بررسي تاثير نانوذرات آهن صفر ظرفيتي (nZVI) بر تحرك و شكل‌هاي شيميايي عناصر كادميم و سرب در خاك

Effect of Nano Zero Valent Iron Particles (nZVI) on Mobility and Chemical Forms of Cadmium and Lead in Soil

تحرك و زيست‌فراهمي فلزات سنگين در خاك، به توزيع آن­ها بين فاز محلول و فاز جامد خاك و بين تركيبات مختلف فاز جامد بستگي دارد. به‌منظور بررسي تأثير نانوذرات آهن­ صفر ظرفيتي بر شكل­هاي شيميايي عناصر كادميم و سرب در خاك، آزمايشي بصورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با چهار سطح نانوذره (0، 1، 2 و 4 درصد) و چهار زمان­ خوابانيدن (1، 2، 4 و 8 هفته) در دو خاك آلوده و در سه تكرار انجام گرفت و توزيع عناصر در زمان­هاي مذكور با روش عصاره­ گيري متوالي تعيين و شاخص تفكيك كاهش يافته (IR) و شاخص تحرك (MF) محاسبه شد. كاربرد نانوذره آهن­ صفر ظرفيتي موجب كاهش معني­دار (P ≤ 0.01) كادميم و سرب در بخش­هاي تبادلي و كربناتي و افزايش معني­دار عناصر در بخش­ هاي پيوند با اكسيدهاي آهن و منگنز نسبت به خاك شاهد شد. با افزايش درصد نانوذره افزوده­ شده به خاك و زمان خوابانيدن، مقدار IR افزايش و مقدار MF كاهش يافت كه بيانگر كاهش تحرك فلز با افزايش درصد نانوذره است. درنهايت مي­توان نتيجه­گيري كرد كه افزودن نانوذره آهن صفر ظرفيتي به خاك، منجر به كاهش تحرك فلزات كادميم و سرب در خاك مي­شود.

The mobility and bioavailability of heavy metals in soils is dependent upon redistribution processes between solid and solution phases and among solid-phase components. In order to study the effect of nano zero valent iron (nZVI) on chemical forms of Cd and Pb in soils, an experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design in three replications with 4 levels of nZVI (0, 1, 2 and 4 %), 4 levels of incubation time (1, 2, 4 and 8 weeks) and two soils. Chemical distribution of metals in soil was determined using sequential extraction method during mentioned incubation times and the reduced partition index (IR) and mobility factor (MF) of metals were calculated. Application of nZVI significantly (p ≤ 0.01) decreased the exchangeable and carbonate fractions and increased iron and manganese oxide bound fraction in comparison to the control treatment. The IR Values increased and MF values decreased with increasing nZVI levels and incubation time, result in a decrease in MF in soils. It is concluded that addition of nZVI in soil significantly could decrease MF of Cd and Pb in contaminated soils.