بررسي سرعت جذب آمونيوم در سري‌هاي مختلف خاك‌هاي استان گلستان

Ammonium sorption rate in some soils series of Golestan province

واكنش‌هاي جذب سطحي در بسياري از سيستم‌هاي ناهمگن مهم هستند. جذب فرآيندي وابسته به زمان است و شناخت سرعت جذب براي طراحي، ارزيابي و بازيابي جاذب ضروري و مهم مي‌باشد. در اين پژوهش سينتيك جذب آمونيوم در تعدادي از سري‌هاي خاك‌هاي استان گلستان، با خصوصيات كاني‌شناسي و بافتي مختلف با استفاده از محلول كلريد آمونيوم 100 ميلي‌گرم بر ليتر در زمان‌هاي 384-25/0 ساعت مورد بررسي قرار گرفت. معادله‌هاي سينتيكي مرتبه صفر، مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوويچ ساده شده، ديفيوژن پارابوليكي و تابع نمايي براي برازش بر داده‌هاي آزمايشي مورد استفاده قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه در زمان‌هاي اوليه آمونيوم به سرعت جذب خاك مي‌شود، ولي با گذشت زمان از سرعت جذب آن كاسته مي‌شود. بيش‌ترين جذب سطحي آمونيوم در خاك سري قره‌سو و كم‌ترين آن در خاك هوتن 2 مشاهده شد. مقايسه ضرايب تبيين (2r) و خطاهاي معيار تخمين (SE) معادله‌ها نشان داد كه به‌ترتيب معادله‌هاي شبه مرتبه دوم، تابع تواني و الوويچ ساده شده به خوبي سرعت جذب آمونيوم را در همه خاك‌ها توصيف مي‌كند. ثابت سرعت معادله شبه مرتبه دوم از 0063/0 (كردكوي 2) تا 0374/0 (هوتن 2) با ميانگين 0179/0 كيلوگرم بر ميلي‌گرم ساعت براي خاك‌ها متغير بود. همچنين ترسيم داده‌هاي جذب آمونيوم بر پايه شكل خطي معادله ديفيوژن پارابوليكي يك شكستگي شيب را در زمان 8 ساعت نشان داد. اين امر مي‌تواند نشانگر وجود دو مكانيسم متفاوت يا مكان جذب مختلف با ثابت‌هاي سرعت مختلف باشد كه كنترل‌كننده فرايند جذب مي‌باشند.

Sorption reactions in many heterogeneous systems are important. Adsorption is a time dependent process and knowing the adsorption rate is essential for designing, evaluating and recovering the adsorbents. At the present study, an ammonium adsorption kinetic experiment on some soils series of Golestan province, which are different in mineralogical and textural properties was conducted using solution containing 100 mg l-1 of ammonium chloride at the time period of 0.25 to 384 h. Kinetic models were used to fit the experimental data, namely, zero-order, first-order, pseudo-second-order, simplified Elovich, parabolic diffusion and power function models. The results of adsorption kinetic study showed that ammonium is adsorbed fast within the first hours, but with elapsing the time, it will be slow. The highest ammonium adsorption was in Gharehsoo soil and the lowest one was observed in the Houttan soil 2. According to coefficients of determination (r2) and standard errors of estimate (SE) for equations, the rates of ammonium adsorption in all soils were described well by the pseudo second order, power function and simplified Elovich equations. The constant of speed rate of second-order equation (kg mg-1 h-1) for soils varied from 0.0063 (Kordkoy 2) to 0.0374 (Houttan 2) with an avg. of 0.0179. Ammonium uptake data plotted on a linear parabolic diffusion equation showed a discontinuity in slope at 8 h. This could indicate the presence of two different mechanisms or different adsorption sites with different rate constants which control the adsorption process.