بهسازي خاك‌هاي آلوده به كادميوم و مس با كاربرد دي كلسيم فسفات

Remediation of contaminated soils with cadmium and copper using dicalcium phosphate

آلودگي منابع آب و خاك به فلزات سنگين از چالش هاي مهم عصر كنوني است. به همين دليل، آلودگي‌زدايي چنين خاك‌هايي، پيش‌نياز هرگونه بهره برداري بهينه از اين منابع است. يكي از روش هاي مقرون به صرفه براي پيش گيري از انتشار فلزات سنگين در منابع آب و خاك، تثبيت و جامدسازي آن‌هاست. طي اين فرآيند، فلزات سنگين در خاك هاي آلوده با اصلاح كننده هايي همچون مواد فسفاتي واكنش داده و با تشكيل موادي كم محلول يا نامحلول در محيط، به صورتي پايدار باقي مي مانند. در اين پژوهش، كارآيي دي كلسيم فسفات (DCP) در عدم تحرك و تثبيت دو فلز سنگين كادميوم و مس در خاك ارزيابي شد. به منظور آگاهي از چگونگي جابه جايي اين فلزات طي زمان در خاك، آزمايش شستشوي ستون خاك با 12 تيمار پي ريزي شد. خاك ها در چهار تيمار، به مقدار Kg/mg 500 به فلز مس و در چهار تيمار ديگر به فلز كادميوم آلوده شدند. يك تيمار به عنوان شاهد انتخاب و به سه تيمار ديگر مقادير 1/0، 2/0 و 5/0 درصد وزني تثبيت كننده DCP افزوده شد. چهار تيمار ديگر نيز به همين روش آماده شدند، ليكن همزمان به هر دو فلز آلوده گشتند. نتايج نشان داد كه در شرايط آلودگي خاك به فلز مس، كاربرد 1/0% DCP مي تواند به اندازه 93% از مقدار خروجي اين فلز در نخستين آبشويي، معادل با يك حجم منفذي خاك، بكاهد. اين مقدار براي فلز كادميوم برابر با 80% بود. با كاربرد مقادير بيشتر تثبيت كننده (2% و 5%)، مقدار اين دو فلز در محلول خروجي ناچيز و به صفر نزديك شد. در حالت آلودگي توامان خاك به هر دو فلز، با كاربرد 1% از DCP، مقدار اوليه خروجي مس 90% و كادميوم 92% كاهش داشت. بنابراين به هنگام حضور توامان اين دو فلز در خاك، تثبيت Cd بهتر از Cu انجام مي شود. بر پايه نتايج اين پژوهش مي توان نتيجه گرفت كه DCP ماده اي موثر براي تثبيت و جامدسازي Cd و Cu و جلوگيري از ورود اين دو فلز از خاك هاي سبك بافت به منابع آب زيرزميني است.

At the present time, contamination of water and soil resources is an important environmental challenge. Therefore, decontamination of such soils is a prerequirement of using these resources. The stabilization/solidification is cost effective remediation method that prevents spreading of heavy metals in soil and water resources. In this process, contaminated soil reacts with amendments such as phosphate materials to form low soluble or non-soluble stable materials. In this research the performance of dicalcium phosphate (DCP) in stabilizing and immobilizing of two ubiquitous metals Cd and Cu through soil was investigated. To understand the mobility of these metals within coarse textured soil, 12 leaching column tests were conducted. Four soil samples were contaminated with 500 mg/kg Cu while four others were contaminated by 500 mg/kg Cd. One of the specimens was left blank, while the other three were mixed with 0.1, 0.2 and 0.5% (by weight) DCP stabilizer. In addition, four other samples were simultaneously contaminated with both metals and the same amount of additive. The results indicated in the case of Cu contaminated samples, application of 0.1% DCP reduces 93% of this metal in the first pore volume of effluent. For Cd, this amount was 80%. Increasing in the amount of stabilizer (0.2 and 0.5%) neglects the metal in effluent. In simultaneous contamination using 0.1% DCP, 90 and 92% of Cu and Cd was reduced, respectively. Therefore, immobilizing of Cd performed better than Cu when both were present. This study shows that DCP is an effective additive for stabilizing Cd and Cu to protect groundwater from contamination leached out of polluted coarse textured soil.