطله در اطراف معدن چادر ملو و کارخانه‌فرآوری آن وجود دارد. وزش باد، بارندگی و تغییرات جوی سبب پراکندگی و انتشار ذرات خاک موجود در این انباشت‌ها می‌شود. برخی از این خاک‌ها حاوی عناصر سنگینی مانند نیکل ، وانادیوم و کروم هستند که برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر می‌باشند و بایستی از پراکنش آنها در محیط جلوگیری به عمل آید. مواد و روش ها : به طور کلی جهت انجام تحقیق و تهیه مالچ مناسب با شرایط محیطی منطقه ، 10 متغیر (مونت موریونیت، لیگنین سولفانات، پرلیت، زئولیت، ملاس، منیزیم کلراید، کلسیم کلراید ، پتاسیم کلراید،کلسیم کربنات، آب) مورد بررسی و استفاده قرار گرفت. در این بررسی از روش انجام آزمایشات به‌صورت تصادفی استفاده شده است و آزمایشات در 6 مرحله با ساخت و کاربرد مالچهای مختلف انجام گردید. از ملاس و لیگنین سولفات برای کنترل گردوغبار استفاده میشود، این مواد افزودنی غیر سمی و دارای هزینه کم هستند.نتایج و بحث: روش‌های متنوعی از قبیل استفاده از آب، مواد پلیمری، مالچ‌های نفتی، و ضایعات پتاس به جهت تثبیت گرد وغبار وجود داشته که هر کدام دارای نقاط ضعف خاص از جمله دوام و مدت ماندگاری می‌باشند. در این پژوهش از ترکیب لیگنین سولفانات، ملاس، کلسیم کلراید برای تثبیت دپو باطله معدن چادرملو استفاده شده است. آزمایش‌های انجام شده به منظور بررسی کارایی مالچ ساخته شده شامل ICP-OES، SEM، دانه‌بندی، مقاومت برشی، تونل باد و تعیین ضخامت می‌باشند و عملیات تثبیت دپو باطله با مالچ منجر به افزایش مقاومت برشی نمونه‌های مالچ پاشی شده نسبت به نمونه بدون مالچ شده است. افزایش بار عمودی بر روی نمونه‌ها منجر به افزایش مقاومت نمونه‌ها گشته که در رفتار برشی طبیعی است. افزایش مقاومت برشی نمونه‌ها در اثر عملیات تثبیت دلیل دیگری بر اثربخش بودن این روش تثبیت در جلوگیری از فرسایش بادی می‌باشد.یکی از مهمترین ویژگی‌های مالچ مورد استفاده در این تحقیق ضخامت مالچ بر روی نمونه‌ها می‌باشد. ضخامت لایه مالچ، یکی از شاخص‌های ارزیابی معیار استحکام مالچ می‌باشد. استحکام مواد تثبیت‌کننده خاک با ضخامت سله ایجاد شده رابطه مستقیمی دارد، اما باید توجه داشت که ضخامت زیاد سله ممکن است سبب افزایش مقاومت فشاری و همچنین کاهش نفوذپذیری خاک گردد. اندازه‌گیری ضخامت لایه مالچ بر روی نمونه‌های چادرملو نشان داد که ضخامت لایه مالچ از 2 تا 4 سانتیمتر متغیر می‌باشد.نتیجه گیری: نتایج آنالیز ICO-OES روی نمونه‌های مالچ نشان داد که غلظت فلزات سنگین کمتر از حد مجاز است. نتایج آنالیز SEM به طور واضحی ایجاد یک لایه پوشش بر سطح خاک و ایجاد چسبندگی و پیوستگی بین ذرات خاک را در اثر استفاده از مالچ معلوم می‌سازد. در اثر عملیات تثبیت مقاومت برشی و چسبندگی نمونه‌ها افزایش قابل‌توجهی را نشان می‌دهند. نتایج آزمایش تونل باد نشان داد که عملیات تثبیت و مالچ پاشی منجر به کاهش قابل توجه تمرکز ذرات رسوب گردیده است و افزایش میزان پاشش مالچ باعث نفوذ بیشتر مالچ در خاک و افزایش غلظت مالچ علیرغم کاهش عمق نفوذ آن در خاک، به‌واسطه افزایش مقدار چسبندگی بین ذرات خاک، سبب مقاومت بیشتر آن در مقابل فرسایش بادی می‌شود.