بخشی از مقاله
چکیده:
منابع آب قابل استفاده بشر روز به روز در حال کاهش بوده و آلودگی از عوامل مهم این کاهش است . این تحقیق به منظور بررسی کارایی خاكهاي خوزستان در جذب فلزات سنگین آلاینده از آب انجام شد. بدین منظور غلظتهایی از عناصر سرب، کادمیم و نیکل در pHهاي مختلف از ستونهایی حاوي دو نوع خاك با ترکیب کانی هاي و مواد آلی مختلف عبور داده و غلظت عناصر جذب نشده از ستون با دستگاه جذب اتمی اندازهگیري شدند. نتایج نشان داد که هر دو نوع خاك سبب جذب مقدار قابل توجهی از این کاتیونها از آب شدند. با افزایش مقدار غلظت آلاینده از 100 میلیلیتر به 200 میلیلیتر جذب سطحی 6 درصد و همچنین با افزایش مقدار pH از 7 به 8، جذب سطحی 6 درصد افزایش یافت. در شرایط جذبی مساوي، میزان جذب کاتیون سرب نسبت به کادمیم و نیکل بیشتر بود. در این میان شعاع هیدراته کاتیون و ترکیب کانی ها نقش مهمی در میزان جذب داشتند. برهمکنشی بین جاذب و جذب شونده ملاحظه نشد که نشان از عدم تثبیت این آلاینده ها توسط جاذب داشت. بهر حال عبور آب حاوي این آلاینده ها حتی از ستون هاي کم ارتفاع، سبب کاهش میزان قابل توجهی از این آلاینده ها از خاك شد. چون این شکل از حذف آلاینده ها قابلیت دسترسی آنها را کاهش نمی دهد، بنابراین در خاکهاي زراعی نباید استفاده شود.
واژه هاي کلیدي: آلاینده ها، پساب، جذب سطحی، خاك، فلزات سنگین
مقدمه:
رشد روزافزون جمعیت و افزایش تقاضا براي آب و غذا از یکسو و محدود بودن منابع آبی و خشکسالیهاي اخیري که بهخصوص در ایران رخداده از سوي دیگر، توجه برنامهریزان را به استفاده از آبهاي نامتعارف یا کاهش بار آلودگی آنها معطوف کرده است - قلهکی و همکاران،. - 1387فلزات سنگین از آلایندههاي مهم محیطزیست به شمار میروند. آلودگی آب، خاك و گیاه بهوسیله فلزات سنگین نگرانیهاي عمیقی را در سرتاسر جهان ایجاد کرده است، آلودگی آب، خاك، گیاه بهوسیله فلزات سنگین، ناشی از آلودگیمحیطزیست و بهوسیله فعالیتهاي صنعتی نظیر صنایع آهن و فولاد، استخراج از معادن سوزاندن پسماند و بهویژه استفاده از کودها و مواد شیمیایی و آفتکشها، استفاده از پساب و لجن فاضلاب در کشاورزي وارد محیط میشوند - ٢٠١٠ . - Kabata et al.,کادمیم از مهم ترین آلاینده هاي زیست محیطی محسوب می شود که از راه هاي مختلف، منابع آب و خاك را آلوده می کند فعالیت هاي انسان شامل انتشار از صنایع کادمیم، مانند باطري هاي نیکل- کادمیم و همچنین مصرف لجن فاضلاب و کودهاي فسفاته در زمین هاي کشاورزي،از مهمترین عوامل آلودگی کادمیم در اراضی کشاورزي می باشد.
سربعمداً درنتیجه بهرهبرداري از معادن، صنایع باطريسازي، سوختهاي فسیلی و حشرهکشها وارد محیطزیست میشوند. از مهمترین اثرات آلایندگی سرب در انسان میتوان به بروز اختلال در سیستم اعصاب، کاهش ارتباط عصبی، اختلال گوارشی، صدمه به کلیهها، کمخونی، ایجاد مسمومیت براي سیستم تولیدمثلی و مشکلات رفتاري را نام برد - ٢٠١٣ . - Ramachandran et al., نیکل از طریق به کار بردن کود هاي فسفاتی، حشره کش ها و دیگر مواد پسماند از صنایع همانند باطري هاي نیکل- کادمیم، آبکاري نیکل ،تولید چربی هاي گیاهی به خاك کشاورزي وارد و تجمع پیدا میکند - ٢٠٠٦ . - Businelli et al., ماده آلی از طریق فرایند کلاته کردن می تواند بر تحرك فلزات سنگین در خاك تاثیر بگذارد، اگرچه شکل مواد آلی تاثیر مهمی بر تحرك فلزات سنگین دارند - ١٩٩٩ . - Xiao et al., بنابراین هدف از این تحقیق بررسی میزان جذب سطحی کاتیونهاي سرب، کادمیم و نیکل از آبهاي آلوده به این فلزات توسط برخی از خاك هاي خوزستان می باشد.
مواد و روش ها:
در این مطالعه دو نوع خاك کشاورزي یکی از حاشیه رودخانه کارون با سابقه کشت و کار کوتاه مدت - مجاور نیروگاه رامین اهواز که از این به بعد خاك کارون نامیده می شود - و دیگري از کشت و صنعت نیشکر امام خمینی اهواز داراي سابقه کشت و کار بلند مدت - با تفاوت در کانی هاي رسی موجود که از این به بعد خاك نیشکر نامیده می شود - استفاده شد. براي شناسایی نوع کانیها، ابتدا خاك هاي مورد استفاده از الک 0/1 میلی متر عبور داده شده و سپس برخی از خصوصیات فیزیکوشیمیایی از قبیل، pH - گل اشباع - ، جرم مخصوص ظاهري و حقیقی به ترتیب بر اساس روش سیلندر و پیکنومتر - ١٩٨٦ - Blake et al.,، همچنین CEC بر اساس اشباع سازي با سدیم و عصاره گیري با استات آمونیوم اندازهگیري شد - ١٩٦٥ . - Chapman et al.,کانی هاي رسی موجود در خاك هاي مورد مطالعه پس از حذف املاح محلول، آهک، موادآلی، اکسیدهاي آهن آزاد، ذرات رس جدا سازي شدند.
نمونه هاي رس جدا شده با نمکهاي منیزیم، پتاسیم اشباع شدند و با دستگاه پراش پرتو ایکس تهیه و سپس بر اساس مطابقت با پیک هاي استاندارد گریم، کانی هاي موجود در هر نمونه شناسایی شدند - ١٩٦٨ . - Grim, به منظور حذف عوامل سیمانی و جداسازي اجزاء رس بر اساس روش مهرا و جکسون و جکسون انجام گردید - ١٩٥٨. - Mehra et al., به منظور تعیین میزان جذب آلاینده هاي محلول در آب توسط نمونه هاي خاك، از نمکهاي نیترات سرب، سولفات نیکل و نیترات کادمیوم بر اساس روش هو استفاده شداین محلول ها در دو 7 pH و 8 و غلظت هاي 100 و 200 میلیگرم بر لیتر تهیه شدند.براي ستون هاي جاذب از لوله هاي از جنس پلیاتیلن با قطر داخلی 6 سانتیمتر و ارتفاع 25 سانتیمتر استفاده شد. انتهاي لوله هاي مذکور با سه لایه توري مشبک براي جلوگیري از خروج خاك پوشانده شد.
روي این فیلترهاي مشبک، شن - که قبلا کاملا شسته شده بود - به ارتفاع 3 سانتیمتر جهت تسهیل خروج آب ریخته شد. 20 سانتیمتر بالاي شن با خاك پرشده و 2 سانتیمتر باقیمانده براي ایجاد بار آبی خالی گذاشته شد. از ستونهایی پر شده از شن نیز بعنوان تیمار شاهد تهیه گردید. همه ستونهاي خاك جهت جلوگیري از محبوس شدن هوا به مدت 3 روز با آب از کف اشباع شدند. به هر ستون 400 میلیلیتر از محلولهاي فوق با بار فشاري یکسان و ثابت اضافه گردید. چنین سعی شد که آبشویی براي هر جاذب در سرعتهاي یکسان صورت گیرد. در نهایت غلظت عناصر سرب، کادمیوم و نیکل در عصاره زیر هر ستون جمعآوريشده و با دستگاه جذب اتمی Analytikal Jena مدل ContrAA300 اندازهگیري شد. میزان جذب عناصر توسط جاذب با استفاده از رابطه - - 1 تعیین شد که در آن A میزان جذب - درصد - ، Ci غلظت اولیه یا ورودي و Cf غلظت خروجی - میلیگرم بر لیتر - بود. این طرح بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی در 3 تکرار اجرا گردید.
نتایج و بحث:
بر اساس نتایج ارائه شده در جدول - - 1 تفاوت زیادي در شوري خاکها ملاحظه نمی گردد. با این وجود میزان ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی این دو خاك به میزان قابل توجهی با یکدیگر تفاوت دارد . میزان آهک خاکها نیز تفاوت زیادي ندارد. جرم مخصوص ظاهري با افزایش ماده آلی در نمونه خاك نیشکري زیاد شده است که به عملیات برداشت در زراعت نیشکر در مزارع کشت و صنعت نیشکر می گردد.برخی از ویژگی هاي فیزیکی و شیمیایی جاذب هاي مورد استفاده در جدول - 1 - ارائه شده است.
