نقش پلیمرها در مقابله و مواجهه با بحران آب/ بسپارهای ابرجاذب برای بهبود زیست محیطی زمین­ های تخریب شده یا آلوده

بسپار/ ایران پلیمر حدود 3/5 میلیارد هکتار زمین، که تقریبا 30 درصد از کل کره زمین را دربرمی­گیرد، به خاطر فعالیت­های انسانی تخریب شده است. بازسازی زیست محیطی این زمین­ ها چالش بزرگی برای بشر است، زیرا تنها گزینه برای افزایش سطح زمین­های زراعی و تولید مواد غذایی برای جمعیت رو به رشد جهان می­باشد. یکی از ویژگی­های مشترک زمین ­های تخریب شده این است که ماده آلی خاك آن­ها نیز تخریب می­شود. بنابراین بارش، از یک برکت به یک تهدید تبدیل می­­شود، زیرا در خاک حفظ نمی­شود و در نتیجه باعث فرسایش زمین می­شود. یک راه حل برای بازسازی این زمین­ها می­تواند استفاده از بسپارهای ابرجاذب (SAP) در این خاک­ها باشد. این مواد شبیه گیاخاک (humus، ماده‏ای بی‏ شکل به رنگ قهوه‏ای تیره که حاصل تجزیه بقایای موجودات زنده مختلف به‌ویژه گیاهان است) مصنوعی هستند، زیرا آب دوست و دارای گروه­های کربوکسیلیک هستند. این امر آن­ها را قادر می­سازد تا کاتیون­ها و آب را دربرگیرند.

مزایای آن­ها برای بازسازی زمین­های تخریب شده عبارت است از: آن­ها آب موجود برای گیاه را در خاک افزایش می­دهند که گیاهان را قادر می­سازد تا تحت تنش ناشی از کم آبی بیشتر زنده بمانند. اصلاح­کننده SAP در خاک باعث کاهش آهنگ تبخیر گیاهان می­شود. آن­ها باعث افزایش قابل توجه رشد گیاهان در خاک می­شوند. آن­ها فلزات سنگین را محصور می­کنند و اثرشان را روی گیاهان کاهش می­دهند. هم­چنین اثرات شوری را کاهش می­دهند. مزایای SAP در خاک به طور قابل ملاحظه­ای از هزینه­های آن­ها فراتر رفته است.

1- بیابان­ زایی به عنوان یک مشکل عمده برای ماندگاری جهان

بیابان­زایی همان تخریب زمین­های خشک است. این موجب از دست رفتن بهره ­وری و مسایل زیستی یا اقتصادی برای گیاهان، حشرات و جنگل می­شود. بیابان­زایی در نتیجه ­ی تغییرات جوی و فعالیت­های بشری غیرماندگار (unsustainable) است. شایع­ترین روش­های استفاده غیرماندگار از اراضی عبارتند از کشت بیش از حد (overcultivation)، چرای بیش از حد، جنگل­زدایی و روش­های آبیاری غلط. آخرین گزارش FAO از منابع خاكی جهان تصویری غم­انگیز می­دهد؛ حدود 5/3 میلیارد هکتار زمین، که تقریبا 30 درصد از کل کره زمین را دربرمی­گیرد، به خاطر فعالیت­های بشری تخریب شده است. یعنی برای تولید غلات، میوه­جات و سبزیجات دیگر مناسب نیست. علاوه­بر این تخریب شدید زمین، تغییر دیگری در استفاده از زمین نیز هشداردهنده است؛ تبدیل زمین­های زراعی به چراگاه. بین سال­های 1700 و 2000، میزان استفاده از اراضی برای چراگاه­ها از 530 تا 3300 میلیون هکتار (Mha) افزایش یافته است. این تخریب زمین تبدیل به یک تهدید جدی برای سلامت و ماندگاری جهان شده است.

از 3/5 میلیارد هکتار زمین تخریب شده در سراسر جهان، 2/4 میلیارد هکتار در مناطق استوایی قرار دارد. این اکوسیستم­ها هنگامی که پوشش گیاهی نابود می­شود، بسیار آسیب­ پذیر می­شوند و بازسازی آن بسیار دشوار است. بازسازی کیفیت خاک به ویژه در مناطق جنوب صحرای آفریقا (SSA)، جنوب آسیا و دیگر مناطق گرمسیری با شرایط آب و هوایی سخت، خاک­های آسیب­ پذیر و منابع کشاورزی کم، بسیار دشوار است.

منابع اصلی تخریب زمین عبارتند از: فرسایش و تخریب خاک، سیل و در نهایت از دست رفتن پوشش گیاهی. این تغییرات به دنبال تحولات ثانویه نظیر پوسته شدن سطح خاک، افزایش درصد خاک رس در خاک و کاهش شدید کربن در خاک است.

سریع­ترین راه برای توقف بیابان­زایی، کاشت درختان است. بارش در این مناطق تا حدی مستقل از درجه تخریب زمین است. می­توان فرض کرد که اکثر زمین­ها با استفاده از روش­های زیر برای آبیاری و جنگل­داری مناسب است.

2- بسپارهای ابرجاذب

بسپارهای ابرجاذب، انواع خاصی از بسپارها هستند که به عنوان تهویه­کننده (conditioner) خاک استفاده می­شوند. بسپارهای خطی محلول در آب از دهه 1950 برای تهویه خاک استفاده شده است. تمرکز این مقاله روی بسپارهای شبکه­ای جاذب آب است که چند دهه بعد از آن توسعه یافت.

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 196ام بسپار که در نیمه دی ماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به درخواست نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک سالانه با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.