بررسی عملکرد پلیمرهای زیستی در کنترل گرد و غبار جاده‌های جنگلی با استفاده از شبیه‌سازی تونل باد

نویسندگان

1 دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان ، گرگان، ایران

2 کارشناس بخش تحقیقات جنگل، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران و بهره برداری جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

doi
10.30466/jfrd.2025.56429.1772
چکیده

مقدمه و هدف: جاده‌های جنگلی که اغلب آسفالت نشده‌اند، هنگام تردد وسایل نقلیه در معرض تولید گرد و غبار قرار دارند.این گرد و غبار می‌تواند مشکلات مختلفی مانند خطرات سلامتی برای کارگران، آسیب به تجهیزات و نگرانی‌های زیست‌محیطی ایجاد کند.فناوری‌های کنترل گرد و غبار در کاهش این مشکلات در عملیات جنگلداری بسیار مهم هستند. کنترل گرد و غبار جاده‌ای شامل روش‌های مختلف برای به کمینه­رساندن مقدار گرد و غبار تولید شده و معلق در هوا، به­ویژه جاده‌های غیر آسفالته است. این روش‌ها را می‌توان به­طورکلی به کاهش تولید گرد و غبار، جلوگیری از معلق شدن آن در هوا یا جذب و حذف گرد و غبار طبقه‌بندی کرد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر پلیمرهای زیستی بر کنترل گرد و غبار جاده­های جنگلی عرب­داغ استان گلستان است.مواد و روش‌ها: بدین­منظور از یک دستگاه تونل باد با سطح تماس به ابعاد 60 × 38 سانتی­متر استفاده شد. بر روی نمونه­های دست­نخورده رویه جاده­های جنگلی منطقه که به­صورت تصادفی انتخاب شدند، پلیمرهای زیستی زانتان، گوار و بتاگلوکان با درصدهای وزنی صفر، 5/0، یک، دو، سه یا پنج درصد به­طور جداگانه به اندازه سطح تماس تونل باد پاشیده شد. در مرحله بعد با استقرار و راه­اندازی دستگاه تونل باد روی نمونه، سطح جاده در معرض بادهایی با سرعت هشت و 10 متر در ثانیه قرار گرفت. مدت زمان تأثیر باد روی کلیه قطعات یکسان و معادل دو دقیقه درنظر گرفته شد. سپس رسوبات بادی جمع­شده در داخل سیلیکون­های پلاستیکی جمع­آوری و با دقت 1/0 میلی‌متر وزن شد. آزمایشات به­صورت فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی انجام شد. تیمار اصلی شامل نوع پلیمر زیستی در سه سطح و مقدار پلیمرها در چهار سطح و سرعت باد به­عنوان بلوک در دو سطح بود. برای هر سرعت سه تکرار درنظر گرفته شد (در کل 24 تیمار و 72 نمونه رسوب بادی). تجزیه و تحلیل­های آماری در نرم­افزار SPSS، نرمال­بودن داده­ها به­کمک آزمون کولموگروف اسمیرنوف، مقایسه میانگین­ها به کمک آزمون LSD و آنالیز همبستگی به کمک آزمون پیرسون انجام شد.یافته‌ها: نتایج آزمون مقایسه میانگین­ها نشان داد که هر سه تیمار پلیمر زیستی توانستند به­طور معنی­داری مقدار گرد و غبار حاصل از پلات­های مستقر در تونل باد را در مقایسه با تیمار شاهد کاهش دهند. به­طوری­که مقدار تولید گرد و غبار در پلات تیمار شده با بتاگلوکان، گوار و زانتان به­ترتیب 27/8، 23/7 و 78/7 گرم در مترمربع و در تیمار شاهد 58/11 گرم در مترمربع بود. همچنین با افزایش غلظت پلیمرهای زیستی مقدار گرد و غبار به­طور معنی­داری کاهش یافت و شیب این کاهش در تیمار با غلظت پنج درصد بیشتر از تیمارهای دیگر بود. با افزایش سرعت باد از هشت متر بر ثانیه به 10 متر بر ثانیه، مقدار گرد و غبار حاصل از پلات­های مستقر در تونل باد به­طور معنی­داری از 85/7 گرم در متر مربع به نه گرم در مترمربع افزایش یافت. بررسی­ها نشان داد که بیشترین مقدار کاهش گرد و غبار در تیمار گوار با غلظت پنج درصد حاصل شد. در این تیمار در سرعت­های باد هشت و 10 متر در ثانیه به­ترتیب 5/76 و 3/66 درصد کاهش در مقدار گرد و غبار حاصل از پلات­های مستقر در تونل باد گزارش شد. در تمام تیمارهای پلیمر زیستی بیشترین مقدار گرد و غبار حاصل از پلات­های مستقر در تونل باد در غلظت 5/0 درصد ثبت شد.نتیجه‌گیری: بر اساس یافته­های این بررسی، استفاده از غلظت­های بالای بیوپلیمر به­صورت اسپری با یک سمپاش مزرعه‌ای سوار بر تراکتور، امکان استفاده مؤثر از مواد ضد گرد و غبار را در مقیاس وسیع فراهم می‌کند. نتایج آزمایش‌ها شواهدی را ارائه می‌دهد که کاربرد اسپری بیوپلیمرها می‌تواند به­طور مؤثر انتشار گرد و غبار را در جاده­های جنگلی و حتی معادن در کوتاه مدت کاهش دهد. بنابراین، بیوپلیمرهای آزمایش­شده، یک جایگزین امیدوارکننده زیستی و سازگار با محیط زیست برای کنترل گرد و غبار هستند.