تاثير كاربرد بيوچار و زئوليت طبيعي بر سينتيك آزادسازي و شكل‌هاي شيميايي روي در يك خاك آهكي آلوده به روي

سابقه و هدف: يكي از روش‌هاي مؤثر در جهت كاهش اثرات زيان‌آور فلزات سنگين در خاك‌هاي آلوده، استفاده از مواد اصلاحي آلي و معدني جهت تثيت آن‌ها است. افزودن بيوچار (زغال زيستي) به عنوان يك ماده اصلاحي آلي به خاك ممكن است برخي از ويژگي‌هاي شيميايي خاك را تغيير داده و شرايط مناسب را جهت بي‌تحركي فلزات سنگين در خاك فراهم كند. زئوليت نيز يك كاني آلومينوسيليكات قليايي متخلخل است كه استفاده از آن به عنوان يك اصلاح كننده معدني بخصوص در تثبيت فلزات سنگين در خاك رو به گسترش است. بنابراين، هدف از پژوهش حاضر، بررسي اثربخشي كاربرد بيوچار حاصل از مواد آلي مختلف و زئوليت طبيعي و برهمكنش آن‌ها بر تثبيت عنصر روي در يك خاك آهكي آلوده به روي بود. مواد و روش‌ها: مقدار مناسبي خاك از افق سطحي (030 سانتي‌متر) يك خاك آهكي برداشته، هواخشك و از الك 2 ميلي‌متري عبور داده شد. سپس به هر نمونه خاك (200 گرم)، مقدار 400 ميلي‌گرم روي در كيلوگرم خاك از منبع نمك سولفات‌روي افزوده شد. آزمايشي به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در سه تكرار انجام شد. فاكتورها شامل زئوليت در سه سطح ((Z0) 0، (Z1) 3 و (Z2) 6 درصد وزني) و بيوچار در شش سطح (عدم كاربرد بيوچار (C)، بيوچار كاه‌گندم (WSB)، بيوچار كاه‌ذرت (CSB)، بيوچار تفاله ريشه شيرين بيان (LRB)، بيوچار سبوس‌برنج (RHB) و بيوچار كودگوسفندي (SMB) هر كدام در سطح 3 درصد وزني) بود. نمونه‌هاي خاك آلوده طبق طرح آزمايشي تيمار شده و به مدت 90 روز در دماي اتاق (C°2±22) و در حدود رطوبت ظرفيت زراعي توسط آب مقطر نگهداري شدند. جهت ارزيابي كارايي مواد اصلاحي كاربردي در تثبيت روي در خاك از روش عصاره‌گيري دنباله‌اي سينگ‌و‌همكاران (1988)، فاكتور پويايي (سالبو و كركلينگ، 1998) و پارامتر‌هاي مدل سينتيكي مرتبه يك دوفازي (Q1، Q2 و Q3) (سانتوس‌و‌همكاران، 2010) استفاده شد. يافته‌ها: با افزايش سطوح كاربردي زئوليت از Z0 به Z2، روي در بخش‌هاي محلول+تبادلي، كربناتي، آلي، اكسيدهاي منگنز و آهن به‌طور معني‌داري كاهش يافت درحالي‌كه بخش باقي‌مانده روي به‌طور معني‌داري افزايش يافت. كاربرد هر پنج نوع بيوچار در خاك سبب كاهش معني‌دار شكل محلول+تبادلي، كربناتي و پيوسته به اكسيد‌منگنز روي شد، درحالي‌كه شكل روي متصل به اكسيد آهن بلورين به‌طور معني‌داري نسبت به تيمار شاهد افزايش يافت. شكل باقي‌‌مانده روي نيز در اثر كاربرد بيوچارهاي مختلف به‌طور معني‌داري افزايش يافت به‌صورتي‌كه تاثير بيوچارهاي كاه‌گندم، ذرت، سبوس‌برنج و كود‌دامي مشابه و به‌طور معني‌داري بيشتر از تيمار كاربرد بيوچار تفاله‌ريشه‌شيرين‌بيان بود. مقدار فاكتور پويايي در تيمارهاي بيوچار به صورت شاهد gt; تفاله‌ريشه‌شيرين‌بيان gt; سبوس‌برنح gt; كاه‌ذرت gt; كوددامي gt; كاه‌گندم بود. تيمار مركب كاربرد كاه‌گندم و 6 درصد وزني زئوليت (WSBZ2)، كمترين مقدار فاكتور پويايي روي در خاك را داشت. پارامتر Q1 همبستگي مثبت و معني‌داري با شكل‌هاي تبادلي و كربناتي روي نشان داد درحالي‌كه پارامترهاي Q2 و Q3 همبستگي مثبت‌معني‌داري را با شكل‌هاي اكسيد منگنز، اكسيدهاي آهن و باقي‌مانده روي داشتند. بعلاوه، با كاربرد هر پنج نوع بيوچار و افزايش سطوح كاربرد زئوليت، نسبت‌هاي Q1/Q3 و Q2/Q3 بهطور معني‌داري كاهش يافت. به ترتيب كمترين مقدار نسبت‌هاي Q1/Q3 و Q2/Q3 در تيمارهاي مركب CSBZ2 و WSBZ2 مشاهده شد. نتيجه گيري: كاربرد هر پنج نوع بيوچار و سطوح زئوليت سبب توزيع مجدد روي در خاك شدند به‌طوري‌كه روي از شكل‌هايي با قابليت دسترسي بيشتر به شكل‌هايي با پايداري بيشتر تبديل شد. با توجه‌ به نتايج، به‌نظر مي‌رسد كه كاربرد بيوچار كاه‌گندم همراه با كاربرد 6 درصد وزني زئوليت در خاك مورد آزمايش، بهترين تيمار در تثبيت روي است.