بخشی از مقاله
چکیده
کادمیوم یک تهدید جدی برای سلامت انسان و محیط زیست حسوب میشود و به همین دلیل نیاز به یک روش درمانی آسان و ارزان قیمت جهت کاهش خطرات زیست محیطی این فلز وجود دارد. مطالعه تأثیر تعدادی از اصلاح کننده های آلی و معدنی بر قابلیت دسترسی کادمیوم در خاک آلوده مورد بررسی قرار گرفت. این اصلاح کنندههای سپیولیت، بنتونیت، اسید هومیک، ضایعات نخل وضایعات زغال در دو سطح 1 و 2درصد در دو تکرار به یک خاک آلوده به کادمیوم افزوده و در زمان های یک و 32روز پس از کاربرد اصلاحکنندهها، نمونه خاک جمع آوری و در معرض هوا خشک شد.
کادمیوم قابل دسترس خاک توسط محلول DTPA-TEA استخراج و غلظت کادمیوم در عصاره با استفاده از دستگاه جذب انمی تعیین شد. نتایج نشان داد که تأثیر نوع اصلاحکننده بر قابلیت دسترسی کادمیوم معنیدار بودبر اساس نتایج این تحقیق بیشترین کادمیوم قابل دسترس در سطح یک درصد اسید هومیک در زمان یک روز و کمترین مقدار در تیمار 2 درصد سپیولایت و در زمان 32 روزاندازهگیری شد.
مقدمه
در میان مواد سمی، فلزات سنگین به دلیل حضور طولانی مدت در محیط زیست از لحاظ ایجاد خطر حایز اهمیت هستند. فلزات سنگین مثل آهن، مولیبدن، منگنز، روی، مس و نیکل برای عملکرد های مختلف فیزیولوژیکی / متابولیکی در سلول های زنده ضروری است در حالی که دیگران مانند سرب، کادمیوم، جیوه، آرسنیک و اورانیوم حتی در غلظت های بسیار پایین سمی هستند. استفاده شدید از لجن فاضلاب، آفت کش، کمپوست زباله شهری، معادن و ضایعات فلزات، کود فسفاته، کود حیوانی، آبیاری فاضلاب و توسعه صنایع بدون کنترل موثر پساب، منجر به تجمع فلزات سنگین در خاک شده است.
کادمیوم جز سمی ترین فلزات است و به علت سمیت بالا و متحرک بودن در طبیعت مورد توجه میباشد.یکی از منابع انتشار طبیعی کادمیوم در سطح وسیع در محیط زیست فوران آتشفشان هاست. از منابع منتشر کننده Cd میتوان کارخانجات نساجی، لاستیک سازی، روغن موتور، تولید کننده pvc، آلیاژسازی، رسوبات فاضلاب های حاوی کودهای فسفاته نام برد.
فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای اصلاح خاکهای آلوده استفاده میشوند. این فرایندها با تغییر مواد شیمیایی خاک، فلزات را از خاک حذف یا غیر متحرک میکنند. تکنولوژی اصلاح که در سایت های خاص استفاده می شود وابسته به ماهیت آلاینده، سطح آلودگی و نوع خاک است.
اسیدهای هومیک قسمتی از مواد هومیک هستند، که تحت شرایط اسیدی قابل حل در آب نیستند، اما محلول و قابل استخراج در pH بالاتر می شود. اسیدهای هومیک دارای گروه اسیدی مانند کربوکسیل و فنلی گروه های عاملی OH هستند، در نتیجه،مولکولهای آلی نقش مهمی در حمل و نقل، فراهمی زیستی و حلالیت فلزات سنگین را فراهم میکنند.
در میان جاذب های مختلف، کانیهای رسی به دلیل خواص منحصر به فرد مانند سطح ویژه زیاد، ارزان و در دسترس بودن،ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد و توانایی جذب قوی به طور گسترده جهت حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفته اند.
شاخ و برگ درخت خرما به عنوان جاذب ارزان قیمت میتواند برای حذف فلزات سنگین بکار گرفته شود، زیرا سطح ویژه زیادی دارد و دارای لیگنین، سلولز و همی سلولز هستند که توانایی بالایی در جذب کاتیون دارد. هدف از این مطالعه بررسی برخی از تیمارهای آلی و معدنی بر تحرک کادمیوم در یک خاک آلوده است.
مواد و روشها
یک نمونه خاک غیر آلوده از عمق صفر تا 30 سانتیمتری از مزرعه دانشگاه شهید باهنر کرمان جمع آوری و پس از هوا خشک شدن و عبور از الک 2 میلیمتری بهطور مصنوعی با فلز کادمیوم آلوده شد. سپیولیت - شرکت درکاو - ،بنتونیت - شرکت زرین خاک قاین - ،هومیک اسید، ضایعات نخل و ضایعات زغال در سطوح یک درصد و دو درصد و دو تکرار به خاک آلوده اضافه شد. نمونهبرداری در مان یک روز و 32 روز پس از اعمال تیمارها انجام شد. نمونههای خاک هواخشک و کادمیوم قابل دسترس خاک با استفاده از DTPA استخراج و غلظت کادمیوم در عصارهها با دستگاه جذب اتمی قرائت شد. تجزیه آماری با استفاده از نرم افزار SAS صورت گرفت. برای مقایسه میانگین دادهها از آزمون دانکن در سطح آماری 5 درصد استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس تأثیر تیمار، سطح و زمان و اثرات متقابل آنها در سطح یک درصد معنی دار شده است
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس تاثیر تیمار، سطح وزمان و اثرات متقابل بر غلظت کادمیوم قابل دسترس خاک
در شکل یک، تاثیر تیمارهای آلی و معدنی در دو سطح یک درصد و دو درصد بر غلظت کادمیوم نشان داده شده است. نتایج نشان داد که تنها کاربرد اسید هومیک در سطح 2 درصد توانست تغییر معنیداری در قابلیت دسترسی کادمیوم ایجاد کند.
همچنین بر اساس نتایج به غیر از تیمار اسید هومیک، افزایش سطح اصلاح کنندههای آلی و معدنی نتوانست سبب تغییر معنی- دار قابلیت دسترسی کادمیوم در خاک شود بیشترین غلظت کادمیوم قابل دسترس 16/8 - میلیگرم بر کیلوگرم - در سطح 2 درصد اسید هومیک اندازهگیری شد که نشان میدهد اسید هومیک تأثیر بیشتری در تحرک کادمیوم داشته است.
نتایج بدست آمده مشابه نتیجه کار Marsi - 2001 - و Halim و همکاران - 2003 - است که هومیک اسید، فراهمی زیستی و تحرک فلزات سنگین را افزایش میدهد. اسید هومیک شامل گروههای عاملی کربوکسیل و فنلی است. تولید رادیکال های آزاد در طول واکنش اسید هومیک با فلزات سنگین نقش مهمی را در تشکیل کمپلکس، انتقال، فراهمی زیستی، دفع مسمومیت از محیط و حلالیت فلزات سنگین ایفا میکند
کمترین غلظت کادمیوم قابل دسترس 5/96 - میلیگرم بر کیلوگرم - در سطح دو درصد سپیولیت اندازگیری شد. سپیولیت سطح ویژه بالایی دارد و فلز را در سطح خود نگه میدارد. نتایج بدست آمده مشابه کار هاشمیان و همکاران - 1393 - است که سپیولیت دارای سطح ویژه بالا برای جذب فلزات است.
تاثیرمتقابل زمان و نوع اصلاح کننده در شکل 2 نشان داده شده است. که همان طور که این نمودار نمایش میدهد اسید هومیک 1روز - 16/3 میلی گرم بر کیلوگرم - بیشترین و سپیولیت 32روز - 4/37 میلی گرم بر کیلو گرم - کمترین تحرک کادمیوم را دارند. اسید هومیک 1روز توانست تغییر معنی داری بر قابلیت دسترسی کادمیوم داشته باشد و با گذشت زمان باعث کاهش قابلیت دسترسی کادمیوم شد و همچنین نتیجه مشابهی برای تیمارهای سپیولیت و ضایعات زغال مشاهده شد. برای تیمارهای ضایعات نخل و بنتونیت تغییر معنی داری بر قابلیت دسترسی کادمیوم مشاهده نشد و با گذشت زمان دسترسی کادمیوم افزایش یافت.
