پديد آورندگان :
متقيان، حميدرضا دانشگاه شهركرد - گروه خاك , خواجعلي، زهرا دانشگاه شهركرد , حسين پور، عليرضا دانشگاه شهركرد
كليدواژه :
اﻟﮏ ﺧﺸﮏ , ﺧﺎﮐﺪاﻧﻪ ﻫﺎي رﯾﺰ , رﮔﺮﺳﯿﻮن , ﻫﻤﺪﻣﺎﻫﺎي ﺟﺬب
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: فلزات سنگين از طريق جذب، رسوب و ساير فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي در خاك‌ها تجمع مي‌يابند. فلزات جذب شده در خاك‌ها مي‌توانند به وسيله رواناب به رودخانه‌ها و آ‌‌‌ب‌هاي زيرسطحي وارد شده و در حيوانات، گياهان و انسان‌ها تجمع يابند. خاكدانه‌ها اجزاء تشكيل‌دهنده ساختمان خاك هستند. خاكدانه‌هاي با اندازه متفاوت توانايي جذب و انتقال فلز مس متفاوتي دارند. بر اين اساس اطلاع از سرنوشت مس در خاكدانه‌ها در درك اثرات مس در خاك‌ها مهم است. جذب ناهمگن مس در خاكدانه‌هاي مختلف بر تحرك و قابليت دسترسي اين فلز موثر است. بنابراين تعيين توانايي خاكدانه‌هاي مختلف در جذب مس براي مديريت كشاورزي، مدل‌سازي آبخيز و مطالعات زيست محيطي اهميت زيادي دارد. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق ويژگي‌هاي جذب مس در خاكدانه‌هاي پنج خاك آهكي استان چهارمحال و بختياري مطالعه شد. خاكدانه‌ها با استفاده از روش الك خشك به 4 بخش (بزرگتر از 2 و 2 تا 0.25 ميلي‌متر (خاكدانه‌هاي درشت) و 0.25 تا 0.053 و كوچكتر از 0.053 ميلي‌متر (خاكدانه‌هاي ريز)) تفكيك شدند. سپس جذب مس در خاكدانه‌هاي مختلف با استفاده از محلول كلريد كلسيم 0.01 مولار حاوي مس (0 تا 500 ميلي‌گرم در ليتر) بررسي شد. به‌علاوه ويژگي‌هايي مانند ph، گنجايش تبادل كاتيوني، كربنات كلسيم معادل، اكسيدهاي آهن آزاد، كربن آلي، مقدار كل و قابل استفاده مس در هر خاكدانه تعيين شد. سپس، بر داده‌هاي مس جذب‌شده معادله‌هاي لانگ‌موير، فروندليچ و خطي برازش داده شد. براي تعيين روابط بين ويژگي‌هاي جذب مس و ويژگي‌هاي خاكدانه‌ها از ضريب همبستگي (r) و رگرسيون استفاده شد. يافته‌ها: بر اساس نتايج ويژگي‌هاي خاكدانه‌ها اكسيدهاي آهن آزاد در خاكدانه‌هاي درشت بيشتر از خاكدانه‌هاي ريز بود؛ درحالي كه oc، cec و cce در خاكدانه‌هاي درشت كمتر از خاكدانه‌هاي ريز بود. نتايج نشان داد كه معادله‌هاي لانگ‌موير، فروندليچ و خطي توانايي توصيف جذب مس را داشتند. نتايج مطالعه جذب مس نشان داد كه حداكثر مقدار جذب مس (b در معادله لانگ‌موير)، حداكثر گنجايش بافري (mbc در معادله لانگ‌موير) و ضرايب توزيع (kf و b در معادله‌هاي فروندليچ و خطي) در خاكدانه‌هاي ريز بيشتر از خاكدانه‌هاي درشت بود (0.05 >p)؛ در حالي كه انرژي جذب (k در معادله لانگ‌موير و n در معادله فروندليچ) در خاكدانه‌هاي ريز كمتر از خاكدانه‌هاي درشت بود (0.05 >p). نتايج مطالعه همبستگي نشان داد كه ph، گنجايش تبادل كاتيوني و كربنات كلسيم معادل از موثرترين ويژگي‌هاي خاك بر ضرايب معادله‌هاي توصيف‌كننده جذب مس بودند. نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق نشان داد كه خاكدانه‌هاي ريز (كوچكتر از 0.25 ميلي‌متر) با ظرفيت جذب مس بيشتر با قدرت كمتر نسبت به خاكدانه‌هاي درشت (بزرگتر از 0.25 ميلي‌متر) پتانسيل تجمع مس دارند، بنابراين در اثر جابه‌جايي اين بخش از خاك‌ها در اثر عوامل مختلف به محل‌هاي ديگر، آلايندگي مي‌تواند منتقل شود.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: The heavy metals accumulate in the soil through adsorption, precipitation and other physical and chemical processes. The absorbed metals in the soils can enter into rivers or groundwater by runoff and can concentrate in animals, plants and humans. The soil aggregates are units of soil structure. The soil aggregates with different size can differently adsorb and transfer the heavy metals such as copper (Cu). Accordingly, information about the fate of Cu in the soil aggregates is important for understanding the effects of Cu in soils. Heterogeneous Cu adsorption in various aggregate fractions influences availability and mobility of this metal. Therefore, ability of aggregate size fractions in sorption of Cu is important for agricultural management, watershed modeling and environmental research. This paper aims at investigating Cu adsorption in 5 calcareous soils. This goal is of particular importance since although it is important to study Cu adsorption in aggregate size fractions, little research has been proceed to Cu adsorption studies in aggregates. The objectives of this study were (i) to evaluate the Cu adsorption in different aggregate size fractions (ii) to evaluate different models for describing Cu adsorption and (iii) to estimate relation between Cu adsorption characteristics in different aggregate size fractions and soil properties.
Materials and Methods: For separation of soil aggregates of 5 selected calcareous soils from Chaharmahal – va - Bakhtiari Province used the dry sieving method. The soils were divided into 4 sections including aggregates larger than 2 mm, 2 to 0.25 mm, 0.25 to 0.053 mm and smaller than 0.053 mm and larger aggregates than 0.25 mm and smaller aggregates than 0.25 mm were named macro and microaggregates, respectively. Also, properties including free Fe oxides, OC, CEC, CCE, EC, pH were determined in each aggregate. Then, the Langmuir and Freundlich and linear were fitted on the adsorption data. To determine relation between properties of Cu adsorption and properties of aggregates used correlation coefficient (r) and regression.
Results: Based on the results of the properties of soil aggregates free iron oxides in the macroaggregates were higher than microaggregates. While OC, CEC and CCE in the macroaggregates were lower than microaggregates. The results of Cu adsorption showed that maximum of Cu adsorption (b in Langmuir equation), maximum buffering capacity (MBC in Langmuir equation) and distribution coefficient (kf and B in Linear and Freundlich equations) in microaggregates were higher than macroaggregates (P<0.05). While, energy of adsorption (k in Langmuir and n in Freundlich equations) in microaggregates were lower (P<0.05) than microaggregates. The results of correlation study revealed that pH, CEC and CCE were the most effective soil properties on parameters of adsorption equations.
Conclusion: The results of this study showed that the microaggregates (smaller than 0.25 mm) with higher capacity of Cu adsorption and lower power compared to macroaggregates (larger than 0.25 mm) have the potential to accumulation of Cu, therefore transfer this part of soils by different processes can entire Cu pollution to other places.
