تأثیر کاربرد لجن فاضلاب شهری بر آب‌گریزی و منحنی رطوبتی خاک

Abstract

لجن فاضلاب مقدار نسبتاً زیادی نمک و مواد آلی دارد که بر ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک تأثیر می­گذارد. در این تحقیق اثر افزودن لجن فاضلاب شهری بر آب‌گریزی و نقاط مهم منحنی رطوبتی خاک بررسی ‌گردید. به این منظور از خاک با بافت لوم رسی استفاده شد که این خاک از منطقه­ای در مجاورت تصفیه‌خانه فاضلاب فولادشهر- اصفهان برداشت شد و مقادیر مختلفی (25، 50،65 و 80 درصد) از لجن تصفیه‌خانه فاضلاب شهری به آن اضافه‌شده به‌این‌ترتیب تیمارهای S25%، S50%، S65%،S80% به‌دست آمدند و با تیمار شاهد (بدون لجن فاضلابS0) مقایسه شدند. حدوداً 50 روز بعد از افزودن لجن آب‌گریزی آن­ها با استفاده از روش نفوذ قطره آب (WDPT) و مولاریته محلول اتانول (MED) تعیین شد. با افزودن مقادیر فوق درجات آب‌گریزی اندک تا شدید در خاک ایجاد شد. منحنی رطوبتی تیمارها توسط دستگاه غشاء نایلونی فشار و دستگاه جعبه ماسه­ای تعیین شد، سپس با استفاده از نرم‌افزار SAS8 و آزمون فیشر اثر لجن فاضلاب بر پارامترهای معادله ون گنوختن مشخص شد. نتایج نشان داد که بین زمان نفوذ آب در خاک در مقیاس لگاریتم (Log (WDPT)) و مقدار ماده آلی همبستگی مثبت و خطی وجود دارد. به­علاوه بین مقادیر WDPT و MED در آزمایش­های آب‌گریزی نیز رابطه‌ای خطی با ضریب تبیین 95/0= R² مشاهده شد. بیشترین میزان Ө_s در تیمار آب‌گریز با 80 درصد لجن فاضلاب و کمترین میزان Ө_s در خاک آب‌دوست مشاهده شد. علت این موضوع احتمالاً بافت لوم رسی و مواد آلی کم­تر در خاک آب‌دوست و مواد آلی بالاتر در خاک آب‌گریز S80% است. میزان رطوبت باقیمانده Ө_r در تیمار آب‌گریز S80% نسبت به سایر تیمارها کمتر بود درحالی‌که تیمار آب‌دوست S0 رطوبت باقیمانده بیشتری داشت. پارامتر α در تیمارهایS65% وS80% بیشتر از سایر تیمارها با درجه آب‌گریزی اندک بود که نشانه دامنه کوچک‌تری از ورود هوا به خاک هست. مقدار n با افزایش ماده آلی در تیمار S25% و S50% نسبت به مقدار آن در S0 افزایش، اما در تیمارهای S65% و S80% کاهش یافت. این موضوع می­تواند به‌دلیل درجه آب‌گریزی بالاتر و وجود مواد آب‌گریز در سطح ذرات خاک در تیمارهایS65% وS80% باشد. بنابراین شاید آب‌گریزی شدید بر روی این پارامتر نیز تأثیر گذاشته و سبب کاهش آن شود. همچنین خاک­های آب‌گریز، آب ثقلی و آب قابل‌استفاده بیشتری نسبت به خاک آب‌دوست اولیه داشتند.