مطالعه پتانسیل جذب کادمیوم و سرب در سه نوع بافت خاک و تأثیر زئولیت و سپیولیت طبیعی ایران بر آن ها

شناخت توانایی خاک ها در جذب عناصر سنگین به علت تأثیرات مهم و کلیدی در مسائل زیست محیطی از جمله پیش بینی خطر ناشی از ورود عناصر فلزی به خاک، اصلاح خاک های آلوده و مدیریت پساب ها ضروری می باشد. اهداف این تحقیق، مطالعه پتانسیل جذب عناصر سنگین سرب و کادمیوم در سه نوع بافت لومی رسی سیلتی، لوم و شنی لومی و تأثیر کانی های سپیولیت و زئولیت طبیعی برآن ها بود. برای این منظور محلول های حاوی غلظت های 0، 50، 100، 200 ، 400 و 600 میلی گرم بر لیتر به صورت تک عنصری از عناصر سنگین کادمیوم و سرب با ph اولیه برابر 5 به کار برده شد. بعد از تنظیم ph موردنظر50 میلی لیتر از محلول های فلزی به 0/5 گرم از هریک از تیمارها (سپیولیت خالص، زئولیت خالص، خاک با بافت لومی رسی سیلتی، لوم و شنی لومی و خاک های حاوی 3، 5، 10 و 15 درصد از هر یک از دو کانی) افزوده شد. نمونه ها، به مدت 24 ساعت در دور 150 دور در دقیقه توسط دستگاه تکان دهنده برقی تکان داده شدند. سپس به مدت 10 دقیقه در 3000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شده و مایع رویی با استفاده از کاغذ صافی صاف شد. در نهایت غلظت باقیمانده فلزات در محلول ها توسط دستگاه جذب اتمی قرائت شد. مدل های جذب لانگمویر و فروندلیش بر داده ها برازش یافت. نتایج نشان داد که مدل جذب لانگمویر قادر به توصیف بهتر داده های جذب بودند. حداکثر کادمیوم جذب شده (b) به وسیله کانی زئولیت و سپیولیت به ترتیب 29/4 و 19/2 میلی گرم بر گرم و حداکثر سرب جذب شده به ترتیب 52/63 و 50 میلی گرم بر گرم بود. ثابت kf برای جذب کادمیوم توسط کانی های زئولیت و سپیولیت به ترتیب 5/37 و 5/47 بود و این مقدار برای عنصر سرب به ترتیب 13/6و 12/3 بدست آمد. مدل لانگمویر در توصیف جذب سرب و کادمیوم به وسیله هر سه خاک لومی رسی سیلتی، خاک لوم وخاک شنی لومی نسبت به مدل فروندلیش موفق تر بود. حداکثر سرب جذب شده به وسیله خاک های لومی رسی سیلتی، لومی و شنی لومی به ترتیب 38/4، 33/3 و 23/8میلی گرم بر گرم و ثابت تمایل جذب سرب نیز در این سه خاک به ترتیب 0/13، 0/11 و 0/06تعیین شد. حداکثر کادمیوم جذب شده به وسیله این خاک ها نیز به ترتیب 6/9، 6/8 و 7/6 میلی گرم بر گرم و ثابت تمایل جذب کادمیوم نیز در این سه خاک به ترتیب 0/038، 0/024 و 0/03 بدست آمد. در همه تیمار ها میزان جذب فلز سرب نسبت به کادمیوم بیشتر بوده که این به دلیل بزرگ بودن کاتیون سرب و انرژی آبپوشی کم آن نسبت به کادمیوم بوده است. در یک غلظت ثابت با افزایش مقدار کانی راندمان جذب در ابتدا با شیب زیاد افزایش یافته و در مقادیر بیشتر ثابت می باشد. با افزایش غلظت اولیه محلول، راندمان جذب عناصر کاهش یافت زیرا در غلظت های زیاد به دلیل اشباع شدن سایت های جذب، درصد جذب کاهش می یابد. در خاک های لومی رسی سیلتی و لومی اضافه کردن 10 درصد کانی به خاک تفاوت معنی دار در جذب عناصر ایجاد کرد ولی در مورد بافت شنی لومی 15 درصد کانی تفاوت معنی دار داشت. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند برای برآورد کارایی کانی های زئولیت و سپیولیت مورد مطالعه در تثبیت عناصر سنگین در خاک های آلوده به کار رود.