كليدواژه :
جذب , ورمي كولايت , اسمگتيت , اينسپتي‌سول
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: روي يكي از عناصر كم‌مصرف است كه براي رشد بهينه انسان، حيوانات و گياهان در غلظت‌هاي كم ضروري است. غلظت بالاي عناصر سنگين در خاك‌ها، براي سلامتي اكوسيستم و بشر خطراتي را دارد. كانيهاي رسي نقش مهمي در تجمع، جذب و واجذب و به همان اندازه در فرآيندهاي تبادل يون‌هاي فلزي دارد. قابليت دسترسي اين عناصر كمياب بوسيله گياهان بوسيله محتوي كاني رسي در خاك‌ها كاهش مي‌يابد. هدف از اين مطالعه بررسي جذب روي به وسيله اجزاء خاك در شرايط غرقاب و غيرغرقاب، در ارتباط با كاني‌شناسي آنها است. مواد و روش ها: براساس مطالعات قبلي، 8 خاك رخ (چهار تا در شرايط غرقاب و چهارتا در شرايط غير غرقاب) نمونه‌برداري و تشريح شدند و تمام خاك‌رخ‌ها در راسته اينسپتي‌سول طبقه‌بندي شدند. براي اين منظور، 8 نمونه خاك سطحي (0-30 سانتي‌متر) جمع آوري شد. نمونه‌ها هوا خشك شدند و از الك 2 ميلي‌متري رد شدند و آزمايشات فيزيكي و شيميايي آنها انجام شد. سه جزء شن، سيلت و رس در خاك‌هاي مورد مطالعه تفكيك شدند و مقدار كاني‌ها در جزء شن، سيلت و رس تعيين شد. مطالعات جذب روي به وسيله اضافه كردن 8 ميزان روي از 100 تا 3000 ميكرومول در محلول زمينه‌اي 01/0 مولار NaNO3 در جزء‌هاي شن، سيلت و رس انجام شد و تا 24 ساعت شيك شدند. داده‌هاي به دست آمده براي جذب روي در نمونه‌هاي متفاوت به معادلات فروندليچ، لانگ‌موير و تمكين برازش داده شدند.
يافته‌ها: نتايج مطالعه نشان داد كه مقدار جذب روي با افزايش در غلظت روي در محلول افزايش يافته است. جذب روي در جزء رس و سيلت نسبت به جزء شن خيلي بيشتر بوده است. نتايج نشان داد كه معادله فروندليچ (0/95= (r2 برازش بيشتري نسبت به ديگر معادلات در شرايط غرقاب و غيرغرقاب داشته است. KF فروندليچ، نشان دهنده ميزان جذب در غلظت تعادلي روي بوده است و در جزء رس خاك غرقاب، ميانگين آن (9668/5) از جزء سيلت (4682/7) و شن (2666) بيشتر است. ميزان KF فروندليچ در جزء رس در خاك‌هاي غيرغرقاب به طور ميانگين برابر 8313 ، در جزء شن 5982/5 و در جزء سيلت برابر 7/2991 بدست آمد. نتايج نشان داد كه بين ميزان روي جذب شده و محتوي رس در تمامي نمونه‌ها در سطح 5% ، همبستگي معني‌دار است (*n=8, r= 0.73). حضور كاني ورمي‌كولايت در خاك‌هاي غرقاب دليل جذب بالاي روي است (n=8, r2=0.768*)، در حالي‌كه كانيهاي اسمگتيت و پالي‌گورسكايت (*n=8, r= 0.85) در خاك‌هاي غيرغرقاب بر جذب روي اثرگذارند. در جزء سيلت كانيهاي حدواسط از قبيل ايليت-ورمي‌كوليت، ايليت-اسمكتيت ( n= 8, r= 0.77*)و مقدار كمي از كلسيت، فاكتورهاي اصلي در جذب روي هستند. وجود كوارتز و فلدسپار در جزء شن جذب روي را كاهش دادند. اما وجود كلسيت و دولوميت (n= 8, r= 0.96*) در اين جزء جذب روي را افزايش داد.
نتيجه گيري: به طور كلي، نتيجه‌گيري مي‌شود كه نوع و مقدار نسبي كاني‌ها در اجزاء خاك يكي از فاكتورهاي موثر در جذب عنصر روي مي‌باشند. حضور كاني ورمي‌كولايت در خاك غرقاب و رس اسمگتيت و پالي‌گورسكايت در خاك غيرغرقاب از كانيهاي مهم در جذب روي هستند. كلسيت كاني مهم در جزء شن و سپس سيلت در جذب است.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Zinc (Zn) is one of the micro elements, that it’s essential for humans, animals and plants growth at low concentration. High concentrations of heavy metals in soils may constitute long-term health risks to ecosystems and humans. Clay minerals play an important role in accumulation, adsorption/desorption, as well as exchange processes of metal ions. The bio avaibility of these trace elements by plants decreases with the clay mineral content in soils, referring to the strong retention capacity of clay minerals to zinc. The aim of this study is to evaluate zinc sorption by soil fractions in puddling and non-puddling condition and it’s relation with mineralogy.
Materials and Methods: According to previous studies, eight profiles (Four in paddy and four in non-paddy condition) were sampled and described and all soil profiles were classified in Inceptisols order. For this research, eight surface soil samples (0-30 cm) were collected. Soil samples were air-dried and crushed to pass through a 2-mm sieve for further laboratory analysis and physico-chemical experiments was performed. All size fractions were separated and content of minerals in sand, silt and clay fraction was determined. Zinc sorption analysis was performed by adding eight rates of zn from 100 to 3000 µmol in 0.01M solution as background to sand, silt and clay particles and shaken for 24 h. The data obtained for zinc sorption on different samples was analyzed for Freundilch, Langmuir and Temkin equations.
Results: Results of study showed that the amount of zinc sorbed increased with increasing in the concentration of zn in the contact solutions. Zinc sorption was very much in the clay and silt fraction rather than sand fraction. The results showed that freundlich equation (R2=0.95) more fit than others equations, in puddling and non-puddling condition. KF of Freundilch, indicating sorption value in equilibrium concentration of Zn that in clay fraction of puddling soils it’s mean (9668.5) more than silt (4682.7) and sand (2666) fractions. KF Mean of Freundilch in clay, sand and silt particles of no puddling soils is equal to 8313, 5982.7 and 2991.7 respectively. Results indicated sorbed Zn value was significantly correlated with clay content in all sample (n=8, r= 0.73*). The presence vermiculite mineral in puddling soils is cause for high Zn sorption (n=8, r2=0.768*), whereas semectite and palygorskite minerals in no puddling soils affected on Zn sorption( n=8, r= 0.85*). In silt fraction mixed minerals such as illite-vermiculite, and illite-smectite (n= 8, r= 0.77*) and low content of calcite are main factors to zinc sorption. The presence of quartz and feldespare in sand fraction induce to low sorption of zinc. But the presence rarely of calcite and dolomite (n= 8, r= 0.96*) in this fraction increase zinc sorption value. Conclusion: Generally, concluded that minerals type in soil particles are main factors to element sorption. The presence of vermiculite and smectite minerals in paddy soils and non paddy soils are important clay minerals in Zn sorption.
