اثر کربنات و سیلیکات بر جذب سطحی آرسنیک (آرسنایت) روی خاک

آرسنیک از اکسی آنیونهای سمی و خطرناک برای محیط زیست و انسان می باشد که در طبیعت به دو شکل آرسنات (aso43-) و آرسنیت (aso33-) وجود دارد. وجود خاک های آلوده به آرسنیک در شمال غرب مشگین شهر گزارش شده است. بنابراین، در این پژوهش جذب سطحی آرسنیت و آرسنات روی خاکهای آهکی در سیستم تک یونی و در حضور اسید سیلیسیک و کربنات مطالعه شد. همچنین، اثر شرایط محیطی نظیر قدرت یونی و حضور یون کلسیم در غیرمتحرک سازی آرسنیک بررسی شد. بدین منظور، سه نمونه خاک با طیف بافتی متفاوت انتخاب و جذب سطحی آرسنیت در دامنه غلظتی 6-0 میلی گرم در لیتر و آرسنات نیز در دامنه غلظتی 12-0 میلی گرم در لیتر در سه سطح اسید سیلیسیک (0، 5/0 و 1 میلی مولار) مطالعه شد. همچنین تاثیر قدرت های یونی مختلف در رفتار جذبی آرسنات و آرسنیت در سه غلظت 01/0، 10/0 و 50/0 مولار کلرید سدیم و اثر کلسیم در سه سطح 0، 005/0 و 01/0 مولار کلرید کلسیم در دو نمونه خاک سبک و سنگین بافت بررسی شد. از مدل های لانگ مویر، فروندلیچ، لانگمویر-فروندلیچ و مدل های خطی لانگمویر و فروندلیچ به منظور توصیف میزان آرسنیک باقیمانده در فاز محلول استفاده شد. نتایج نشان داد که جذب سطحی آرسنیت و آرسنات با افزایش غلظت اولیه در فاز محلول افزایش پیدا کرده و در نهایت به حداکثر جذب سطحی نزدیک می شود. در حضور اسید سیلیسیک جذب سطحی آرسنیک (v و iii) اندکی کاهش یافت. به عبارت دیگر، در حضور اسید سیلیسیک غلظت آرسنیت و آرسنات در فاز محلول اندکی افزایش یافت که این افزایش در خاک سبک بافت بیشتر از خاکهای سنگین بافت بود. با توجه به ph قلیایی خاکهای مورد مطالعه (حدود 8) آرسنیت در این خاکهای با انرژی بیشتری نگهداری شده و در نتیجه اسید سیلیسیک رقابت ضعیفی با آرسنیت دارد. مدل سازی داده های جذب سطحی نشان داد که هر دو مدل لانگ مویر و لانگ مویر-فروندلیچ بدلیل ضریب تبیین بالاتر و اشتباه استاندارد برآورد پایین تر قادراند داده های جذب سطحی آرسنیت را در حضور و عدم حضور اسید سیلیسیک پیش بینی کنند. همچنین، مقایسه مدل سازی با استفاده از فزم خطی معادلات لانگ مویر و فروندلیچ نشان داد که روش حداقل مربعات نسبت به روش فرم خطی بهتر داده ها را مدل سازی می کند. نتایج مطالعه تاثیر قدرت یونی و غلظت کلسیم در جذب سطحی آرسنیت و آرسنات نشان داد که با افزایش قدرت یونی و غلظت کلسیم جذب سطحی آرسنات و آرسنیت افزایش می یابد که این اثر در خاک سبک بافت بیشتر از خاک سنگین بافت می باشد.