بررسي اثر پليمر پلي وينيل استات بر پايداري خاكدانه‌هاي خشك

Effect of Polyvinyl Acetate Polymer on Stability of Dry Aggregates

فرسايش بادي و آبي از عوامل اصلي در آسيب به خاك و منابع طبيعي هستند. در تحقيقات پيشين تاكيد زيادي بر نقش پايداري خاكدانه‌ها در كنترل فرسايش خاك و جلوگيري از حركت و جابجايي آنها توسط عوامل فرسايشي شده است. بدين منظور، استفاده از مواد پليمري به منظور كنترل فرسايش بادي مورد توجه قرار گرفته است اما مسيله موجود ميزان تاثير و مدت زمان دوام اين محصولات در خاك هاي مختلف است كه مي‌بايستي مشخص گردد. اين پژوهش در راستاي ارزيابي تاثير امولسيون پليمري بر پايه پلي وينيل استات (PVA) بر شاخص پايداري خشك خاك ها، تغييرات آن در طول زمان و انتخاب ميزان بهينه در خاك هاي مختلف انجام شده است. بدين منظور پس از تهيه سه نمونه خاك با بافت سبك، متوسط و سنگين از نقاط مختلف و انجام آزمايش هاي تعيين رطوبت طبيعي نمونه‌ها، دانه‌بندي به طريق هيدرومتري و الك و تعيين حدود آتربرگ خاك بر روي آنها، با استفاده از سه نوع خاك با چهار سطح 0، 25، 40 و 50 گرم از ماده پليمري در هر متر مربع خاك به ترتيب با غلظت هاي 0، 25، 40 و 25 گرم در ليتر، 12 تيمار آزمايشي تهيه گرديد. سپس ميانگين وزني قطر خاكدانه خشك (MWD) هر تيمار در سه تكرار و در بازه‌هاي زماني 1 روز، 1، 3 و 6 ماه پس از تهيه، اندازه گيري شد. نتايج تحليل آماري نشان داد كه در بيشتر بازه‌هاي زماني مورد نظر، افزودن ماده پليمري به صورت معني داري ميزان MWD خاك ها را نسبت به نمونه‌هاي تيمار شده با آب (شاهد) افزايش داده‌اند. همچنين، ميزان ماده پليمري و حجم امولسيون پليمري اضافه شده تواماً بر ميزان پايداري خاكدانه تاثير مي‌گذارد. تاثير تمام تيمارهاي پليمري بر ميزان شاخص پايداري خاكدانه هاي ايجاد شده در ماسه بادي نسبت به تيمار شاهد حتي پس از 6 ماه هم كاملاً چشمگير است. مقادير MWD خاك متوسط تمام تيمارها تا 3 ماه بالاتر از شاهد بوده و پس از 6 ماه، تنها تيمار 50 گرم بر متر مربع ماده پليمري همچنان داراي مقادير بزرگتري نسبت به تيمار شاهد است. در خاك سنگين تيمار شده با پليمر نيز، تنها MWD تيمار 50 گرم بر متر مربع است كه پس از 6 ماه با خاك شاهد در سطح 1 درصد تفاوت معني دار داشته و همچنان داراي ابعاد بزرگتري نسبت به تيمار شاهد است. سرانجام تيمار با ميزان 25 گرم پليمر بر مترمربع خاك (با غلظت 25 گرم در ليتر) به دليل آنكه كمترين ميزان پليمر و كمترين ميزان حجم امولسيون اضافه شده به خاك را داراست به عنوان گزينه موثر انتخاب گرديد.

Wind and water erosion are among the main causes of damage to the soil and environment. In previous studies, a great emphasis has been placed on the role of aggregates stability in erosion control and prevention of particles movement and displacement. For this purpose, the use of polymeric materials to control wind erosion has been considered, but the amount and duration of their effects on aggregate stability in different soils must be determined. This study aimed to investigate the impact of a Polyvinyl Acetate-based polymeric emulsion on dry aggregate stability, time-variation of dry Mean Weight Diameter (MWD), and optimum amount of polymer in different soils. To do this, three different soils were selected with light, medium, and heavy texture and soil characteristics such as determination of initial water content, particle size analysis, hydrometer tests and Atterberg Limits were determined. Later, 12 treatments were applied using four levels of 0, 25, 40, and 50 g/m2 of polymeric material with concentrations of 0, 25, 40 and 25 gr/lit and with three different soils. Then, in one day, one month, three, and six months intervals after preparation, the MWD of treatments were measured in three replications. Statistical analysis showed that, in many time intervals, application of polymeric material had significantly increased the MWD compared to water treated (control) samples, and both the amount of polymeric material and the volume of added emulsion affected aggregate stability. Compared to the water treated samples, the effect of all polymeric treatments on dry aggregate stability of sandy soil were considerable even after 6 months. MWD values of all polymeric treatments of the silty loam soil were higher than the control samples till 3 months but, after six months, only the MWD of polymeric treatment of 50 gr/m2 was still greater than the control. Also, in polymeric silty caly loam soil, only the MWD of the 50 gr/m2 treatment was still greater than the control samples after six months. Finally, polymeric treatment with 25 gr/m2 application was chosen as effective treatment because of having the lowest applied polymeric material and lowest polymeric emulsion volume.