اثر لجن فاضلاب، باكتري تيوباسيلوس تيواكسيدانس و زمان بر شكل هاي شيميايي كادميوم در خاك آهكي

Effect of Sewage Sludge, Thiobacillus thiooxidans Bacteria, and Time on the Fractionation of Cadmium in a Calcareous Soil

در سال هاي اخير استفاده از لجن فاضلاب به عنوان كود، در اراضي كشاورزي به دليل ارزان بودن رواج يافته است. لجن فاضلاب حاوي مقادير زيادي عناصر پر مصرف و كم مصرف است با اين وجود لجن فاضلاب داراي غلظت هاي بالاي عناصر سنگين است. اين مطالعه به منظور تعيين اثرات لجن فاضلاب، باكتري تيوباسيلوس تيواكسيدانس و زمان بر توزيع گونه هاي كادميم در بخش هاي مختلف يك خاك آهكي انجام شد. به همين منظور آزمايشي با سه سطح لجن فاضلاب (0، 50و 100 تن در هكتار)، دو سطح باكتري (حضور و عدم حضور باكتري) و سه زمان ( 0، 30 و 60 روز) انجام شد. آزمايش در سه تكرار در قالب طرح فاكتوريل كاملاً تصادفي انجام شد. نمونه ها به مدت دو ماه در دماي حدود 25 درجه و شرايط نزديك به ظرفيت مزرعه اي نگهداري شدند. در نهايت توزيع گونه هاي كادميم در بخش هاي تبادلي+ محلول، آلي، كربناتي، اكسيدهاي آهن و منگنز و باقيمانده بوسيله روش عصاره گيري مرحله اي تعيين شدند .نتايج نشان داد كه شكل باقيمانده و سپس كربناتي كادميوم غالب بود و تيمار لجن فاضلاب و زمان تغييرات معني داري را در خاك آهكي داشته است. مقدار كادميوم مرتبط با بخش كربناتي و باقيمانده در حضور و عدم حضور باكتري بيشتر از بقيه بخش ها بود. در خاك با باكتري تيوباسيلوس تيواكسيدانس درصد كادميوم در بخش كربناتي و آلي كاهش و درصد كادميوم در ساير بخش ها افزايش يافت. كادميوم پيوند شده با كربنات طي 60 روز به طور معني داري بيشتر از 0 و 30 روز بود. شكل آلي كادميوم به طور معني داري در طي زمان كاهش يافت. در مجموع در اين پژوهش به نظر مي رسد لجن فاضلاب، باكتري تيوباسيلوس تيواكسيدانس و زمان نقش مهمي در نگهداري و جابجايي كادميم در بخش هاي خاك دارند.

In recent years, use of sewage sludge as a fertilizer has become prevalent in agricultural lands, because of being cheap. Sewage sludge is a source of nutritional elements, however, it contains some heavy metals. A study was conducted to evaluate the effect of incubation time, sewage sludge, and Thiobacillus bacteria on the distribution of cadmium in a calcareous soil. For this purpose, an experiment with three levels of sewage sludge (0 , 50, and 100 t ha-1), two levels of bacteria (with and without), three incubation times (0 , 30, and 60 days) was carried out. The experiment was conducted in three replications in controlled conditions using factorial arrangement with a completely randomized design. The samples were incubated for two months at temperature of 25±2 °C and soil moisture condition close to field capacity. Distribution of Cd in fractions including soluble+ exchangeable, organically bound, carbonate-bound, and residual fractions was determined by a sequential extraction method. The results illustrated that residual and carbonate form of Cd were dominant and showed a significant change with sewage sludge treatment and time. Sewage sludge application increased the amount of fractions of cadmium significantly in the calcareous soil. The proportion of residual and carbonat-bound Cd was higher in soil with and without bacteria. In soil with Thiobacillus thiooxidans bacteria, the percentage of Cd in the carbonate and organic fractions decreased and the percentage of Cd increased in other fractions. Carbonate fraction of Cd was significantly higher in 60 days than 0 and 30 days. The organic forms of Cd decreased significantly in the course of time. In general, based on the results, it may be concluded that sewage sludge, Thiobacillus thiooxidans bacteria, and time treatment play a key role in the distribution of Cd in different fractions of soils.