نوع جدید ابر جاذب ها به حل بحران کمبود آب کمک می کنند

ایران به عنوان کشوری با آب و هوای خشک و نیمه خشک, همواره با مشکل کمبود آب روبروست

"Super Absorbent"ایران به‌عنوان کشوری با آب و هوای خشک و نیمه‌خشک، همواره با مشکل کمبود آب روبروست.یکی از مسائل مهم بخش مصرف آب مسئله آبیاری در کشاورزی است که در تولید محصولات مختلف با کیفیت مطلوب، اهمیت بسیاری دارد. از مشکلات این بخش، نفوذ آب ناشی از بارندگی و آبیاری به لایه‌های زیرین خاک و دور از دسترس ریشه گیاه است که به مشکل کمبود آب دامن می‌زند.بنابراین ارائه راه‌کارهائی در جهت بهینه‌سازی مصرف آب در کشاورزی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از پژوهشگران کشورمان در دانشگاه امیرکبیر، موفق به تهیه نوع جدیدی از ژل‌های موسوم به ابر جاذب (سوپر جاذب) شده است که با جذب آب و سپس دفع تدریجی آن کمک بسیاری به کاهش مصرف آب در هنگام آبیاری گیاهان می‌کند.

ابر جاذب‌ها چه موادی هستند و چگونه به آبیاری کمک می‌کنند؟

هیدروژن یا ابر جاذب‌های پلیمری به موادی گفته می‌شود که قادر به جذب آب بوده ولی در آب حل نمی‌شوند. پلیمرهای ابر جاذب، مواد صددرصد آلی هستند که قادرند به طریق فیزیکی و شیمیائی از ده‌ها تا هزاران برابر وزن خود آب یا محلو‌ل‌های آبی را جذب کنند. برخلاف موادی چون اسفنج که جذب آب در آنها فیزیکی است، جذب شیمیائی آب سبب می‌شود که آب مدت طولانی حتی تحت فشار در داخل این پلیمرها حفظ شود. علت جذب آب در این مواد گروه‌های آبدوستی است که در ساختار زنجیره‌های اصلی شبکه وجود دارد و علت عدم حلالیت آنها در آب به‌دلیل اتصالات عرضی بین زنجیرهاست که پلیمر را به شکل سه‌بعدی در می‌آورد. این خصوصیات باعث کاربرد وسیع این مواد در صنایع مختلف نظیر داروسازی، پزشکی، لوازم بهداشتی، کشاورزی شده و از مهمترین مصارف این مواد، کاربرد در آبیاری است.این ابر جاذب‌ها ابتدا به‌صورت پودر خشک هستند که به راحتی می‌توان آن را با خاک مخلوط کرد. این ذرات پودری در زمان بارندگی و آبیاری که آب وارد زمین می‌شود، با جذب آب به‌صورت ژل درمی‌آیند و مقدار زیادی آب را در خود ذخیره می‌کنند و به این ترتیب از هدر رفتن آب و املاح مفید خاک به لایه‌های زیرین و دور از دسترس ریشه گیاه جلوگیری می‌شود. این ژل‌ها به‌صورت منابع آبی در خاک عمل می‌کنند و زمانی‌که رطوبت خاک کم شود، به‌طور تدریجی آب را به خاک می‌دهد. این ژل‌ها با فرآیند تورم و رهایش متوالی که انجام می‌دهند، باعث ایجاد تخلخل در ساختار خاک شده و وجود این تخلخل امکان جریان آب و هوا را در خاک فراهم می‌سازد. استفاده از این مواد باعث می‌شود که اولاً، فواصل آبیاری طولانی‌تر شود. ثانیاً، میزان مصرف آب بسیار کمتر شود. ضمن این‌که بسیاری از املاح مفید خاک هم هدر نمی‌رود. براین اساس، با توجه به این‌که ایران از نظر آب‌وهوائی جزء مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان محسوب می‌شود، استفاده از روش‌های کاهش مصرف آب از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است.

ابر جاذب‌ها چگونه تهیه شده‌اند؟

این پلیمر از مونومرهای آبدوست نظیر اکریلیک اسید توام با فرآیند شبکه‌ای کردن تهیه شده است.

ژل تهیه شده، قابلیت جذب سه هزار برابر وزن خشک اولیه خود را داراست.

انواع آنیونی این ژل‌ها که دارای بار منفی است، پیش از این نیز کاربرد داشته ولی نوعی که اخیراً تهیه شده، نوع کاتیونی بوده که ساختار شبکه زنجیره اصلی آن حاوی بار مثبت است.

مزایای نوع کاتیونی به نوع آنیونی چیست؟

هیدروژن‌های آنیونی در حضور بعضی یون‌های موجود در خاک، دچار پدیده تعویض یون شده و خصوصیات جذب آب خود را به شدت از دست می‌دهند اما نوع کاتیون ضمن برخورداری از خصوصیات جذب بسیار بالا از ثبات و پایداری خوبی برخوردار است.

مزایای استفاده از این پلیمرها

ـ صرفه‌جوئی در مصرف آب به میزان قابل توجه

ـ افزایش تولید محصول

ـ افزایش سطح زیرکشت زمین‌های کشاورزی

ـ جلوگیری از هدرروی آب آبیاری

ـ کاهش دفعات آبیاری و طبعاً کاهش هزینه‌های اجرائی

ـ جلوگیری از شستشوی کود و موادغذائی خاک به‌ویژه در سطوح شیب‌دار

ـ امکان کشت در سطوح شیب‌دار

ـ ایجاد خلل و فرج در خاک به‌دلیل عمل تناوبی جذب و دفع که به بهبود تهویه خاک می‌انجامد

ـ تکرار عمل جذب و دفع آب به مدت حدود پنج‌سال

ـ عدم ایجاد آلودگی‌های زیست‌محیطی

منبع: اینترنت

پروانه قدیمی (کارشناس روابط عمومی شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور)