ارزیابی تاثیر کاربرد نانوهیدروکسی‌آپاتیت بر تثبیت کادمیم در یک خاک آهکی آلوده

Abstract

سابقه و هدف: کادمیم یکی از متداول‌ترین آلاینده‌های زیست ‌محیطی است که می‌تواند اثر نامطلوبی بر روی همه ارگانیسم‌های زنده داشته باشد. از این رو یک روش پالایشی صحیح برای کاهش فراهمی فلز در خاک مورد نیاز است. از آنجا که نانومواد واکنش‌پذیری و ظرفیت جذب سطحی بیشتری نسبت به همان مواد در اندازه معمولی دارند، از این رو با گسترش کاربردهای مختلف نانوفناوری در زندگی بشر، ارزیابی کارایی نانوذرات در پالایش خاک‌های آلوده مورد توجه محققان قرار گرفت. با این حال تا کنون در مورد امکان تثبیت فلزات سنگین بوسیله نانوهیدروکسی‌آپاتیت (nHAP) در خاک‌های آهکی گزارشی منتشر نشده است. به این منظور آزمایش حاضر با هدف بررسی تاثیر کاربرد nHAP بر تثبیت کادمیم در یک خاک آهکی آلوده طراحی شد.مواد و روش‌ها: این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی به‌صورت آزمایش فاکتوریل با 3 تکرار انجام شد. ابتدا خاک در سه سطح کادمیم (صفر، 20 و 40 میلی گرم بر کیلوگرم خاک با استفاده از نمک کلرید کادمیم) آلوده و به مدت یک ماه در رطوبت 70 % ظرفیت زراعی نگهداری شد. سپس nHAP در سه سطح (صفر، 25/0 و 1 درصد) به نمونه‌های خاک اضافه شد. پس از 30 روز خواباندن، گونه‌بندی کادمیم با استفاده از عصاره‌گیری متوالی و قابلیت جذب کادمیم در خاک با عصاره‌گیر DTPA مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تاثیر nHAP در شدت پیوند کادمیم با خاک و تحرک کادمیم در خاک از نمایه تفکیک کاهش یافته (IR) و فاکتور تحرک استفاده گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد که کاربرد nHAP غلظت کادمیم را در بخش تبادلی و آلی کاهش و در بخش کربناتی بطور معنی‌داری افزایش داد اما بر مقدار کادمیم در بخش باقی‌مانده تاثیر معنی‌داری نداشت. نتایج استخراج کادمیم با DTPA نشان داد که در سطح 40 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیم، کاربرد هر دو سطح nHAP غلظت کادمیم قابل جذب را بطور معنی‌داری کاهش داد. با افزایش مقدار مصرفی nHAP، کارایی آن در کاهش فراهمی کادمیم افزایش یافت. البته مقدار کاهش کادمیم قابل فراهم در خاک چشمگیر نبود. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش سطوح nHAP و کادمیم، مقدار IR افزایش یافت که افزایش IR بیانگر کاهش قابلیت استفاده و تحرک کادمیم در خاک است. کاربرد nHAP سبب کاهش معنی‌دار فاکتور تحرک یعنی موجب کاهش تحرک و خطر زیست‌ محیطی کادمیم گردید.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیان داشت که اگرچه کاربرد nHAP تا حدودی سبب تثبیت و کاهش تحرک کادمیم در خاک گردید، اما به نظر می‌رسد تاثیر nHAP بر کاهش فراهمی کادمیم چشمگیر نبود. لذا باید در مورد امکان استفاده این ماده در سطح گسترده و اقتصادی بودن کاربرد آن بررسی‌های بیشتر صورت پذیرد.

Keywords

• خاک
• کادمیم
• گونه‌بندی
• نانوهیدروکسی‌آپاتیت