Skip to main content
SUPERVISOR
Hasan Tabatabaei,Raheb Bagherpour,Seyed mohamad raouf Hosseini
سید حسن طباطبائی (استاد راهنما) راحب باقرپور (استاد راهنما) سیدمحمدرئوف حسینی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyed Nader Nayebpour
سیدنادر نایب پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Identification of the internal origin of aerosols by processing satellite images in Isfahan province and their stabilization by bacteria
Aerosols is a phenomenon that arises from the combination of fine particles and dust from shifting sands, desertification and urban pollutants. Although it is possible to reduce their adverse effects by studying the temporal-spatial accumulation of Aerosols in which biological methods can be used as new approaches for trying to reduce these problems. In this research, the dust in Isfahan province has been studied, wherein the sources of Aerosols production have been identified by using the two MODIS images and Landsat 8 sensors. In this regard, the famous Aerosols detection algorithms, including the difference in brightness temperature in the infrared thermal bands, the normalized dust difference index, D parameter (the combination of thermal and reflective bands) as well as false color combination, normalized vegetation index and also the surface temperature was used to reveal Aerosols. To detect aerosols’s source, the best detection method for the MODIS image was the false-color combination obtained from the dust tracking parameters which were calculated in the previous steps, however, it was the simultaneous comparison of false-color composition, ground surface temperature, and brightness temperature difference for Landsat 8 images. From the highlighted images, the five origin points were identified in Isfahan province, where the points’ density distribution obtained in the GIS environment, showed fife effective zones for the aerosols production. Finally, by locating the identified areas on the vegetation maps, the geology and the soil of the area was determined where the environmental factors have been effective in the formation of these areas. The effect of Bacillus Subtilis and Bacillus Spharicus as calcium carbonate precipitating microorganisms on the soil physical and soil amendation properties was investigated. For this purpose, the bacteria were sprayed on the soil surface samples in different conditions in which their wind resistance was compared at two different speeds. The samples were compared in 4 time periods of 2, 4, 7, and 14 days then, the mass percentage separated from the surface by airflow was examined. The results showed dust and Aerosols entry reduction into the air, which showed a significant improvement over 14 days. Spraying the stabilized bacteria improved dust fixation up to 90% with the comparison by the control sample (dry soil) and also surface dust was reduced by about 40% compared to water spray. An increase in the bacteria sprayed volume over 14 days, reduced the amount of dust entering the air up to 1.6 percent, indicating an 83 percent improvement over the smaller spray volume. Similar results were observed in the seven days. It seems that increasing the sprayed bacteria volume, accelerates the calcium carbonate layer formation. Besides, X-ray diffraction (XRD) experiments and bacteria urease activity and scanning electron microscopy (SEM) images confirmed the calcium carbonate formation on the samples’ surface.
ریزگرد پدیده‌ای است که از ترکیب ذرات ریز و گرد و غبار حاصل از شن های روان و بیابان زایی و آلاینده‌های شهری به وجود می­آید.با مطالعه تجمع زمانی-مکانی ریزگردها می توان نسبت به کاهش اثرات سوء آنها اقدام نمود و با بهره گیری از روش های نوین همچون روش های بایولوژیکی سعی در کاهش این معضلات کرد. بدین منظور در این تحقیق که به بررسی ریزگردهای استان اصفهان پرداخته شده است، با بهره گرفتن از تصاویر دو سنجنده مودیس و لندست 8 اقدام به شناسایی مناطق منشأ تولید ریزگردها گردیده است. در این راستا با استفاده از الگوریتم های معروف آشکارسازی ریزگردها ، شامل اختلاف دمای روشنایی در باندهای مادون قرمز حرارتی، شاخص تفاضل نرمال شده گرد و غبار، پارامتر D (تلفیق باندهای حرارتی و انعکاسی) و همچنین ترکیب رنگ کاذب،عمق نوری هواویز،شاخص نرمال شده پوشش گیاهی و دمای سطح زمین اقدام به آشکارسازی ریزگردها گردید. به منظور منشایابی ریزگردها، بهترین روش آشکارسازی در مورد تصویر مودیس ترکیب رنگ کاذب حاصل از پارامترهای ردیایی ریزگرد محاسبه شده در مراحل قبل، و در مورد تصاویر لندست 8 ، مقایسه هم زمان ترکیب رنگ کاذب،دمای سطح زمین و اختلاف دمای روشنایی تشخیص داده شد. از تصاویر بارزسازی شده در مجموع پنج نقطه منشأ در استان اصفهان استخراج گردید که با استفاده از توزیع تراکم نقاط بدست آمده در محیط GIS ، چهار منطقه موثر در تولید ریزگردها معرفی گردید. در نهایت با جانمایی مناطق شناسایی شده بر روی نقشه های پوشش گیاهی، زمین شناسی و خاک منطقه مشخص گردید که عوامل محیطی در تشکیل این مناطق موثر بوده اند.تاثیر باکتری Bacillus Subtilis و Bacillus Spharicus به عنوان میکروارگانیسم های رسوب دهنده کلسیم کربنات بر ویژگی های فیزیکی و بهسازی خاک بررسی شد. بدین منظور باکتری در حالت های مختلف برروی سطح نمونه های خاک پاشش شد و مقاومت آنها در برابر باد با دوسرعت مختلف مقیسه شدند.نمونه ها در 4 دوره زمانی 2، 4، 7 و 14 روز مورد مقایسه قرار گرفتند و درصد جرم جدا شده از سطح در اثر جریان هوا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده کاهش ورود گرد وغبار و ریزگرد به هوا بود که این روند در فاصله زمانی ?? روز پیشرفت قابل توجهی را نشان داد. پاشش باکتری تثبیت شده باعث بهبود تثبیت گرد و غبار تا 90 درصد نسبت به نمونه کنترل (خاک خشک) شد و همچنین گرد وغبار برخاسته از سطح، نسبت به پاشش آب، در حدود ?? درصد کمتر شد. افزایش حجم باکتری پاشیده شده در دوره ?? روز، ورود گرد و غبار به هوا را به 6/1 درصد رساند که بیانگر بهبود ?? درصد نسبت به حجم کمتر پاشش بود. در دوره ? روزه نیز نتایج مشابهی مشاهده شد. به نظر می رسد افزایش حجم باکتری پاشیده شده باعث تسریع در تشکیل لایه کربنات کلسیم باشد. علاوه بر این آزمایش پراش اشعه ایکس (XRD) و فعالیت اوره آز باکتری ها و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تشکیل کربنات کلسیم روی سطح نمونه ها را تائید نمود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی