ناپويا سازي آرسنيك در يك خاك آهكي به كمك زيولايت اصلاح شده با آهن، آلومينيوم و منگنز

Immobilization of arsenic in a calcareous soil using an iron-, manganese- and aluminum-modified zeoilite

آلودگي خاك ها و آب به آرسنيك كه شبه فلزي سمي و سرطان زاست خطر ورود آن را به چرخه غذايي افزايش مي دهد. به منظور افزايش كارآيي زيولايت براي جذب آرسنيك و ناپوياسازي آن در خاك، زيولايت ايراني از نوع كلينوپتيلولايت به وسيله آهن، منگنز و آلومينيوم اصلاح شد و در يك سري آزمايش هاي عصاره گيري شيميايي به وسيله DTPA و آزمايش هاي گلخانه اي با استفاده از گياه جو به عنوان شاخصي زيستي مورد استفاده قرار گرفت. همين طور اثرات بيولوژيكي استفاده از اين اصلاحگرهاي خاك با اندازه گيري فعاليت آنزيم فسفاتاز و دهيدروژناز در خاك بررسي شد. اين آزمايش در قالب طرح كاملا تصادفي با آرايش فاكتوريل شامل 5 نوع زيولايت ( اصلاح شده با آهن، منگنز، آلومينيوم و تركيب آهن و منگنز يا آهن و آلومينيوم) و دوسطح 2 و 5 % از هر كدام از تيمارها صورت پذيرفت. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه تيمارهاي استفاده شده زيست توده توليدي را افزايش و غلظت آرسنيك در گياه جو و آرسنيك عصاره گيري شده با DTPA را كاهش داد. همچنين كاربرد بيشتر تيمارها ميزان فعاليت آنزيم دهيدروژناز به عنوان شاخصي از سلامت خاك را افزايش مي دهد. در حالي كه تنها زيولايت اصلاح شده با آهن و آلومينيوم ميزان فعاليت آنزيم فسفاتاز را به طور معني دار افزايش داد. نتايج حاصل از مطالعه نشان داد زيولايت اصلاح شده با آهن و آلومينيوم و منگنز مي تواند به عنوان گزينه اي مناسب، ارزان و دوستدار محيط زيست براي ناپوياسازي آرسنيك در خاك هاي آلوده مورد استفاده قرار گيرد و خطر ورود آن به چرخه غذايي را كاهش دهد.

Abstract Introduction: Contamination of soil and water with arsenic, which is a toxic and carcinogenic metalloid, can increase the danger of its entrance into the food chain. Material and Methods: In order to improve the efficacy of natural zeoilte for adsorption and stabilization of arsenic in soil, an Iranian zeoilte of clinoptilolite type was modified by iron, manganese and aluminum, and used in a series of chemical extraction tests by DTPA as well as greenhouse experiments using barley as a test crop. Moreover, the biological effects of amending these soil modifiers were evaluated through measuring soil dehydrogenase and phosphatase activity. The experiment carried out in a completely randomized design with Factorial arrangement including 5 types of zeolite (modified with iron, manganese, aluminum, iron+ manganese and iron+ aluminum) and two levels (2% and 5%) of each amendment. Results and discussion: The results of this study revealed that the applied amendments could increase the produced biomass and decrease both arsenic concentration in barely and arsenic extracted by DTPA. Also, further incorporation of amendments increased the activity of dehydrogenase, as a soil health index. However, the iron- and aluminum-modified zeolite was the only amendment which meaningfully increased the phosphatase activity. The reslts indicated that the iron-, manganese- and aluminummodified zeolite can be considered as a good alternative, low cost and environmental friendly amendment for immobilization of arsenic in