بررسی اثرات حوضچههای طراحیشده در ارزیابی کمّی و کیفی کاهش تبخیر از طریق الکل چرب اکتادکانول در منطقه نیمهخشک خرمآباد لرستان | ||
| خشک بوم | ||
| دوره 13، شماره 1، اردیبهشت 1402، صفحه 111-122 اصل مقاله (2.42 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.29252/aridbiom.2023.19794.1926 | ||
| نویسندگان | ||
| صدیقه ابراهیمیان1؛ ناصر طهماسبیپور* 2؛ محسن عادلی3؛ حسین زینیوند2 | ||
| 1دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 2دانشیار گروه آبخیزداری دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 3استاد گروه شیمی آلی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| چکیده | ||
| در روشهای استفاده از پوششهای نانومتری معمولاً با استفاده از مولکولهای بلند زنجیر و پخشکردن آنها روی آب و تشکیل تک لایههای مولکولی میتوان مقدار تبخیر را کاهش داد. در این پژوهش به بررسی اثرات کمّی و کیفی (پارامترهای شیمیایی و فیزیکی) مونولایر اکتادکانول که در اتانول حلشده و بهعنوان روش شیمیایی کنترل تبخیر در ایستگاه تحقیقاتی هواشناسی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه لرستان پرداختهایم. مونولایر مورد نظر به وسیلة اسپری 100 سیسی با غلظت 4 درصد بر سطح حوضچههای طراحیشده با حجم 8 مترمکعب (ابعاد2×2×2) اسپری شد. نتایج کمّی و کیفی در بازه زمانی دو ماهه بین دو حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول از تاریخ 1/6/1400 تا 30/7/1400 بر اساس آزمون ANOVA، با مقایسه میانگینهای توکی و دانکن انجام شد. نمونه مونولایر اکتادکانول به لحاظ تغییرات میزان تبخیر با شاهد اختلاف معناداری در سطح 05/0 داشت. تبخیر تجمعی 2 ماهه تبخیر در حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایراکتادکانول نشاندهنده حداکثر مقدار تبخیر در حوضچه شاهد با 559 میلیمتر و مونولایر اکتادکانول با کارایی 20 درصد کاهش تبخیر دارای 455 میلیمتر تبخیر بوده است. پارامترهای کیفی هدایت الکتریکی، درصد اکسیژن محلول مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج دادههای کیفیت آب با مقایسه آزمون ANOVA نشاندهنده اختلاف غیرمعنادار به دلیل sig بیشتر از 05/0میباشد. در مقایسه درصد اکسیژن محلول و هدایت الکتریکی بین میانگین حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول اختلاف قابل توجهی وجود نداشت. یکی از دلایل درصد اکسیژن محلول بیشتر حوضچه شاهد نسبت به حوضچه دارای مونولایر به دلیل امکان تماس با هوا، تابش ورودی بیشتر و وقوع فرآیند بیشتر میباشد. نتایج به دست آمده نشاندهنده کاهش 5 درصدی هدایت الکتریکی و اکسیژن محلول در حوضچه دارای مونولایراکتادکانول نسبت به حوضچه شاهد است. تغییرات دمای سطح آب (پارامتر فیزیکی) با ترمومتر اندازهگیری شد که میانگین دمای سطحی آب در حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول 4/24 درجه سانتیگراد و در حوضچه دارای مونولایر در حوضچه شاهد 11/23 میباشد. از نظر تجربی، تأثیر یک لایه متراکم در کاهش تلفات تبخیر، متناسب با افزایش دمای سطح آب است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اتلاف آب؛ کنترل تبخیر؛ اکتادکانول؛ کیفیت آب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating the effects of designed ponds in the quantitative and qualitative assessment of evaporation reduction through octadecanol fatty alcohol in the semi-arid region of Khorramabad, Lorestan | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Sedigheh Ebrahimian1؛ Nasser Tahmasebipour2؛ Mohsen Adeli3؛ Hossein Zeinivand2 | ||
| 1PhD Student in Watershed Management, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| 2Associate Professor, Department of Watershed Management, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| 3Professor, Department of Organic Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In the methods of utilizing nanometer coatings, it is usually possible to reduce the amount of evaporation by using long chain molecules and spreading them on water and forming molecular monolayers. In this research, quantitative (evaporation reduction rate) and qualitative (chemical parameters) effects of octadecanol monolayer dissolved in ethanol as a chemical evaporation control method were investigated. Every three days, it was sprayed (4% concentration) on the water surface of natural ponds with dimensions of 2×2×2 cubic meters located in Faculty of Natural Resources meteorological research station. Accumulated evaporation for the two measured months in the control pond was 559 mm and in the pond with the octadecanol monolayer was 455 mm. Quantitative and qualitative analysis results in the two-month period between the two control ponds and the pond with octadecanol monolayer from 2021/8/23 to 2021/10/22 were performed based on ANOVA test, by comparing means with Tukey's and Duncan's methods. The octadecanol monolayer sample had a significant difference at 0.05 level in terms of changes in the rate of evaporation compared with the control, and the octadecanol monolayer with 20% efficiency was significantly effective in terms of reducing evaporation. Selected qualitative parameters including electrical conductivity, dissolved oxygen were investigated. The results of obtained data using SPSS software and ANOVA test, showed a non-significant difference due to sig greater than 0.05% of dissolved oxygen and electrical conductivity between the average of the control pond and the ponds with octadecanol monolayer. In the control pond, due to the possibility of contact with the air and more incoming radiation, the concentration of dissolved oxygen increased compared to the pond with octadecanol monolayer. The achieved results showed 5% decrease in electrical conductivity and in dissolved oxygen in the pond with the monolayer of the mentioned composition compared to the control pond. In terms of changes in water surface temperature (physical parameter), which was measured with a thermometer, its average was 24.4 ⁰C in the pond with octadecanol monolayer, while it was 23.11 ⁰C in the control pond with monolayer. Empirically, the effect of a dense layer in reducing evaporation losses is proportional to the increase in water surface temperature. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Water loss, Evaporation control, Octadecanol, Water quality | ||
| مراجع | ||
|
[1]. Abass Dawood, K., Lafta Rashid, F., & Hashim, A. 2013. Reduction evaporation losses from water reservoirs. International journal of Energy and Environmental research, 1(1), 23-29.
[2]. Afkhami, H., Maleki Nejad, H., Esmailzadeh, E., & Ghoribi, K. (2017). Designing of Unoring Floating Cover Using Worn Tires for Evaporation Reduction of Open Water. Resources. Iran-Water Resources Research, 13(3), 214-219. [in Farsi]
[3]. Bartha, R., & Atlas, R. M. (1977). The Microbiology of Aquatic Oil Spills. Advances in Applied Microbiology, 22, 225-266.
[4]. Deo, A. V., Kulkarni, S. B., Gharpurey, M. K., & Biswas, A. B. (1964). Equilibrium film pressure of the monolayers on water of n-long-chain alcohols and n-long-chain alkoxy-ethanols, Journal of Colloid Science, 19(9), 813-819. doi: 10.1016/0095-8522(64)90057-1
[5]. Deepika, S., Osman, M., Kumar, M. & Sandeep, H. (2019). Suppressing Evaporation from Surface Water Reservoirs: A Review. Journal of Agricultural Engineering, 57(3), 259-273.
[6]. Ebrahimian, S., Tahmasebipour, N., Adeli, M., & Zeinivand, H. (2023). Evaluating the Evaporation Reduction through Combined Methods of Floating Balls and Monolayer in Class A Pan (Case Study of Khorramabad City). Iran-Water Resources Research, 18(4), 75-87. [in Farsi].
[7]. Ebrahimiyan, S., Tahmasebipoor, N., Adeli, M., & Zainivand, H. (2023). Evaluation of evaporation reduction methods at laboratory levels through physical methods of two- and six-hole floating balls (Case study of Khorramabad). Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 1(2), 1-12. doi: 10.22034/nawee.2022.355978.1017 [in Farsi].
[8]. Gallego-Elvira, B., Baille, A., Martin-Gorriz, B., Maestre-Valero, J. F., & Martinez-Alvarez, V. (2012). Evaluation of evaporation estimation methods for a covered reservoir in a semi-arid climate (south-eastern Spain). Journal of hydrology, 458-459, 59-67. doi: 10.1016/j.jhydrol.2012.06.035
[9]. Gladyshev, M. (2005). Biophysics of the Surface Microlayer of Aquatic Ecosystems. IWA Publishing. doi: 10.2166/9781780403007
[10]. Ivanov, V. A., Lyubartseva, S. P., Mikhailova, É. N., Shapiro, N. B., Shteinman, B. S. (2002). Modeling of thermal and oxygen conditions in Lake Kinneret (Israel). Physical Oceanography, 12(1), 43-53.
[11]. Jarvis, N. L., (1967). Adsorption of surface-active material at the sea-air interface. Limnology and Oceanography, 12(2), 213-221.
[12]. Nejatian, A. M. Mohammadi. M. Doulabi. A. iraji zad. (2022). Lake Evaporation Mitigation Using Self-Assembled Films: Case Study Of Chitgar Lake. Journal of Hydrologic Engineering, 27(3), 10-20. doi: 10.21203/rs.3.rs-1416599/v1 [in Farsi].
[13]. Piri M, Hesam M, Dehghani AA, Meftah Halaghi M (2011) Experimental study on the effect of physical and chemical approach in reducing the evaporation from water surface. Journal of Water and Soil Conservation, 17(4), 141-154. [in Farsi]
[14]. Rost, S., Gerten, D., Bondeau, A., Lucht, W., Rohwer, J., & Schaphoff, S. (2008). Agricultural green and blue water consumption and its influence on the global water system. Water Resources Research, 44, W09405. doi: 10.1029/2007WR006331
[15]. Silva, C., González, D., & Suárez, F. (2017). An experimental and numerical study of evaporation reduction in a salt-gradient solar pond using floating discs, Solar Energy, 142, 204-214. doi: 10.1016/j.solener.2016.12.036
[16]. Saggai, S., & Bachi, O. E. K. (2018). Evaporation Reduction from Water Reservoirs in Arid Lands Using Monolayers: Algerian Experience. Water Resources, 45(2), 280–288. doi: 10.1134/S009780781802015X
[17]. Sinha, S., Kumar, L., Srivatsava, R., Thagamani, R., Kumar, S., Jha, S. (2006). Evaporation control in reservoirs. Central Water Commission, Basin Planning and Management Organisation, Government of India, Bhubneshwar.
[18]. Taboada, M. E., Cáceres, L., Graber, T. A., Galleguillos, H., Cabeza, F., & Rojas, R. (2017). Solar water heating system and photovoltaic floating cover to reduce evaporation: Experimental results and modeling. Renewable Energy, 105, 601-615. doi: 10.1016/j.renene.2016.12.094 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 383 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 298 |
||