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.2025.56429.1772چکیده
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.