علوم خاک
محمد ماله میر چگینی؛ احمد گلچین
چکیده
فلزات سنگین آلاینده‌های پایدار خاک هستند که سلامت محیطزیست و انسان را به خطر می‌اندازند. استفاده از مواد اصلاح کننده خاک مانند بیوچار و کربن فعال به‌عنوان روشی مؤثر برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، اثر ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت گردو و بادام کاغذی)، بیوچار و کربن فعال تولید شده ...
بیشتر
فلزات سنگین آلاینده‌های پایدار خاک هستند که سلامت محیطزیست و انسان را به خطر می‌اندازند. استفاده از مواد اصلاح کننده خاک مانند بیوچار و کربن فعال به‌عنوان روشی مؤثر برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، اثر ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت گردو و بادام کاغذی)، بیوچار و کربن فعال تولید شده از آنها بر غیرمتحرک کردن فلزات سنگین سرب، روی و کادمیوم و رشد گیاه ذرت در خاک آلوده در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد. بیوچارها در دو دمای ۳۰۰ و ۵۰۰ درجه سلسیوس تولید و سپس با اسید فسفریک فعال و تیمارهای آزمایش در چهار سطح (0، 5/2، 5 و 10 درصد وزنی) و در سه تکرار به یک خاک آلوده اضافه شدند. نتایج نشان داد ضایعات آلی، بیوچارها و کربن‌های فعال، غلظت فلزات سنگین قابلدسترس در خاک را در سطح احتمال 5 درصد به‌طور معنیداری کاهش دادند. کربن‌های فعال بیشترین و ضایعات آلی کمترین اثر را داشتند. کمترین غلظت فلزات سرب، کادمیوم و روی قابل عصارهگیری با DTPA مربوط به تیمار کربن فعال ۵۰۰ درجه سلسیوس حاصل از بیوچار کاه و کلش گندم 500 درجه سلسیوس و سطح مصرف ۱۰ درصد بهترتیب با مقادیر 6/1، 5/4 و 464 میلیگرم در کیلوگرم خاک بود که بهترتیب 46/99، 67/83 و 96/63 درصد غلظت فلزات سنگین قابل جذب را نسبت به تیمار شاهد کاهش دادند. کمترین غلظت فلزات سنگین در بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت مربوط به همین تیمار و سطح مصرف بود. کمترین غلظت سرب، روی و کادمیوم در بخش هوایی بهترتیب 67/71، 67/490 و 67/1 میلیگرم در کیلوگرم و در بخش ریشه بهترتیب ۲۰۶، ۱۰۹۵ و ۲۰ میلیگرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی بود. بیشترین وزن خشک بخش هوایی و ریشه در همین تیمار و سطح مصرف 5 درصد بهترتیب با مقادیر 76/5 و 84/1 گرم در گلدان مشاهده شد. نتایج این پژوهش نشان داد بکارگیری کربن فعال میتواند به‌عنوان یک روش کارآمد و پایدار برای پاکسازی خاک‌های آلوده به فلزات سنگین و افزایش رشد گیاهان در نظر گرفته شود.
علوم خاک
جلال صادقی؛ امیر لکزیان؛ اکرم حلاج نیا؛ مینا علیخانی مقدم
چکیده
استفاده از جاذب‌های مختلف بهمنظور حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی موضوعی است که به فراوانی در مطالعات مختلف به آن پرداخته شده است. با این وجود همچنان استفاده از جاذب‌های ارزان با قابلیت جذب بالا؛ از جمله موضوعاتی است که در بحث حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی مطرح می‌باشد. در این مطالعه به بررسی تأثیر کربن‌دات قارچی بر سینتیک، ...
بیشتر
استفاده از جاذب‌های مختلف بهمنظور حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی موضوعی است که به فراوانی در مطالعات مختلف به آن پرداخته شده است. با این وجود همچنان استفاده از جاذب‌های ارزان با قابلیت جذب بالا؛ از جمله موضوعاتی است که در بحث حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی مطرح می‌باشد. در این مطالعه به بررسی تأثیر کربن‌دات قارچی بر سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب پرداخته شد. بدین‌صورت که پس از کشت قارچ Alternaria alternata، اگزوپلی ساکارید این قارچ استخراج و با استفاده از روش هیدروترمال و به کمک اتوکلاو با پوشش تفلون در دمای 200 درجه سلسیوس به‌مدت 24 ساعت به کربن‌دات تبدیل شد. در ادامه جذب سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب توسط این نانو جاذب بررسی شد. در این آزمایش 7 سطح غلظت سرب (100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلیگرم در لیتر)، 7 زمان تماس (5، 10، 15، 20، 25، 30 و 60 دقیقه)، 8 سطح pH (2، 4، 6، 7، 8، 9، 10 و 11)، 8 غلظت نانوجاذب (50، 100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلیگرم در لیتر)، 3 قدرت یونی محلول (1/0، 01/0 و 001/0 مولار کلرید پتاسیم) و 5 نوع دمای محلول (25، 30، 35، 40 و 45 درجه سلسیوس) بررسی شد. نتایج نشان داد که حداکثر میزان جذب سرب توسط این جاذب 59/13 میلیگرم بر گرم بود. از میان مدلهای سینتیک جذب انتخاب شده (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و پخشیدگی درون ذره‌ای)، دادهها به خوبی توسط مدل شبه مرتبه دوم با 99/0 =R2 و 064/0 = RMSE توصیف شد. معادله لنگمویر بهترین برازش را برای هم‌دما جذب سرب در این مطالعه نشان داد که بیانگر جذب تک لایه‌ای و همگن سرب توسط جاذب مورد مطالعه بود. مقادیر مثبت DH° (kJ mol-1 3/13) و DS (J mol °K-1 34/70) نشاندهنده گرماگیر بودن واکنش و افزایش بی‌نظمی در سطح مشترک جامد-مایع در طول جذب سرب توسط کربن‌دات قارچی بود. مقادیر منفی DG نیز نشاندهنده خود به خودی بودن واکنش جذب بود.
جلال قادری؛ فریدون نورقلی پور
چکیده
شناسایی رقمهایی از گیاهان که به‌صورت کارآمدی بتوانند فسفر خاک را جذب و مصرف کنند، میتواند باعث کاهش هزینه مالی و زیست‌محیطی کاربرد کودهای فسفره گردد. لذا بهمنظور مقایسه ارقام زمستانه کلزا ازنظر جذب، مصرف و کارآیی فسفر، این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو عامل الف) فسفر (P) در پنج سطح صفر، 80، 160، 240 ...
بیشتر
شناسایی رقمهایی از گیاهان که به‌صورت کارآمدی بتوانند فسفر خاک را جذب و مصرف کنند، میتواند باعث کاهش هزینه مالی و زیست‌محیطی کاربرد کودهای فسفره گردد. لذا بهمنظور مقایسه ارقام زمستانه کلزا ازنظر جذب، مصرف و کارآیی فسفر، این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو عامل الف) فسفر (P) در پنج سطح صفر، 80، 160، 240 و 300 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل بر هکتار و ب) ارقام کلزا شامل اکاپی، اپرا و زرفام، در سه تکرار و در مزرعه ایستگاه تحقیقاتی ماهیدشت کرمانشاه طی دو سال زراعی اجرا گردید. نتایج نشان داد که اثرات برهمکنش مقدار فسفر و ارقام کلزا بر غلظت فسفر برگ، عملکرد دانه، کاه، غلظت و جذب فسفر دانه و شاخصهای کارآیی بر اساس وزن دانه و جذب فسفر دانه، معنیدار بود. با توجه به مقدار فسفر اولیه خاک (2/7 میلیگرم فسفر بر کیلوگرم خاک) در میانگین دو سال، بیشترین عملکرد دانه و کاه به ترتیب 3203 و 4613 کیلوگرم بر هکتار از مصرف 300 کیلوگرم کود سوپرفسفات تریپل بر هکتار و با رقم اکاپی به‌دست آمد. در شرایط کمبود فسفر، تفاوت معنیدار بین ارقام ازلحاظ عملکرد دانه، مشاهده نشد. تفاوت معنیداری بین سه رقم ازنظر شاخصهای کارآیی فسفر، مشاهده شد. رقم اپرا کارا در جذب (84/0) و رقم زرفام کارا در استفاده از فسفر (152 کیلوگرم دانه در هر کیلوگرم کود)، ولی رقم اپرا فسفر کارا بود. با توجه به روابط همبستگی با شاخص تنش کمبود فسفر به نظر میرسد، فسفر کارآیی ارقام، وابسته به کارآیی در جذب فسفر باشد (** 477/0= R2) تا کارآیی در مصرف فسفر (ns 076/0= R2). کارآیی جذب میتواند به‌عنوان شاخص کلیدی برای تفکیک ارقام فسفر کارای کلزا در شرایط مزرعه استفاده گردد. کاربرد ارقام اپرا و اکاپی با 80 کیلوگرم کود در شرایط مشابه این آزمایش، قابل توصیه خواهد بود.
معصومه مهدی زاده؛ عادل ریحانی تبار؛ شاهین اوستان
چکیده
جذب و واجذب از فرآیندهای مهم اثرگذار بر شیمی فسفر در خاک‌ها می‌باشند. این تحقیق بهمنظور بررسی تأثیر حذف ماده آلی خاک با محلول هیپوکلریت سدیم بر شاخصهای پسماند فسفر در 12 نمونه خاک آهکی ایران با ویژگیهای متفاوت انجام گرفت. برای این منظور 4 گرم از نمونه‌های خاک در لوله‌های سانتریفیوژ 50 میلی‌لیتری ریخته شد و پس از افزودن 40 میلی‌لیتر ...
بیشتر
جذب و واجذب از فرآیندهای مهم اثرگذار بر شیمی فسفر در خاک‌ها می‌باشند. این تحقیق بهمنظور بررسی تأثیر حذف ماده آلی خاک با محلول هیپوکلریت سدیم بر شاخصهای پسماند فسفر در 12 نمونه خاک آهکی ایران با ویژگیهای متفاوت انجام گرفت. برای این منظور 4 گرم از نمونه‌های خاک در لوله‌های سانتریفیوژ 50 میلی‌لیتری ریخته شد و پس از افزودن 40 میلی‌لیتر محلول هیپوکلریت سدیم (NaOCl) 6 درصد حجمی در pH برابر 8، به مدت 6 ساعت در دمای اتاق قرار داده شد. سپس سوسپانسیون سانتریفیوژ شده و محلول زلال رویی دور ریخته شد. بلافاصله 40 میلی‌لیتر از محلول هیپوکلریت سدیم 6 درصد اضافه و سوسپانسیون دوباره به مدت 6 ساعت در دمای اتاق قرار داده شد. این چرخه اکسایش 3 بار ادامه یافت. بعد از حذف ماده آلی، بهمنظور شست و شوی محلول هیپوکلریت سدیم اضافی، به بقایای خاک تیمار شده از مراحل فوق 40 میلی‌لیتر محلول زمینه کلرید کلسیم 01/0 مولار افزوده و سوسپانسیون تکان داده شد و پس از سانتریفیوژ محلول زلال رویی دور ریخته شد و این چرخه 3 بار ادامه یافت. پس از انجام مراحل فوق، خاک‌ها هوا خشک گردیدند. همدمای جذب فسفر در خاک‌ها با به تعادل رساندن خاک‌ها با محلول‌هایی با غلظت‌های متفاوت فسفر(5، 10، 20، 30، 40، 60، 80 و 100 میلیگرم فسفر بر لیتر) از منبع منو کلسیم فسفات و در محلول زمینه 01/0 مولار کلرید کلسیم به دست آمد. بهمنظور توصیف همدمای جذب و واجذب در خاک‌ها از مدل فروندلیچ استفاده شد. بر طبق نتایج حاصله در همه خاک‌ها پدیده پسماند مشاهده و جذب فسفر بعد از حذف ماده آلی برگشت‌ناپذیر شد. متوسط مقادیر فسفر واجذب‌شده در خاک‌ها بعد از حذف ماده آلی 40 درصد کاهش یافت.نتایج نشان داد که مقادیر شاخص چهارم پسماند که از ضریب توزیع (Kd) محاسبه شده بود با درصد رس (r= 0.69, p<0.05) و کربنات کلسیم فعال (p<0.05 r= 0.7,) همبستگی مثبت و معنیدار داشت. بر طبق نتایج به دست آمده از بین هفت شاخص پسماند، شاخص چهارم (HI4) میتواند به‌عنوان شاخص برتر معرفی شود.
احمدرضا شیخ حسینی؛ حسین شریعتمداری؛ مهران شیروانی
چکیده
آلودگی منابع آب و خاک به فلزات سنگین از مهمترین چالش های پیش روی بشر است. جذب فلزات سنگین از محیط های آبی با استفاده از مواد جاذب ارزان قیمت یکی از روش های ارزان و کارآمد محسوب می شود. لیگاندهای مختلف دارای توانایی متفاوتی برای کمپلکس کردن فلزات سنگین هستند و بر جذب و سرنوشت آنها در محیط های آبی اثر چشمگیر و تعیین کننده ای دارند. سیترات ...
بیشتر
آلودگی منابع آب و خاک به فلزات سنگین از مهمترین چالش های پیش روی بشر است. جذب فلزات سنگین از محیط های آبی با استفاده از مواد جاذب ارزان قیمت یکی از روش های ارزان و کارآمد محسوب می شود. لیگاندهای مختلف دارای توانایی متفاوتی برای کمپلکس کردن فلزات سنگین هستند و بر جذب و سرنوشت آنها در محیط های آبی اثر چشمگیر و تعیین کننده ای دارند. سیترات و آرژنین از لیگاندهای مهم هستند که به طور طبیعی در خاک ها و ریزوسفر گیاهان یافت می شوند. در این مطالعه اثر لیگاندهای سیترات و آرژنین بر جذب نیکل توسط کانی های سپیولیت یزد و کلسیت بررسی شد. در حضور یا عدم حضور سیترات و آرژنین مدل لانگمویر جذب نیکل توسط سپیولیت را به خوبی توصیف نمود در حالی که جذب خطی بهترین توصیف برای جذب نیکل توسط کلسیت و حاکی از فیزیکی بودن مکانیسم جذب بود. سیترات مقدار و سرعت جذب نیکل توسط سپیولیت را کاهش داد. در مورد کلسیت سیترات بر ظرفیت جذب نیکل توسط کلسیت اثر چندانی نداشت اما سرعت جذب را افزایش داد. آرژنین موجب افزایش مقدار و سرعت جذب نیکل توسط دو کانی شد. سینتیک جذب نیکل توسط سپیولیت و کلسیت از مدل تابع توانی پیروی کرد. در حضور سیترات بعد از 6 ساعت واجذب نیکل توسط کانی کلسیت اتفاق افتاد. بنابراین حضور سیترات و آرژنین می تواند بر کارآیی سپیولیت و کلسیت برای حذف نیکل از محیط های آبی آلوده مؤثر باشد. آرژنین می تواند با افزایش جذب نیکل توانایی پالایندگی سپیولیت و کلسیت را افزایش دهد در حالی که سیترات بر سیستم کلسیت بی تأثیر بوده ولی در سیستم سپیولیت موجب کاهش جذب نیکل و در نتیجه کاهش کارآیی سیستم می شود.
احمد فرخیان فیروزی؛ حسین حمیدی فر؛ محمدجواد امیری؛ مهدی بهرامی
چکیده
نانوذرات از جنبه های مختلف پالایش زیست محیطی مانند تخریب ترکیبات آلی و آفت کش ها و جذب فلزات سنگین و آنیون های غیر آلی مورد-توجه واقع شده اند. هدف این پژوهش، مطالعه کمی انتقال نانوذرات مگنتیت در ستون های شن، تحت شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، منحنی رخنه نانوذرات مگنتیت اصلاح شده باسدیم دو دوسیل سولفات5 (SDS) و کلراید در شرایط اشباع ...
بیشتر
نانوذرات از جنبه های مختلف پالایش زیست محیطی مانند تخریب ترکیبات آلی و آفت کش ها و جذب فلزات سنگین و آنیون های غیر آلی مورد-توجه واقع شده اند. هدف این پژوهش، مطالعه کمی انتقال نانوذرات مگنتیت در ستون های شن، تحت شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، منحنی رخنه نانوذرات مگنتیت اصلاح شده باسدیم دو دوسیل سولفات5 (SDS) و کلراید در شرایط اشباع اندازه گیری شد و تأثیر غلظت نانوذرات (1/0 و 5/0 گرم در لیتر) و اثربار آبی (2 و 10 سانتی متر) بر انتقال نانوذرات بررسی گردید. برای پیش بینی انتقال نانوذرات در خاک از مدل های جذب- واجذب سینتیک تک مکانی و دومکانی برنامه HYDRUS-1D استفاده شدو برای تعیین دقت مدل ها از آماره های تعیین کارایی مدل(E)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) و انحراف معیار هندسی نسبت خطا (GSDER) استفاده گردید. نتایج نشان داد در هر دو مدل در تمام مکان ها جذب سریع و واجذب کند است که می توان این مکان های سینتیک جذب را مربوط به کانی های با بار موافق جذب دانست. بنابراین با توجه به رفتار مشابه جذب- واجذب در دو مکان مربوط به مدل سینتیک دومکانی، می توان گفت مدل تک مکانی به تنهایی قادر به برآورد مطلوب منحنی های رخنه نانوذرات در خاک شنی مورد مطالعه می باشد. کارایی مدل تک مکانی از 761/0 تا 851/0 و مدل دومکانی از 760/0 تا 846/0 متغیر بود که نشان می دهد هر دو مدل برآورد خوبی از منحنی رخنه نانوذرات دارند. با توجه به شکل لگاریتمی منحنی رخنه انتقال نانوذرات در خاک شنی، هر دو مدل برآوردی خوب از کلیه دامنه منحنی رخنه نانوذرات از جمله دنباله منحنی رخنه داشتند.
علی فلاحتی مروست؛ علیرضا حسین پور؛ سید حسن طباطبائی
چکیده
هدف این پژوهش، بررسی اثر شوری خاک برفراهمی و جذب کادمیم، سرب، نیکل، روی و مس در یک خاک تیمار شده با لجن فاضلاب بود. شوری خاک (2، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر، عصاره گل اشباع) با نسبت 1:1 با استفاده از نمک های کلرید سدیم و کلرید کلسیم ایجاد گردید و خاک به مدت یک ماه در رطوبت مزرعه نگه داری شد. سپس خاک، با لجن فاضلاب (5/1درصد) تیمار گردید و به مدت یک ...
بیشتر
هدف این پژوهش، بررسی اثر شوری خاک برفراهمی و جذب کادمیم، سرب، نیکل، روی و مس در یک خاک تیمار شده با لجن فاضلاب بود. شوری خاک (2، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر، عصاره گل اشباع) با نسبت 1:1 با استفاده از نمک های کلرید سدیم و کلرید کلسیم ایجاد گردید و خاک به مدت یک ماه در رطوبت مزرعه نگه داری شد. سپس خاک، با لجن فاضلاب (5/1درصد) تیمار گردید و به مدت یک ماه، خوابانده شد. قبل از کشت، غلظت فلزات سنگین در محلول، کلرید محلول و فلزات سنگین عصاره گیری شده باDTPA –TEA تعیین گردید. سپس گیاه جو کشت و 10 هفته پس از جوانه زنی، قسمت های هوایی برداشت و شاخص های گیاهی (عملکرد، غلظت و جذب) تعیین شدند. نتایج نشان داد که کلیه سطوح شوری خاک باعث افزایش معنی دار مقادیر محلول و قابل استفاده کادمیم، سرب، نیکل، روی و مس شد. شوری خاک بر غلظت وجذب کادمیم و سرب گیاه اثر معنیداری (05/0p
پریسا معتمدی؛ محمد حسن صالحی؛ علیرضا حسین پور
چکیده
هدف از این تحقیق، بررسی ویژگیهای جذب عناصر سرب و کادمیم در افق‌های سطحی و زیر‌سطحی ده نمونه از خاک‌های حاوی پالیگورسکایت در شرق استان اصفهان بود. ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و کانی‌شناسی خاک‌های مورد مطالعه تعیین گردید و ویژگیهای جذب سرب و کادمیم از هم‌دماهای جذب با استفاده از معادلات لانگمویر، فروندلیچ وخطی برآورد شد. نتایج ...
بیشتر
هدف از این تحقیق، بررسی ویژگیهای جذب عناصر سرب و کادمیم در افق‌های سطحی و زیر‌سطحی ده نمونه از خاک‌های حاوی پالیگورسکایت در شرق استان اصفهان بود. ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و کانی‌شناسی خاک‌های مورد مطالعه تعیین گردید و ویژگیهای جذب سرب و کادمیم از هم‌دماهای جذب با استفاده از معادلات لانگمویر، فروندلیچ وخطی برآورد شد. نتایج کانی‌شناسی نشان داد، در همه خاک‌های مورد مطالعه، کانی‌های گروه اسمکتایت، میکا، پالیگورسکایت، کلرایت، کائولینایت و کوارتز وجود دارد. هم‌دماهای جذب فروندلیچ و خطی، قادر به توصیف جذب سرب و هم‌دماهای جذب فروندلیچ، لانگمویرو خطی قادر به توصیف جذب کادمیم در خاک‌های مورد مطالعه بودند، همدمای فروندلیچ برای هر دو عنصر دارای بیشترین ضریب همبستگی بود. ثابت توانی فروندلیچ (n) برای سرب و کادمیم بهترتیب در دامنه 52/1-22/0 و 61/4-95/1 بود. ضریب توزیع فروندلیچ (KF) برای سرب و کادمیم بهترتیب در دامنه 114815-2679 و 1369-353 لیتر بر کیلوگرم قرار داشت. حداکثر جذب کادمیم (b) در دامنه 2000-1250 میلیگرم بر کیلوگرم بود. ثابت متناسب با انرژی پیوند (k) برای کادمیم در دامنه 50/2-30/0 لیتر بر میلیگرم به‌دست آمد. در مدل خطی، ضریب توزیع (Kd) برای سرب و کادمیم بهترتیب در دامنه 64605-4188 و 678-33 لیتر بر کیلوگرم بود. به طور کلی، در خاک‌های منطقه، مقدار جذب سرب به مراتب بالاتر از کادمیم بود. همبستگی پارامترهای هم‌دماهای جذب با ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک‌های مورد مطالعه نشان داد که در جذب سرب و کادمیم، ویژگیهای خاک شامل کربنات کلسیم معادل، ماده آلی، گنجایش تبادل کاتیونی و درصد رس، مهمترین پارامترها هستند.
