جذب و واجذب سرب در برخي از خاك هاي آهكي استان آذربايجان غربي

Sorption and Desorption of Lead in some Calcareous Soils of Western Azerbaijan Province

فراهمي فلزات سنگين به توزيع اين فلزات بين فاز محلول و جامد خاك بستگي دارد و توسط هم‌دما هاي جذب بيان مي شود. در اين پژوهش 20 نمونه خاك سطحي (30-0 سانتي‌متر) متعلق به پنج زيرگروه از خاك هاي زراعي استان آذربايجان غربي انتخاب شد. هم‌دماي جذب سرب در خاك-ها با به تعادل رساندن خاك با محلول هايي با غلظت هاي صفر،100، 300، 500، 700، 1100 و 1300 ميلي گرم سرب در ليتر از منبع نمك نيترات سرب و در محلول زمينه 01/0 مولار نيترات سديم به‌دست آمد. كاني ايلايت، رس غالب زير گروه هاي تيپيك اندواكواپتس (TE)، تيپيك هاپلوزرپتس ((TH و تيپيك كلسي زرپتس ((TC و كاني اسمكتايت، رس غالب در زير گروه هاي ورتيك اندواكواپتس (VE) و ورتيك كلسي زرپتس (VC) بود. در خاك هاي مختلف كربنات كلسيم معادل فعّال (ACCE) از 3/4 تا 8/7 درصد؛ كربنات كلسيم معادل (CCE) از 2/6 تا 16 درصد و رس از 31 تا 45 درصد متغير بودند. معادلات لانگموير، فروندليچ و خطي به داده هاي جذب سرب برازش يافتند. مدل فروندليچ (70/0 > R2 > 98/0) و مدل خطي (51/0 > R2 > 94/0) برازش مناسبي با داده ها داشتند. مدل لانگموير (71/0 > R2 > 99/0) تنها به برخي از خاك هاي مورد مطالعه، كه عمدتاً CCE كمي داشتند، برازش يافت. همبستگي مثبت معني داري بين CCE با حداكثر جذب سرب (b) (01/0P ? ;84/0r =) و همچنين با پارامتر a فروندليچ (001/0P ? ;78/0r =) مشاهده شد. همبستگي مثبت معني داري بين ضريب توزيع ((KSD با ACCE (01/0 P ? ;55/0r =) به‌دست آمد. مطالعات رگرسيوني چند متغيره گام به گام نشان داد كه 62 درصد تغييرات در پارامتر a فروندليچ و ظرفيت جذب سرب در خاك هاي آهكي، ناشي از CCE (001/0 P ? ;62/0r =) بود. با اين حال، pH نسبتاً بالاي خاك هاي مورد مطالعه (0/7 تا 0/8) و حضور مقادير نسبتاً بالاي كربنات آزاد و فعّال در اين خاك ها به همراه ظرفيت جذب بالاي آنها، امكان تشكيل فاز جامد رسوب به شكل كربنات سرب را تبيين مي نمايد. پيوندهاي قوي و برگشت ناپذير سرب در خاك هاي مورد مطالعه مشاهده شد. مي توان نتيجه گيري كرد كه رس و CCE مهمترين وي‍ژگي-هاي خاك در كنترل جذب سرب در خاك هاي مورد مطالعه هستند.

The availability of heavy metals in the soil is related to their partitioning between solution and solid phases and expressed by sorption isotherm. Twenty surface soil samples (0-30 cm) belonging to five soil subgroups were taken from agricultural regions of Western Azerbaijan province. The sorption isotherms of Pb were determined by equlibrating the soil with solutions containing 0, 100, 300, 500, 700, 900, 1100 and 1300 mg Pb L-1 from Pb-nitrate source in 0.01 M NaNO3 as background electrolyte. Illite was the dominant clay mineral in Typic Calcixerepts (TC), Typic Haploxerepts (TH) and Typic Endoaquepts (TE) whereas in Vertic Calcixerepts (VC) and Vertic Endoaquepts (VE) the clay mineralogy was dominated by smectite. Active and equivalent calcium carbonate and clay contents ranged from 4.3 to 7.8%, 6.2 to 16% and 31 to 45%, respectively. The linaer, Langmuir and Freundlich isotherm equations were ?tted to the experimental data of Pb sorption and desorption. Both the Freundlich (0.98 < R2 < 0.70) and linear (0.94 < R2 < 0.51) approaches described the Pb sorption and desorption data well, and the Lagmuir model (0.99 < R2 < 0.71) was well fitted to some of the soils, mostly, those soils with low CCE content. A significant positive correlation was found between CCE and the Lagmuir adsorption maxima (b) (r = 0.84, P? 0.01) and also the Freundlich constant a (r = 0.78, P? 0.001). The soil partition coefficient (KSD) showed a positive correlation (r = 0.55, P? 0.05) with ACCE. Stepwise regression showed that 62% of variation in lead sorption was accounted for CCE content. However, the relatively high pH (7.0 to 8.0) of the experimental soils and a presence of relatively high values of free and active carbonate in the soils along with the large sorption capacity of these soils suggest the possibility of solid phase precipitation as PbCO3. A strong and irreversible binding of Pb in the soils were recorded. Results showed that the CCE and clay contents were of more importance in controlling the sorption of Pb in the studied soils.