فرشید قربانی چقامارانی

آلودگی خاک به هیدروکربن‌های نفتی یکی از چالش‌های عمده زیست‌محیطی در مناطق دارای فعالیت‌های نفتی است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی و مکانیسم‌های اصلاحی دو اصلاح‌کننده آلی — بیوچار و کمپوست — در خاک‌های آلوده به هیدروکربن‌های نفتی انجام شد و به‌طور خاص به پارادوکس تثبیت–تحرک و نقش بافت خاک در تعدیل اثرات آن‌ها پرداخت. آزمایش به‌صورت فاکتوریل کاملاً تصادفی با سه عامل (نوع اصلاح‌کننده: شاهد، بیوچار، کمپوست؛ دوزهای کاربردی: 0%، 2%، 5%؛ بافت خاک: لوم شنی و لوم رسی) و سه تکرار طراحی و در شرایط انکوباسیون کنترل‌شده (25±1℃، 60٪ ظرفیت زراعی، هوازی) به مدت 90 روز اجرا شد. متغیرهای کلیدی شامل غلظت کل هیدروکربن‌های نفتی (TPH)، کربن آلی محلول (DOC)، فعالیت دهیدروژناز (DHA)، اوره‌آز، زیست‌توده میکروبی (MBC) و شاخص آبشویی بودند. نتایج نشان داد که کمپوست به‌طور معنی‌داری کارایی بالاتری در حذف TPH داشت (6/77% در خاک لوم شنی و 8/76% در خاک لوم رسی با دوز 5%) در مقایسه با بیوچار (6/51% و 53% در همان دوز). مکانیسم غالب کمپوست، تحریک‌زیستی قوی بود که با افزایش شدید MBC (تا 6–7 برابر شاهد)، DHA (تا 120–125 μg TPF g^(-1) 24 〖hr〗^(-1))، اوره‌آز و پالس DOC (بیش از 120 mg kg^(-1) در روز 30) همراه شد. این افزایش‌ها با همبستگی بسیار قوی DOC–حذف TPH (r = 0.92) و تسلط DHA در مدل رگرسیون (R^2=0.923) هم‌راستا بود و نشان‌دهنده نقش DOC به عنوان هم‌سوبسترا و حامل هیدروفوبیک در افزایش زیست‌دستیابی و معدنی‌سازی TPH است. در مقابل، بیوچار عمدتاً از طریق تثبیت فیزیکوشیمیایی عمل کرد: کاهش سریع اولیه TPH، DOC پایین و پایدار (حدود 21–25 mg kg^(-1))، شاخص آبشویی بسیار پایین (زیر 1 در دوز 5%) و افزایش متوسط اما پایدار MBC و DHA. سینتیک مرتبه اول نشان داد که نیمه‌عمر TPH در تیمارهای کمپوست (63–69 روز) به‌طور قابل توجهی کوتاه‌تر از بیوچار (86–115 روز) بود. بافت خاک اثر آماری معنادار اما عددی ضعیفی داشت (حدود 1/5% حذف بیش‌تر در خاک لوم شنی) و تحت‌الشعاع نوع اصلاح‌کننده و دوز قرار گرفت. تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) گرادیان غالب تثبیت–تحرک را تأیید کرد (PC1: 89.7% واریانس) و نشان داد که افزایش دوز کمپوست تعادل را به سمت تحرک و تحریک‌زیستی، و افزایش دوز بیوچار به سمت تثبیت جابجا می‌کند. پارادوکس تثبیت–تحرک در این مطالعه به‌طور واضح مشاهده شد: کمپوست حذف TPH را حداکثر کرد اما پتانسیل آبشویی را افزایش داد، در حالی که بیوچار ریسک مهاجرت را به حداقل رساند اما معدنی‌سازی را محدود نمود. این یافته‌ها بر ضرورت رویکردهای چندهدفه تأکید دارند که می‌توانند از طریق اصلاح‌کننده‌های هیبریدی (ترکیب کمپوست و بیوچار) یا رژیم‌های مرحله‌ای (تحریک اولیه + تثبیت ثانویه) تعادل بهینه بین کارایی حذف و ایمنی زیست‌محیطی ایجاد کنند.