ظرفيت جذب كادميم و سرب در شماري از خاك‌هاي حاوي پاليگورسكايت استان اصفهان

Cadmium and Lead Sorption Capacity in Some Palygorskitic Soils in Isfahan Province

هدف از اين تحقيق، بررسي ويژگي‌هاي جذب عناصر سرب و كادميم در افق‌هاي سطحي و زير‌سطحي ده نمونه از خاك‌هاي حاوي پاليگورسكايت در شرق استان اصفهان بود. ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي و كاني‌شناسي خاك‌هاي مورد مطالعه تعيين گرديد و ويژگي‌هاي جذب سرب و كادميم از هم‌دماهاي جذب با استفاده از معادلات لانگموير، فروندليچ وخطي برآورد شد. نتايج كاني‌شناسي نشان داد، در همه خاك‌هاي مورد مطالعه، كاني‌هاي گروه اسمكتايت، ميكا، پاليگورسكايت، كلرايت، كايولينايت و كوارتز وجود دارد. هم‌دماهاي جذب فروندليچ و خطي، قادر به توصيف جذب سرب و هم‌دماهاي جذب فروندليچ، لانگمويرو خطي قادر به توصيف جذب كادميم در خاك‌هاي مورد مطالعه بودند، هم‌دماي فروندليچ براي هر دو عنصر داراي بيشترين ضريب همبستگي بود. ثابت تواني فروندليچ (n) براي سرب و كادميم به‌ترتيب در دامنه 52/1-22/0 و 61/4-95/1 بود. ضريب توزيع فروندليچ (KF) براي سرب و كادميم به‌ترتيب در دامنه 114815-2679 و 1369-353 ليتر بر كيلوگرم قرار داشت. حداكثر جذب كادميم (b) در دامنه 2000-1250 ميلي‌گرم بر كيلوگرم بود. ثابت متناسب با انرژي پيوند (k) براي كادميم در دامنه 50/2-30/0 ليتر بر ميلي‌گرم به‌دست آمد. در مدل خطي، ضريب توزيع (Kd) براي سرب و كادميم به‌ترتيب در دامنه 64605-4188 و 678-33 ليتر بر كيلوگرم بود. به طور كلي، در خاك‌هاي منطقه، مقدار جذب سرب به مراتب بالاتر از كادميم بود. همبستگي پارامترهاي هم‌دماهاي جذب با ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك‌هاي مورد مطالعه نشان داد كه در جذب سرب و كادميم، وي‍ژگي‌هاي خاك شامل كربنات كلسيم معادل، ماده آلي، گنجايش تبادل كاتيوني و درصد رس، مهم‌ترين پارامترها هستند.

This research was carried out to study the sorption of lead (Pb) and cadmium (Cd) at surface and sub-surface horizons of ten Palygorskitic soils in eastern Isfahan province. Physical, chemical and mineralogical properties of the selected soils were measured. Sorption characteristics of Pb and Cd were estimated from sorption isotherms using Langmueir, Ferundlich and linear equations. According to the mineralogical results, smectite, mica, palygorskite, chlorite, kaolinite and quartz exist in all of the studied soils. Ferundlich and linear adsorption isotherms and Ferundlich, Langmueir and linear adsorption isotherms were able to describe the lead adsorption and cadmium adsorption, respectively, Ferundlich isotherm showed higher R2 for both of the elements. Parameter n in Ferundlich equation for Pb and Cd was in the range of 0.22-1.52 and 1.95-4.61, respectively. Distribution coefficient (KF) for Pb and Cd was in the range of 2679-114815 and 353-1369 Lkg-1, respectively. Maximum sorption of cadmium (b) was in the range of 1250-2000 mgkg-1. The constant related to binding energy (k) was in the range of 0.30-2.50 Lmg-1 for cadmium. In linear model, distribution coefficient (Kd) for Pb and Cd was in the range of 4188-64605 and 33-678 Lkg-1, respectively. In general, lead sorption was higher than cadmium sorption in the soils of the area. Correlation coefficients between sorption isotherms parameters and soil physico-chemical properties showed that calcium carbonate equivalent, organic mater, cation exchange capacity and clay percentage are the most important soil properties for Pb and Cd sorption.