مدل سازی انتقال آلاینده های میکروبی در خاکهای آهکی در حالت های اشباع و غیراشباع خاک

مطالعه ی انتقال باکتری ها در خاک از جنبه های مختلفی مانند آلودگی آبهای زیرزمینی و پالایش زیستی خاک و آب اهمیت دارد. برخی باکتری ها می توانند از بخش غیراشباع خاک عبور کرده و باعث آلودگی منابع آب زیرزمینی شوند. بنابراین، پیش بینی دقیق انتقال باکتری های بیماری زا در خاک برای حفاظت منابع آب ضروری است. هدف از این پژوهش مطالعه کمّی انتقال و نگهداشت باکتری در خاکهای آهکی در شرایط اشباع و غیراشباع خاک و همچنین مطالعه کمّی جذب و واجذب باکتری در خاکهای آهکی بود. به منظور مطالعه کمّی انتقال و نگهداشت باکتری در خاک، منحنی رخنه باکتری سودوموناس فلورسنس و یون کلر در هر دو حالت اشباع و غیراشباع اندازه گیری شد. پس از پایان آزمایش انتقال باکتری، تعداد باکتریها در لایه های مختلف خاک شمارش شد. برای پیش بینی انتقال و جذب باکتری در ستون خاک، مدل سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه hydrus-1d مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد در شرایط اشباع، مدل سینتیک دو مکانی در مقایسه با مدل تک مکانی برآوردی بهتر از انتقال و نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک دارد. جذب باکتری به مکان 1 نسبتا" سریع و واجذب آن کند بود. در حالی که جذب باکتری و واجذب آن از مکان 2 سریع بود. ویژگی جذب سریع و واجذب کند باکتری در مکان 1 به کانی های خاک دارای بار موافق برای جذب باکتری گرم منفی نسبت داده شد. نرخ واجذب باکتری در حالت اشباع کمتر از 0/01 نرخ جذب آن بود که نشان دهنده جذب تقریبا"غیرقابل برگشت باکتری به خاک است. نرخ حذف باکتری در شرایط اشباع از 4/02 تا 4/88 متغیر بود. نرخ بالای حذف باکتری در شرایط اشباع نیز به پالایش فیزیکی و کانی های با بار موافق جذب نسبت داده شد. نتایج شمارش باکتری در نیمرخ خاک نشان داد که اکثر باکتری ها در لایه های سطحی خاک نگهداشته می شوند و با افزایش عمق مقدار نگهداشت باکتری کاهش یافت. مدل سینتیک تک مکانی برآوردی خوب از منحنی های رخنه باکتری در شرایط غیراشباع داشت. حال آنکه همین مدل، برای تخمین مقدار اندازه گیری شده نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک با کم برآوردی مواجه بود. نرخ واجذب باکتری در شرایط غیراشباع کمتر از 0/001 نرخ جذب آن بود که نشان دهنده جذب غیرقابل برگشت باکتری به خاک است. نرخ حذف باکتری در شرایط غیراشباع از 10/18 تا 13/34متغیر بود. نرخ بالای حذف باکتری در حالت غیر اشباع به جذب باکتری به مرز مشترک آب-هوا، کانی های دارای بار موافق برای جذب باکتری گرم منفی و پالایش فیزیکی نسبت داده شد. همچنین به منظور مطالعه کمّی جذب و واجذب باکتری در مقیاس پیمانه ای، تعداد 60 نمونه خاک از خاکهای آهکی استان مرکزی نمونه برداری شد. ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و ایزوترم جذب باکتری اشریشیاکلی نمونه های خاک اندازه گیری شد. سه ایزوترم جذب خطی، فرندلیخ و لانگمویر مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد جذب تعادلی باکتری به خاک آهکی از رابطه خطی پیروی می کند. در این پژوهش جذب و واجذب باکتری به خاک آهکی در قالب طرح کاملا تصادفی در سه سطح 10، 21 و 37 درصد کربنات کلسیم فعال و در سه تکرار در دو حالت تعادلی و سینتیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار کربنات کلسیم، جذب تعادلی و سینتیک جذب باکتری افزایش می یابد و این تفاوت بین سطوح 21 و 37 درصد کربنات کلسیم در سطح 5 درصد معنی دار بود.