جذب روي (Zn) در تعدادي از خاك هاي آهكي شمال غرب ايران

Zinc Sorption in Some Calcareous Soils of North-West Iran

پديده جذب يكي از مهمترين فرآيندهاي شيميايي موثر بر رفتار روي (Zn) در خاك است. در اين تحقيق، تاثير ويژگي هاي خاك بر جذب Zn در 25 نمونه خاك شمال غرب ايران در سيستم پيمانه اي تابعي از غلظت تعادلي (49-0 ميلي مولار) مطالعه شد. معادله لانگموير (99/0= R2 ؛ 22/0=RMSE) در مقايسه با هم دماي فروندليچ (93/0= R2 ؛ 59/0=RMSE) برازش بهتري بر داده هاي جذب Zn نمونه هاي خاك داشت. مدل رگرسيوني به صورت تابعي از پارامترهاي معادله هاي لانگموير تك مكاني و ويژگي هاي فيزيكوشيميايي خاك براي پيش بيني قابليت استفاده Zn در خاك، امكان استفاده عملي از پارامترهاي اين معادله را تاييد نمود. نتايج نشان داد كه ظرفيت تبادل كاتيوني، كربنات كلسيم معادل و pH خاك، مهمترين عوامل ابقاي Zn در نمونه هاي خاك بودند. 80% تغييرات حداكثر جذب روي (?max) به سيلت، ظرفيت تبادل كاتيوني و pH خاك نسبت داده شد. ظرفيت تبادل كاتيوني بطور مثبتي حداكثر جذب Zn را تحت تاثير قرار داد در حاليكه، با كاهش سيلت و pH خاك ، حداكثر جذب Zn افزايش يافت. حداكثر جذب Zn در خاك در محدوده 62/2 تا 56/15 ميلي مول بر كيلوگرم بود. هم دماي لانگموير دو مكاني نشان داد كه انرژي پيوندي Zn در سطح انرژي بالا (K1L)، 2/4 برابر سطح انرژي پايين (K2L) بوده در حاليكه، حداكثر جذب روي در سطح انرژي پايين، 6/1 برابر مقدار آن در سطح انرژي بالاي مكان هاي جذب روي در خاك بودند.

Sorption is one of the most important chemical processes which affect zinc (Zn) behavior in the soil. In this study, the effects of soil properties on Zn adsorption were studied in 25 soil samples from the North-West of Iran in batch system as a function of initial Zn concentration (0-0.49 mM). Results indicated that cation exchange capacity (CEC), calcium carbonate equivalent (CCE), and soil pH were primarily responsible for retaining of Zn in all the soil samples. Eighty percent variability in the adsorption maxima (?max) of Zn was attributed to silt, CEC, and soil pH. CEC positively influenced ?max of Zn, while the reduction of pH and silt content of the soils increased ?max capacity of Zn. Langmuir equation (R2=0.99; RMSE=0.22) proved more effective in describing Zn adsorption in soils as compared with Freundlich isotherm (R2=0.93; RMSE=0.59). The ?max of Zn in these 25 soils ranged from 2.62 to 15.56 mmol kg-1. Langmuir 2-surface isotherm showed that the Zn binding strength in the high energy surface (K1L) was about 4.2 times greater than on the low-energy surface (K2L) while ?max of Zn in the low energy surface was about 1.6 times greater than on the high energy surface of adsorption sites of soils. Regression model as a function of soil Langmuir equation parameters and soil physicochemical properties to predict Zn availability demonstrated the utility of Langmuir parameters.