بخشی از مقاله
بررسی تاثیر دیاتومیت و دیاتومیت اصلاح شده بر سرب قابل دسترس در خاك
چکیده
به منظور بررسی تاثیر انواع دیاتومیت بر سرب قابل دسترس در خاك، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار طراحی و اجرا شد. تیمارهاي اصلی شامل دیاتومیت خام و منگنز دار بودند که در دو سطح %1 و % 2 به خاك آلوده به سرب اعمال شدند. پس از قرائت سرب عصاره گیري شده با DTPA، نتایج نشان داد استفاده از دیاتومیت خام و منگنز دار، غلظت سرب را به شکل معنی داري (P < 0.01) کاهش دادند و در مقایسه بین تیمارها، دیاتومیت منگنز دار با غلظت %2 بیشترین میزان کاهش غلظت سرب (حدود (%35 و افزایش pH (حدود 1واحد) را نشان داد.
واژگان کلیدي:آلودگی سرب، DTPA، دیاتومیت منگنز دار، pH
-1 مقدمه
آلودگی خاك با عنصر سرب یکی از مهمترین آلودگیهاي زیست محیطی در بسیاري از کشورها است که وجود مقادیر زیادیونهاي سرب در خاك می تواند موجب کاهش رشد گیاه(از طریق اختلال در فتوسنتز و فعالیتهاي روزنهها)، اثرات منفی بر فعالیتهاي میکرو ارگانیسمها و تثبیتنیتروژن، کاهش تولیدATP، کاهش فعالیت آنزیمهاي خاك و جمعیت میکروبی شود(اقبال و همکاران، .(2005زمانی که غلظت فلزات سنگین بالا می رود، اثر خاك بر روي آنها کاهشیافته و فلزات سنگین قادر به تحرك در خاك شده و وارد محصولات کشاورزي و یا آبهاي زیرزمینی میشوند. بنابراینیافتن روشهایی براي اصلاح خاكهاي آلوده ضروري میباشد(لیو و همکاران، .(2009به دلیل هزینه زیاد روشهاي سنتی مثل گودبرداري، تعویض خاك و دفن ضایعات و زمانبر بودن بعضی روشها مثل گیاه پالایی، تکنیکهاي ارزانتري براي حفظ محیط زیست مانند غیرفعالسازي شیمیایی فلزات در خاك با استفاده از افزودنیهاي مختلف معدنی ترویجیافته است(کامپین و همکاران، .(2008کاربرد برخی اصلاح کنندهها و افزودنیهاي معدنی که از اهمیت ویژهاي برخوردارند از قبیل اکسیدهاي آهن وکربن فعال، در کشورهاي در حال توسعه چندان اقتصادي نیست (پندي وهمکاران، .(1985 به همین دلیل استفاده از جایگزینهاي مناسب تر از نظر قیمت، براي کاهش و حذف یونهاي فلزي سنگین لزوم پژوهشهاي بیشتري را ایجاد نموده است(کرایشه و همکاران، .(2004
در برخی مقالات دیاتومیتبه عنوان یک جاذب موثر و ارزان در حذف فلزات سنگین از فاضلابها گزارش شده است(آلدگز و همکاران، .(2001علی رغم اینکه در سالهاي اخیر روي کاربرد دیاتومیت در تصفیه آب و فاضلاب مطالعات وسیعی صورت گرفته است، اما تحقیقات چندانی مبنی بر استفاده از دیاتومیت در اصلاح خاكهاي آلوده وجود ندارد.
دیاتومیت نوعی خاك رسوبی سیلیسی است که جزء اصلی آن را کالبدهاي فسیل شده باقیمانده از دیاتوم هاي تک سلولی تشکیل میدهند و در اصل شامل سیلیکاي آمورف هستند. خاك دیاتومیت خصوصیات فیزیکی منحصر به فردي داردکه باعث میشود دیاتومیتیک واسطه فیلتراسیون براي مواد شیمیاییو نیزیک ماده جاذب براي آلاینده آلی و تعدادي از فلزات سنگین در محیطهایآبی باشد(گا و همکاران، .(2005 روشهاي متفاوتی براي اصلاح دیاتومیت به منظور افزایش خصوصیات جذب انجام گرفته است(تیساي و همکاران، 2006؛ الگوتی و همکاران، .(2009 منگنز اکسید به عنوان یک رباینده خوب یونهاي فلزات سنگین عمل میکند و به عنوان یک مخزن1 براي فلزات سنگین مطرح شده است(الدگز و همکاران، .(2001با توجه به خصوصیات دیاتومیت، کاربرد آن در اصلاح اراضی آلوده به سرب روشی نوین و کم هزینه بنظر می رسد.
هدف از اینپژوهش بررسی کاربرد دیاتومیت در حذف سرب از خاك هاي آلوده و همچنینمقایسه فرم اصلاح شده دیاتومیت و بررسی تاثیر آن بر پتانسیل دیاتومیتدر جذب فرم قابل دسترس سرب در خاك میباشد.
-2 مواد و روش
به منظور بررسی تاثیر دیاتومیت و دیاتومیت اصلاح شده بر تثبیت سرب در خاك آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در شرایط آزمایشگاهی طراحی و اجرا شد. تیمار ها شامل دیاتومیت خام((R-D و منگنزدار((Mn-D با 2 سطح غلظت %1 و %2 بودند که پس از آلوده کردن خاك با نمک نیترات سرب به غلظت 1000 میلی گرم بر لیتر و نگه داري آن در شرایط رطوبت ظرفیت زراعی به مدت20 روز، به خاك اعمال شدند. به منظور تهیه دیاتومیت منگنز دار، 50 گرم دیاتومیت را به مدت 2 ساعت در معرض 350 میلی لیتر سود 6 نرمال قرار داده وسپس نمک منگنز کلرید 2/5 مولار به آن افزوده و بعد از گذشت 10 ساعت مجددا به ان سود 6 نرمال اضافه شد و بعد از 10 ساعت ترکیب حاصل، فیلتر و با آب مقطر شستشو داده و سپس 24 ساعت در آون در دماي 100 درجه خشک شد(الدگز و همکاران، .(2001 سرب قابل دسترس در تیمارها بعد از گذشت 24 ساعت و 30 روز با استفاده از DTPA_TEA عصاره گیري شد و بعد از 2 ساعت شیک بادور 120، سپس فیلتر شده و عصاره هاي حاصل به مدت 2 دقیقه با 10 هزار دور سانتریفوژ شدند. در نهایت غلظت سرب قابل دسترس نمونه ها، توسط دستگاه اتمیک قرائت شد.
تجزیه و تحلیل داده ها با نرم افزار SPSS 21 صورت گرفت و اختلاف بین میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح معنی داري 0/01 مورد بررسی قرار گرفت.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاك مورد استفاده، در جدول شماره 1 نمایش داده شده است.
-3 نتایج و بحث
در این پژوهش کارایی دیاتومیت و همچنین مقایسه بین انواع دیاتومیت در جذب سرب در خاك آلوده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج جدول تجزیه واریانس نشان داد (شکل 1 و (2، که انواع دیاتومیت به کار برده شده و همچنین سطوح مورد استفاده از آن ها معنی دار بودند .(P < 0.01)تیمار دیاتومیت خام با غلظت%1 در زمان اول یعنی 24 ساعت بعد از اعمال تیمارها حدود 8/4 % کاهش غلظت سرب قابل عصاره گیري با DTPA را نسبت به شاهد داشت که با افزایش غلظت دیاتومیت خام (%2)، میزان کاهش غلظت سرب نیز به % 23 رسید و تفاوت معنی داري بین سطوح دیاتومیت خام نشان داد. اما همانطور که در شکل1 ارائه شده است تاثیر دیاتومیت منگنز دار بر کاهش فرم قابل دسترس سرب بیشتر بود و غلظت %1 این تیمار حدود %31 کاهش در غلظت سرب نسبت به شاهد ایجاد کرد که در مقایسه با سطح %1 دیاتومیت خام، حدود 3/5 برابر بیشتر بود و با نتایج گرفته شده توسط آلدگز و همکاران((2001 در محیط آبی تا حدودي مشابه است.مطالعه آن ها بر روي اصلاح دیاتومیت، نشان داد هنگامیکه دیاتومیت توسط منگنز اکسید اصلاح شد تمایل بیشتري براي جذب یونهاي سرب از محلول ایجاد شد و بازده بالاتري بهوجود آمد و این افزایش راندمان به خاطر افزایش مساحت کل ذرات و نیز افزایش بار سطحی منفی بعد از اعمال روش اصلاحی بودهاست.
