Skip to main content
SUPERVISOR
Hasan Tabatabaei,Raheb Bagherpour,Seyed mohamad raouf Hosseini
سيد حسن طباطبائي (استاد راهنما) راحب باقرپور (استاد راهنما) سيدمحمدرئوف حسيني (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyed Nader Nayebpour
سيدنادر نايب 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.
ريزگرد پديده‌اي است که از ترکيب ذرات ريز و گرد و غبار حاصل از شن هاي روان و بيابان زايي و آلاينده‌هاي شهري به وجود مي­آيد.با مطالعه تجمع زماني-مکاني ريزگردها مي توان نسبت به کاهش اثرات سوء آنها اقدام نمود و با بهره گيري از روش هاي نوين همچون روش هاي بايولوژيکي سعي در کاهش اين معضلات کرد. بدين منظور در اين تحقيق که به بررسي ريزگردهاي استان اصفهان پرداخته شده است، با بهره گرفتن از تصاوير دو سنجنده موديس و لندست 8 اقدام به شناسايي مناطق منشأ توليد ريزگردها گرديده است. در اين راستا با استفاده از الگوريتم هاي معروف آشکارسازي ريزگردها ، شامل اختلاف دماي روشنايي در باندهاي مادون قرمز حرارتي، شاخص تفاضل نرمال شده گرد و غبار، پارامتر D (تلفيق باندهاي حرارتي و انعکاسي) و همچنين ترکيب رنگ کاذب،عمق نوري هواويز،شاخص نرمال شده پوشش گياهي و دماي سطح زمين اقدام به آشکارسازي ريزگردها گرديد. به منظور منشايابي ريزگردها، بهترين روش آشکارسازي در مورد تصوير موديس ترکيب رنگ کاذب حاصل از پارامترهاي رديايي ريزگرد محاسبه شده در مراحل قبل، و در مورد تصاوير لندست 8 ، مقايسه هم زمان ترکيب رنگ کاذب،دماي سطح زمين و اختلاف دماي روشنايي تشخيص داده شد. از تصاوير بارزسازي شده در مجموع پنج نقطه منشأ در استان اصفهان استخراج گرديد که با استفاده از توزيع تراکم نقاط بدست آمده در محيط GIS ، چهار منطقه موثر در توليد ريزگردها معرفي گرديد. در نهايت با جانمايي مناطق شناسايي شده بر روي نقشه هاي پوشش گياهي، زمين شناسي و خاک منطقه مشخص گرديد که عوامل محيطي در تشکيل اين مناطق موثر بوده اند.تاثير باکتري Bacillus Subtilis و Bacillus Spharicus به عنوان ميکروارگانيسم هاي رسوب دهنده کلسيم کربنات بر ويژگي هاي فيزيکي و بهسازي خاک بررسي شد. بدين منظور باکتري در حالت هاي مختلف برروي سطح نمونه هاي خاک پاشش شد و مقاومت آنها در برابر باد با دوسرعت مختلف مقيسه شدند.نمونه ها در 4 دوره زماني 2، 4، 7 و 14 روز مورد مقايسه قرار گرفتند و درصد جرم جدا شده از سطح در اثر جريان هوا مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دهنده کاهش ورود گرد وغبار و ريزگرد به هوا بود که اين روند در فاصله زماني ?? روز پيشرفت قابل توجهي را نشان داد. پاشش باکتري تثبيت شده باعث بهبود تثبيت گرد و غبار تا 90 درصد نسبت به نمونه کنترل (خاک خشک) شد و همچنين گرد وغبار برخاسته از سطح، نسبت به پاشش آب، در حدود ?? درصد کمتر شد. افزايش حجم باکتري پاشيده شده در دوره ?? روز، ورود گرد و غبار به هوا را به 6/1 درصد رساند که بيانگر بهبود ?? درصد نسبت به حجم کمتر پاشش بود. در دوره ? روزه نيز نتايج مشابهي مشاهده شد. به نظر مي رسد افزايش حجم باکتري پاشيده شده باعث تسريع در تشکيل لايه کربنات کلسيم باشد. علاوه بر اين آزمايش پراش اشعه ايکس (XRD) و فعاليت اوره آز باکتري ها و تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) تشکيل کربنات کلسيم روي سطح نمونه ها را تائيد نمود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی