بررسی عملکرد آب دریا و ملاس چغندرقند در کاهش گرد و غبار جاده‌های جنگلی (مطالعه موردی: جنگل کوهمیان، آزادشهر)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده علوم جنگل، گروه جنگلداری

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: مشکل عمده جاده‌های جنگلی شن‌ریزی‌شده به‌ویژه در فصل تابستان، تولید گرد و غبار هنگام تردد وسایل نقلیه است که باعث کاهش دید و مزاحمت برای گردشگران و زوال رویه راه و پوشش گیاهی حاشیه جاده می‌گردد. در این پژوهش عملکرد تیمارهای ضدغبار شامل غلظت‌های مختلف ملاس چغندرقند و آب دریا در کاهش گرد و غبار جاده‌های جنگلی طرح کوهمیان واقع در شهرستان آزادشهر استان گلستان مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: ابتدا مسیری به طول 500 متر به 8 قطعه 60 متری تقسیم شده و تیمارهای ملاس (حاوی ساکاروز، پتاسیم، کربن ازت دار، تیامین و سایر ترکیبات) و آب دریا (حاوی کلرید، سدیم، سولفات، منیزیم و سایر ترکیبات) به‌طور جداگانه هر یک با غلظت‌های 10، 20 و 30 درصد به همراه تیمار شاهد در آنها به اجرا درآمد. برای پیاده‌سازی تیمارها از سیستم پاشش محلول و برای اندازه‌گیری غلظت گرد و غبار از دستگاه غبارسنج الکترونیکی مدل HAZ-DUST EPAM-5000 استفاده شد. دستگاه غبارسنج یک سنجنده گرد و غبار ایستگاهی است که غلظت غبار با قطر آئرودینامیکی کمتر و یا مساوی 10 میکرومتر (PM10) را هر ثانیه نشان می‌دهد
یافته‌ها: نتایج پس از گذشت 3، 9 و 27 روز نشان داد که مقدار گرد و غبار جاده‌های تیمار شده با غلظت‌های مختلف ملاس چغندرقند و آب دریا با گذر زمان افزایش یافت. همچنین در هر یک از دوره‌های زمانی با افزایش غلظت محلول‌های ملاس و آب دریا مقدار غلظت گرد و غبار کاهش پیدا کرد. پس از گذشت 27 روز تنها تیمارهای ملاس 20% و 30% توانستند مقدار غلظت انتشار ذرات غبار با قطر کمتر و یا مساوی 10 میکرومتر (PM10) را در محدوده مجاز 50-0 میکروگرم در مترمکعب حفظ کنند. کمترین مقدار غلظت غبار جاده‌ها مربوط به تیمار ملاس 30% بود.
نتیجه‌گیری: مقدار غلظت تیمارهای آب دریا در تحقیق حاضر به حدی کم بود که نتوانست عملکرد مؤثری از خود نشان دهد و باعث کاهش غلظت غبار تا محدوده مجاز 50 میکروگرم در مترمکعب گردد. کمترین مقدار غلظت غبار جاده‌ها مربوط به تیمار ملاس 30% با مقدار 21 میکروگرم در مترمکعب بود که می‌توان به عنوان تیمار مناسب برگزید و در پژوهش‌های آتی ماندگاری آن را در طولانی-مدت سنجید.
نتیجه‌گیری: مقدار غلظت تیمارهای آب دریا در تحقیق حاضر به حدی کم بود که نتوانست عملکرد مؤثری از خود نشان دهد و باعث کاهش غلظت غبار تا محدوده مجاز 50 میکروگرم در مترمکعب گردد. کمترین مقدار غلظت غبار جاده‌ها مربوط به تیمار ملاس 30% با مقدار 21 میکروگرم در مترمکعب بود که می‌توان به عنوان تیمار مناسب برگزید و در پژوهش‌های آتی ماندگاری آن را در طولانی-مدت سنجید.
واژه‌های کلیدی: جاده‌ شن‌ریزی‌شده، تیمارهای ضدغبار، سیستم پاشش محلول، غبارسنج الکترونیکی.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the efficiency of sea water and sugar beet molasses on reduction of dust from the forest roads (Case study: Koohmian Forest, Azadshahr)

نویسندگان [English]

  • Aidin Parsakhoo 1
  • Hasan Sasani 2
  • Jahangir Mohamadi 2
1 Department of Forestry, Faculty of Forest Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Department of Forestry, Faculty of Forest Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives: The main problem of gravel forest roads is production of dust especially in summer. Dust leads to decrease sight distance and make trouble for tourists as well as the decline of road pavement and vegetation cover at edge of road. In this study the efficiency of anti-dust agents including different dosage of sugar beet molasses and sea water on reduction of dust from a road in Koohmian forest in Azadshahr of Golestan province was assessed.
Materials and Methods: At first a road with a length of 500 meters was separated into 8 segments each of with a length of 60 meters and then molasses (Including Sucrose, Potassium, Carbon with nitrogen, Thiamine and other organic compounds) and sea water (Including Chloride, Sodium, Sulfate, Magnesium and others) treatments with dosages of 10, 20 and 30% and control were separately performed on segments. Spray system was used to establish treatments and dustometer HAZ-DUST EPAM-5000 used to measure dust concentration. Dustometer is a stationary devise which is used to measure dust concentrations with particles diameter less or equal to 10 µm.
Results: After the 3, 9 and 27 days from the implementation of treatments, results showed that emitted dust from the treated roads by different dosages of sugar beet molasses and sea water increased with time. Moreover, in each of times amount of emitted dust decreased with increasing of molasses and sea water dosages. After 27 days, molasses 20% and molasses 30% could only retain the dosage of PM10 in allowable range of 0-50μg m-3. Minimum amount of road dust was observed for molasses 30%.
Conclusion: Sea water didn’t influence on dust suppression to allowable amount of 50 μg due to the very low concentrations of sea water treatments. Minimum amount of road dust was observed for molasses 30% with amount of 21 μg m-3. Recent treatment can be selected as suitable case that farther researches is necessary for determining their longevity.
Conclusion: Sea water didn’t influence on dust suppression to allowable amount of 50 μg due to the very low concentrations of sea water treatments. Minimum amount of road dust was observed for molasses 30% with amount of 21 μg m-3. Recent treatment can be selected as suitable case that farther researches is necessary for determining their longevity. Minimum amount of road dust was observed for molasses 30% with amount of 21 μg m-3. Recent treatment can be selected as suitable case that farther researches is necessary for determining their longevity.

Keywords: Gravel roads, Anti-dust treatments, Soluble spraying system, electronic dustometer

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gravel roads
  • Anti-dust treatments
  • Soluble spraying system
  • electronic dustometer

مراجع

1.Amarloei, A., Jonidijafari, A., Asilian Mohabadi, H., and Asadollahi, K. 2014. The evaluation of PM10, PM2.5 and PM1 concentration during dust storm events in Ilam city, J. Ilam Univ. Med. Sci.
22: 4. 240-259. (In Persian)
2.Abdullahian Toqabi, M., Sheikholsmali, R., and Babaie, B. 2005. Terms and definitions of quality and quantity of sugar beet technology, Sugar beet J. 21: 1. 101-104. (In Persian)
3.Bashari, L., Mahmoudigharaie, M.H., Moussavi Harami, R., and Alizadeh Lahjani, H. 2014. Study of the hydro geochemical and effective factors on chemicals of water in Gorgan gulf, J. Oceanograph. 5: 20. 31-42. (In Persian)
4.Biraumi, A., Abtahi, B., Farajzadeh, M.A., Mohammadi, M., Rahnama, M., and Haghdoost, M. 2003. Measurement of salinity and amount of main ions of water at the south east of Caspian Sea,
J. Marine Sci. Tech. 2: 3. 21-27.
(In Persian)
5.Bergeson, K.L., and Brocka, S.G. 1996. Bentonite treatment for fugitive dust control. In: 1996 semi-sesquicentennial transportation conference proceedings. Ames, IA: Iowa Department of Transportation; Iowa State University, Center for Transportation Research and Education, 30p.
6.Bolander, P., and Yamada, A. 1999. Dust palliative selection and application guide. Project Report 9977 1207-SDTDC. San Dimas, CA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, San Dimas Technology and Development Center, 20p.
7.Brown, D.A., and Elton, D.J. 1994. Guidelines for dust control on unsurfaced roads in Alabama.  Final report, IR-94-02, Highway Research Center, Harbert Engineering Center, Auburn University, 20p.
8.Ding, X., Xu, G., Kizil, M., Zhou, W., and Guo, X. 2018. Lignosulfonate Treating Bauxite Residue Dust Pollution: Enhancement of Mechanical Properties and Wind Erosion Behavior, Water, Air, & Soil Pollution. 229: 7. 205-214.
9.Guo, X.Y. 2018. Assessing the effectiveness of eco-friendly dust suppressants used to abate dust emission from mine haul roads. Thesis of Master of Philosophy of Curtin University, 88p.
10.Gotosa, J., Nyamadzawo, G., Mtetwa, T., Kanda, A., and Dudu, V.P. 2015. Comparative road dust suppression capacity of molasses stillage and water on gravel road in Zimbabwe, Advances in Res. 3: 2. 198-208.
11.Gebhart, D.L., Hale, T.A., and Michaels-Busch, K. 1996. Dust control material performance on unsurfaced roadways and tank trails. USAEC/ USACERL Tech. Rep. Champaign, IL: U.S. Army Construction Engineering Research Laboratories, 34p.
12.Gillies, J.A., Etyemezian, V., Kuhns, H., Nikolic, D., and Gillette, D.A. 2005. Effect of vehicle characteristics on unpaved road dust emissions, Atmospheric Environ. 39: 13. 2341-2347.
13.Jones, D. 1999. Holistic approach to research into dust and dust control on unsealed roads, Trans. Res. Rec. 1652: 2. 3-9.
14.Kirchner, H.W. 1988. Road dust suppressants compared, Public Works, 119: 13. 27-28.
15.Kuhns, H., Etyemezian, V., Landwehr, D., McDougall, C., Pitchford, M., and Green, M. 2001. Testing Re-entrained Aerosol Kinetic Emissions from Roads: a new approach to infer silt loadings
on roadways, Atmospheric Environ. 35: 16. 2815-2825.
16.Morgan, R.J., Schaefer, V.R., and Sharma, R.S. 2005. Determination and evaluation of alternative methods for managing and controlling highway-related dust: Phase II- demonstration project. IHRB Project TR-506. Iowa Highway Research Board. Ames, IA: Iowa State University: Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering, 107p.
17.ḾNdegwa, J.K. 2011. The effect of cane molasses on strength of expansive clay soil, J. Emer. Trend. Eng. Appl. Sci. 2: 6. 1034-1041.
18.Monlux, S., and Mitchell, M. 2007. Chloride stabilization of unpaved road aggregate surfacing, Transportation Research Record, J. Trans. Res. Board. 1989: 2. 50-58.
19.Nourmoradi, H., Omodi Khaniabadi, Y., Goudarzi, G., Jourvand, M., and Nikmehr, K. 2016. Investigation on the dust dispersion (PM10 and PM2.5) by Doroud cement plant and study of its individual exposure rates, J. Ilam Univ. Med. Sci. 24: 1. 64-75. (In Persian)
20.Omane, D., Liu, W.V., and Pourrahimian, Y. 2018. Comparison of chemical suppressants under different atmospheric temperatures for the control of fugitive dust emission on mine
hauls roads, Atmospheric Pollution Res. 9: 561-568.
21.Ravi, E., Sharma, A., Manikandan, A.T., Karthick, G., and Abdul Jameel, A. 2015. Study on effect of molasses on strength of soil, Int. J. Adv. Res. Trend. Eng. Tech. 2: 2. 57-61.
22.Sheikholsmali, R. 2003. Sugar technology. Mehrgan press, 360p. (In Persian)
23.Succarieh, M. 1992. Final report: control of dust emissions from unpaved roads. Report No. INE/TRC/QRP-92.05. Prepared for: Alaska Cooperative Transportation and Public Facilities Research Program. Fairbanks, AK: University of Alaska Fairbanks, School of Engineering, Institute of Northern Engineering, Transportation Research Center, 54p.

24.Turkoz, M.H., SavasAcaz, A., and Tosun, H. 2014. The effect of magnesium chloride solution on the engineering properties of clay soil with expansive and dispersive characteristics, Appl. Clay Sci. 101: 1-9.

25.Watson, J.G. 1996. Final study plan for: Effectiveness demonstration of fugitive dust control methods for public unpaved roads and unpaved shoulders on paved roads, DRI Doc. No. 685-5200.1F2. Prepared for: San Joaquin Valley Unified Air Pollution Control District. Reno, NV: Desert Research Institute, Energy and Environmental Engineering Center, 246p.
26.Zhou, Q., Qin, B., Wang, J., Wang, H., and Wang, F. 2018. Effects of preparation parameters on the wetting features of surfactant-magnetized water for dust control in Luwa mine, China, Powder Tech. 326: 7-15.
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 27، شماره 4
مهر و آبان 1399
صفحه 233-246

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار