بررسي جذب كادميوم توسط اسيد هيوميك استخراج‌شده از خاك و كود هيوميكي- بخش دوم: اثر قدرت يوني بر جذب كادميوم و برازش مدل‌هاي مختلف بر ايزوترم‌هاي جذبي

A Study of Cadmium Sorption by Two Different Sources of Humic Acids B- Effect of Ionic Strength on Cadmium Sorption and Description of Isotherm Data by Different Empirical Models

در اين تحقيق اثر قدرت يوني در جذب كادميوم توسط دو نوع اسيد هيوميك مختلف (اسيد هيوميك‌هاي استخراج‌شده از افق سطحي خاك جنگل‌هاي سوزني‌برگ شمال ايران و اسيد هيوميك كودي تجارتي) بررسي شد. نتايج نشان داد با افزايش قدرت يوني جذب كادميوم در هر دو نوع اسيد هيوميك در pHهاي مطالعه‌شده (6/8، 7، 5) كاهش مي‌يابد. با اين حال، اثر قدرت يوني در جذب با افزايش pH تمايل به كاهش نشان داد. اثر قدرت يوني در جذب را مي‌توان به يك يا تركيبي از عوامل مختلف زير نسبت داد: 1. افزايش قدرت يوني باعث افزايش رقابت يون رقابت‌كننده (Ca2+) و كادميوم مي‌شود؛ 2. افزايش قدرت يوني ثابت پايداري كمپلكس سطحي كادميوم را كاهش مي‌دهد؛ 3. افزايش قدرت يوني منجر به متراكم‌شدن يا فلوكوليشن اسيد هيوميك مي‌شود؛ 4. افزايش قدرت يوني مي‌تواند باعث كاهش رسوب احتمالي كادميوم در فصل مشترك دو فاز مايع و جامد شود. يافته‌هاي اين پژوهش نشان داد اثر قدرت يوني در كاهش جذب كادميوم در اسيد هيوميك كودي بيشتر است؛ كه مي‌توان آن را به بالابودن مقادير اسيديتي كل و گروه‌هاي فنلي در اسيد هيوميك خاكي نسبت داد. در اين تحقيق، براي توصيف داده‌هاي جذب كادميوم، از معادله‌هاي فرندليچ و لنگمويير يك‌مكاني و دومكاني استفاده شد. نتايج بيانگر آن است كه معادله فرندليچ در هر دو نوع اسيد هيوميك خاكي و كودي به‌خوبي بر داده‌ها برازش مي‌يابد. شكل خطي مدل لنگمويير يك‌مكاني به‌خوبي بر همه داده‌هاي حاصل برازش نيافت. عدم برازش اين مدل مي‌تواند دليلي بر ناهمگني در مكان‌هاي جذبي اسيد هيوميك باشد. به همين منظور، مدل دومكاني لنگمويير به‌كار رفت و براي به‌دست‌آوردن پارامترهاي مدل مذكور از دو روش مختلف استفاده شد.

Ionic strength effects on cadmium sorption by two different sources of humic acid, namely, one extracted from the surface horizon of a soil under a coniferous forest located in North of Iran, and another extracted from a commercial humic acid amendment, were studied in the present investigation. It become evident that for both kinds of humic acid and at some three pH values of 5, 7, 8.6, cadmium sorption decreased with increase in ionic strength increased. However, the effect of ionic strength on sorption tended to decrease with an increase in pH. The effect of ionic strength on sorption was ascribed to either one or a combination of several factors, namely: extra competition of competitive ion (Ca2+) with cadmium at higher ionic strength; reduction in the stability constant of the Cd-surface complex at higher ionic strengths; contraction or flocculation of humic acid at higher ionic strengths; as well as preventation of cadmium precipitation at solid-solution interface at higher ionic strengths. It was also shown that the effect of ionic strength on the reduction of cadmium adsorption was higher in humic acid extracted from the commercial humic acid amendment rather than that from soil under the coniferous forest. This observation was ascribed to the higher levels of total acidity and phenolic groups in humic acid extracted from the soil. Empirical models, namely, Freundlich and Langmuir single-site plus double-site equations were employed to describe the isotherm data. Isotherm data for both humic acids could adequately be described by Freundlich equation, however, single-site Langmuir model did not adequately fit all the isotherm data. This probably is the result of the surface heterogeneity of sites on humic acids. In cases where single-site model did not properly fit the isotherm data, they were described by a double-site Langmuir model, thus the equation parameters being calculated through two different methods.