بررسی اثر کاربرد زغال زیستی و زئولیت طبیعی بر تثبیت مس در یک خاک آهکی آلوده به مس

سابقه و هدف: روش غیر متحرک کردن درجا، به بررسی کاهش زیست فراهمی فلزات در خاک های آلوده با استفاده از مواد بهسازی که با محیط زیست سازگار باشند، می پردازد. زغال زیستی، در سال های اخیر به طور موثر درجهت به حداقل رساندن مقدار جذب فلزات سنگین توسط محصولات زراعی در محل های آلوده، با استفاده از فرایند غیرمتحرک سازی، مورد استفاده قرار گرفته است. زئولیت نیز یک کانی آلومینوسیلیکات قلیایی متخلخل است که استفاده از آن به عنوان یک اصلاح کننده معدنی بخصوص در تثبیت فلزات سنگین در خاک رو به گسترش است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر، بررسی تثبیت عنصر مس در یک خاک آهکی آلوده به مس تحت تاثیر کاربرد زغال زیستی حاصل از مواد آلی مختلف و زئولیت طبیعی و برهمکنش آن ها بود. مواد و روش ها: مقدار مناسبی خاک از افق سطحی (0-30 سانتی متر) یک خاک آهکی برداشته، هواخشک و از الک 2 میلی-متری عبور داده شد. سپس به هر نمونه خاک (200 گرم)، مقدار 500 میلی گرم مس در کیلوگرم خاک از منبع نمک سولفات مس افزوده شد. آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل زغال زیستی در شش سطح (عدم کاربرد زغال زیستی (C)، زغال زیستی کاه گندم (WSB)، زغال زیستی کاه ذرت (CSB)، زغال زیستی تفاله ریشه شیرین بیان (LRB)، زغال زیستی سبوس برنج (RHB) و زغال زیستی کودگوسفندی (SMB) هر کدام در سطح 3 درصد وزنی) و زئولیت در سه سطح ((Z0) 0، (Z1) 3 و (Z2) 6 درصد وزنی) بود. نمونه های خاک آلوده طبق طرح آزمایشی تیمار شده و به مدت 90 روز در دمای اتاق (2±22 درجه سلسیوس) و در حدود رطوبت ظرفیت زراعی توسط آب مقطر نگهداری شدند. جهت بررسی اثربخشی مواد بهساز کاربردی در تثبیت مس در خاک از روش عصاره گیری پی-درپی اسپوزیتو و همکاران، شاخص تفکیک کاهش یافته و پارامترهای مدل سینتیکی درجه یک دوفازی (Q1، Q2 و Q3) با استفاده از عصاره گیر EDTA، استفاده شد. یافته ها: ترتیب درصد نسبی شکل های شیمیایی مس در تیمارهای مختلف در خاک به صورت کربناتی> باقی مانده> آلی> جذب سطحی> محلول+تبادلی بود. با افزایش سطوح کاربرد زئولیت در خاک از Z0 به Z2، غلظت شکل های محلول+تبادلی، جذبی، آلی و کربناتی مس به طور معنی داری به ترتیب به مبزان 46/5، 80/7، 40/10 و 30/15 درصد کاهش یافت درحالی که شکل باقی مانده مس افزایش یافت. کاربرد همه ی زغال های زیستی بجز سبوس برنج سبب کاهش معنی دار شکل محلول+تبادلی مس نسبت به تیمار شاهد شد. کاربرد هر پنج نوع زغال زیستی در خاک سبب کاهش معنی دار شکل آلی و کربناتی مس شد، درحالی که شکل باقی مانده مس به طور معنی داری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. شاخص تفکیک-کاهش یافته نیز در اثر کاربرد سطوح زئولیت و زغال های زیستی به طور معنی داری افزایش یافت. تیمار مرکب کاربرد زغال-زیستی کود دامی و 6 درصد وزنی زئولیت (SMBZ2)، بیشترین مقدار این شاخص را داشت. پ هاش خاک با شکل باقی-مانده و شاخص تفکیک کاهش یافته مس همبستگی مثبت و معنی داری را نشان داد که نشانگر نقش مهم افزایش پ هاش تحت تاثیر تیمارهای کاربردی در تثبیت مس در خاک است. آزادسازی مس توسط عصاره گیر EDTA در تیمارهای مختلف در ابتدا سریع و سپس با سرعت کمتری ادامه یافت که احتمالا نشان دهنده مشارکت مکان هایی مختلف با انرژی پیوند متفاوت در آزادسازی مس است. نسبت های Q1/Q3 و Q2/Q3 در اثر کاربرد هر پنج نوع زغال زیستی و افزایش سطوح کاربرد زئولیت، به طور معنی داری کاهش یافت. کمترین مقدار نسبت های Q1/Q3 و Q2/Q3 در تیمار مرکب WSBZ2 مشاهده شد. همبستگی مثبت معنی داری بین پارامترهای Q1 و Q2 با شکل کربناتی و پارامتر Q3 با شکل باقی مانده وجود داشت. نتیجه گیری: کاربرد هر پنج نوع زغال زیستی و سطوح زئولیت سبب تبدیل شکل های شیمیایی مس از شکل هایی با قابلیت زیست فراهمی و تحرک بیشتر به شکل هایی با پایداری بیشتر شد. با توجه به نتایج شاخص ها به نظر می رسد که تیمارهای مرکب کاربرد زغال زیستی کود دامی و 6 درصد وزنی زئولیت (SMBZ2) و زغال زیستی کاه گندم و 6 درصد وزنی زئولیت (WSBZ2) موثرتر از دیگر تیمارها در تثبیت مس در خاک، بودند.

Keywords:

عصاره گیری دنباله ای , مدل سینتیکی , شاخص های تثبیت , زیست فراهمی , مواد بهساز