بررسي توانايي تجمعات خاك‌ساخت آهن و منگنز در انباشت كبالت، مس، و سرب

An Investigation of the Capability of Pedogenic Iron and Manganese Concentrations in Accumulation of Cobalt, Copper and Lead

خاك، به‌دليل خاصيت خودپالايي و قابليت تثبيت تركيبات مضر، از آثار چنين تركيباتي بر اجزاي اكوسيستم مي‌كاهد. در خاك‌هاي تحت تاثير اكسايش و كاهش ايفاي اين نقش مي‌تواند به كمك تشكيل تجمعات آهن و منگنز به‌مثابه عوارضي خاك‌ساخت صورت گيرد. به‌منظور بررسي انباشت كبالت و مس و سرب در اين تجمعات، ابتدا تجمعات با دقت از خاك مجاور جدا شد و آهن، منگنز، مس، كبالت، و سرب كل قابل استخراج با اسيد نيتريك و اكسيدهاي آهن آزاد (Fed) و آهن غير بلورين (Feo) اندازه‌گيري شد. كاني‌شناسي تجمعات به‌وسيله دستگاه اشعه xو بررسي ميكروسكوپي و تجزيه عنصري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام گرفت. ميانگين ضريب غني‌شدن آهن، منگنز، كبالت، مس، سرب، آهن غير بلورين، و اكسيدهاي آهن آزاد در تجمعات به‌ترتيب 2/1، 41/12، 7، 13/2، 47/4، 16/2، و 33/1 به‌دست آمد. وجود كاني‌هاي آهن لپيدوكروسايت و گوتايت در تجمعات مويد تلفيق شرايط اكسايش و كاهش در تجمعات است. ضريب غني‌شدن منگنز نسبت به آهن به‌دليل تحرك بيشتر منگنز در خاك بالاتر بود. تفاوت فاحش آهن غير بلورين در تجمعات نسبت به متن خاك نشان‌دهنده وجود شرايط خاص در درون تجمعات است. حضور اكسيدهاي آهن و منگنز با سطح جذب بالا، ساختارهاي غير بلورين بيشتر، تناوب اكسايش و كاهش و به‌دام‌انداختن عناصر، و خواص شيميايي فلزات سنگين‌ـ همچون ظرفيت‌هاي مختلف درباره كبالت و ثابت هيدروليز اول (pK1) كوچك درباره سرب و مس‌ـ از عوامل موثر در افزايش مقادير آن‌ها در تجمعات است.

Soil, by its inherent self purifying nature and the capacity to fix hazardous compounds, diminishes the deleterious effects of such compounds on the ecosystem. Playing such a role in soils under redox conditions is performed by pedogenic Fe-Mn concentrations. In order to investigate cobalt, copper and lead accumulation in iron and manganese concentrations, the concentrations were initially precisely separated from the adjacent soil, and nitric acid extractable iron (Fe t), manganese (Mnt), Copper (Cut) and lead (Pbt); free iron oxides (Fed) as well as amorphous iron (Feo) determined. Mineralogy of Fe-Mn concentrations were determined through X-Ray Diffraction (XRD) technique, with microscopic investigation and elemental analysis performed employing scanning electron microscopy. Means related to the enrichment coefficients for Fet, Mnt, Cot, Pbt, Cut, Feo and Fed were obtained as 1.2, 12.41, 7, 4.47, 2.13, 2.16, 1.33 respectively. Existence of lepidocrosite and goethite were taken as evidence for a combination of alternative oxidation and reduction conditions in concentrations. Mn enrichment coefficient was rather high as compared with Fe, due to its higher mobility in soil. Distinct difference between Feo level in soil and in concentrations reveals the specific conditions dominated in concentrations. High adsorptive surface of Fe and Mn oxides with their more amorphous structures, alternative redox condition causing heavy chemical metal trapping, properties of such heavy metals as different valences for cobalt and low pk1 for Pb and for Cu were some of the effective factors in accumulation of these heavy metals in concentrations.