تثبیت کبالت و کادمیم در رس های خاک به کمک انرژی حرارتی

آلودگی یکی از گرفتاری های بشر کنونی است، و از منابع مهم آن، ضایعات رادیواکتیو و فلزات سنگین می باشد. خاک مهم ترین مکان برای دفع ضایعات هسته ای است، و در میان اجزای خاک، رس بیشترین نقش را در نگهداری این ضایعات دارد. عمر پایداری ساختمان رس ها نسبت به نیمه عمر اغلب عناصر رادیواکتیو بیشتر است. بنابراین، با تثبیت این عناصر در رس ها می توان از انتشار آنها در محیط جلوگیری کرد. گزارش ها نشان می دهد که رس ها می توانند انباره بسیار مناسبی برای تثبیت عناصر آلوده کننده باشند، ولی در مورد نقش نوع رس در تثبیت عناصر زاید و ساز و کار این تثبیت در رس ها اطلاعات کافی و شواهد آزمایشی مستدلی در دسترس نیست. از این رو، هدف از انجام این پژوهش بررسی میزان تثبیت عناصر سنگین کبالت و کادمیم در دو نوع خاک رسی اهواز و داراب فارس به کمک انرژی حرارتی بوده است. پس از خالص سازی، رس ها با کادمیم و کبالت اشباع و برای شش ساعت در دمای ۲۵، ۲۰۰ و ۴۰۰ درجه سانتی گراد حرارت داده شدند. مقدار کاتیون قابل تبادل با منیزیم عصاره گیری شد. در رس های اشباع شده با کبالت، با افزایش دما از ۲۵ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، کاهش در بار الکتریکی آشکارا دیده شد، به طوری که ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) به ترتیب برای خاک اهواز و داراب از ۶/۳۵ و ۱/۵۰ به ۸/۲۸ و ۵/۱۴ cmolc+/kg کاهش یافت. در رس های اشباع شده با کادمیم این کاهش بار الکتریکی خفیف تر بود، و پس از حرارت دادن در °۴۰۰ درجه سانتی گراد، CEC به ترتیب از ۳/۳۴ و ۲/۵۱ به ۵/۳۲ و ۷/۴۷ cmolc+/kg کاهش پیدا کرد. بنابراین، می توان تغییرات ایجاد شده را به انتقال کبالت به داخل ساختمان رس نسبت داد. در صورتی که عنصر کادمیم با شعاع یونی بزرگ تر (Å ۰/۹۷)، نمی تواند به ساختمان رس داخل شود. کمی تغییر در بار الکتریکی و فضاهای بین لایه ای دلیلی بر این مدعاست. از این نتایج می توان برای دفع ایمن و بدون خطر ضایعات رادیواکتیو استفاده کرد.

Keywords:

Pollutant metals , Layer charge , Cation fixation , Clay mineralogy , X-ray diffractometry. , عناصر آلاینده , بار الکتریکی , تثبیت کاتیون , کانی شناختی , پراش پرتو ایکس