ناپویاسازی سرب در خاک آلوده توسط ترکیبات سیلیسیم (مطالعه موردی معدن سرب پاجی میانا)

Abstract

چکیده سابقه و هدف: امروزه آلودگی خاک با فلزات سنگین یکی از معضلات زیست محیطی و حائز اهمیت می‌باشد. خاک‌های اطراف معادن دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین هستند که می‌توانند بر سلامتی انسان و سایر جانداران تاثیر گذار باشند. یکی از روش‌های ارزان برای اصلاح خاک‌های آلوده به فلزات سنگین، ناپویاسازی فلزات در خاک است. استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست دارای توانایی ناپویاسازی فلزات در خاک، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران است. بدین منظور، در این مطالعه از ترکیبات سیلیسیم جهت ناپویاسازی سرب در خاک آلوده استفاده گردید. مواد و روش‌ها: در این آزمایش از چهار نوع ترکیب شامل کلسیم سیلیکات ، پتاسیم سیلیکات ، سدیم سیلیکات و سیلیسیم خالص در پنج غلظت ( 0، 50، 100، 200 و 400 میلی‌گرم سیلیسیم بر کیلوگرم خاک) استفاده شد. ترکیبات سیلیسیم به گلدان‌هایی که حاوی 700 گرم خاک آلوده به سرب بودند اضافه گردیدند و به مدت یک ماه در دمای محیط و رطوبت معادل ظرفیت زراعی نگه‌داری شدند. سپس سرب قابل دسترس نمونه‌ها با محلول DTPA استخراج و غلظت سرب توسط دستگاه جذب اتمی قرائت گردید. همچنین توزیع شکل‌های شیمیایی سرب قبل و بعد از اعمال تیمار با استفاده از عصاره‌گیری پی در پی انجام گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که از بین تمام تیمارهایی که اعمال گردید، کلسیم سیلیکات درغلظت 400 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک، توانست بیشترین میزان تثبیت سرب را نسبت به شاهد (54 % ) انجام دهد. به طور کلی هر چهار تیمار به کار برده شده در این آزمایش، در غلظت 400 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک دارای بیشترین میزان تثبیت سرب نسبت به سایر غلظت‌های کاربردی بودند. نتایج حاصل از عصاره‌گیری پی در پی نشان داد که با کاربرد ترکیبات سیلیسیم در خاک آلوده و افزایش غلظت از 50 به 400 میلی‌گرم در کیلو‌گرم خاک، شکل محلول و تبادلی، متصل به کربنات‌ها و متصل به اکسید آهن و منگنز کاهش و شکل باقی‌مانده سرب افزایش یافت. بیشترین میزان کاهش در شکل تبادلی، کربناتی و متصل به اکسید آهن و منگنز و بیشترین میزان افزایش در شکل باقی‌مانده، مربوط به تیمار کلسیم سیلیکات بود.نتیجه‌گیری: در واقع با افزایش غلظت ترکیبات سیلیسیم استفاده شده، سطوح بیشتری از این ترکیبات جهت تثبیت در اختیار سرب قرار می‌گیرد. سیلیسیم می‌تواند با فلزات سنگین کمپلکس تشکیل دهد و از این طریق حلالیت آن‌ها را کاهش دهد. از میان ترکیبات سیلیسیم، کلسیم سیلیکات سطح ویژه بالاتری نسبت به پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات داشته که از این طریق می‌تواند یون‌های فلزی بیشتری را در سطح خود کمپلکس کند. پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات نیز به همین دلیل توانایی ببیشتری نسبت به سیلیسیم خالص در ناپویاسازی سرب داشته‌اند. بنابراین، سیلیسیم خالص کمترین توانایی در ناپویاسازی سرب داشت. به طور کلی استفاده از سیلیسیم و ترکیبات آن علاوه بر اینکه سازگار با محیط زیست بوده تا حدود زیادی می‌توانند از پویایی سرب در خاک بکاهند.

Keywords

• ناپویا سازی
• ترکیبات سیلیسیم
• خاک آلوده به سرب