اثر بیوچارهای تهیه‌شده در دماهای مختلف و فلز روی بر جذب و واجذب سرب در یک خاک رسی آهکی

Abstract

سابقه و هدف: آلودگی خاک با فلزات سنگین در نتیجه توسعه صنایع و معادن موجب نگرانی‌های زیادی شده است. آلودگی همزمان خاک‌ها با فلزات سنگین مختلف به یکی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی برای مدیریت خاک‌های آلوده تبدیل شده است. غلظت بالای سرب (Pb2+) تهدیدی برای سلامت انسان و استفاده پایدار از اراضی کشاورزی به‌دلیل سمیت و تجزیه‌ناپذیری آن‌ است. استفاده ازبیوچار به‌عنوان یک راهکار تثبیت‌کننده و دوست‌دار محیط‌زیست اخیراً توجه گسترده‌ای را در جهان به خود جلب کرده‌ است. مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر با هدف بررسی تأثیر استفاده از بیوچار برگ‌ گردو تهیه‌شده در دماهای مختلف (۲۰۰ (B200)، ۴۰۰ (B400) و ۶۰۰ (B600) درجه سلسیوس) بر فرایند جذب (غلظت‌های 5/0، 1، 2، 3، 4، 6، 7 و 8 میلی‌مولار سرب) و واجذب سرب در دو سیستم منفرد (Pb2+) و رقابتی (Pb2+ + Zn2+) و در دو زمان انکوباسیون (۳۰ و ۹۰ روز) در یک خاک آهکی رسی انجام شد. در این پژوهش 3 گرم (1 درصد وزنی- وزنی) از تیمارهای بیان‌شده به 300 گرم از نمونه‌ خاک ‌مورد مطالعه در قوطی‌های پلاستیکی اضافه و به‌مدت 90 روز در دمای 2±21 درجه سلسیوس و رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه انکوبه شد. سپس در زمان‌های 30 و 90 روز پس از انکوباسیون از خاک‌ها نمونه‌برداری و مطالعه‌های جذب و واجذب انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که حداکثر گنجایش جذب سرب (qm) با افزایش دمای گرماکافت بیوچار افزایش یافت، به‌طوری که تیمار B600 بیشترین گنجایش جذب را داشت. مقدار این ضریب در حضور روی کاهش یافت (05/0p <). با گذشت 90 روز انکوباسیون حداکثر گنجایش جذب سرب توسط تیمارهای بیوچار کاهش محسوسی نشان داد. بیشترین مقدار انرژی پیوند سرب (KL) در تیمار بیوچار تهیه‌شده در دمای 600 درجه سلسیوس بود. مقدار این ضریب در سیستم رقابتی نسبت به منفرد کاهش یافت. پس از گذشت 90 روز انکوباسیون در هر دو سیستم جذب مقدار انرژی پیوند سرب نسبت به زمان 30 روز کاهش داشت (05/0p <). نتایج آزادسازی سرب توسط عصاره‌گیر ۱۰ میلی‌مولار CaCl2 (کم‌تر از ۱ درصد از Pb2+ جذب‌شده) نشان داد که مکانیسم جذب سرب در مکان‌های تبادلی توسط بیوچار برگ گردو از اهمیت کمی برخوردار است و احتمالاً مکانیسم اصلی تثبیت سرب در تیمارها رسوب با فسفات می‌باشد. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که با این وجود که خاک مورد مطالعه قابلیت جذب سرب بالایی داشت، اما کاربرد 1 درصد بیوچار تهیه‌شده از برگ گردو در دمای 600 درجه سلسیوس می‌تواند با تأثیر بر ویژگی‌های جذب سرب در خاک‌ آهکی رسی در سیستم‌های منفرد و رقابتی به کاهش تحرک سرب منجر شود.

Keywords

• انکوباسیون
• سیستم رقابتی
• هم‌دمای لانگ‌مویر
• دمای گرماکافت