-248506-496

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال سوم، شماره اول، پاییز 1392
بهسازي خاك هاي آلوده به کادمیوم و مس با کاربرد ديکلسیمفسفات
امین فلامکی1*، حسین توللی2، مهناز اسکندري3 و مهناز مرادي اصطهباناتی4

1*) استادیار؛ گروه مهندسی عمران؛ دانشگاه پیام نور؛ صندوق پستی 3697-19395 تهران؛ ایران؛ نویسنده مسئول مکاتبات: [email protected]
استاد؛ گروه شیمی؛ دانشگاه پیام نور؛ تهران؛ ایران
دانش آموخته دکتري خاکشناسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم وتحقیقات تهران؛ دانشکده کشاورزي و منابع طبیعی؛ گروه خاکشناسی؛ تهران؛ ایران
دانش آموخته کارشناسی ارشد؛ گروه شیمی؛ دانشگاه پیام نور؛ تهران؛ ایران

1732694-835

تاریخ دریافت:30/06/1392 تاریخ پذیرش: 30/09/1392
چکیده
آلودگی منابع آب و خاك به فلزات سنگین از چالشهاي مهم عصر کنونی است. به همین دلیل، آلودگی زدایی چنین خاك هایی، پیش نیاز هرگونه بهرهبرداري بهینه از این منابع است. یکی از روشهاي مقرون به صرفه براي پیشگیري از انتشار فلزات سنگین در منابع آب و خاك، تثبیت و جامدسازي آن هاست. طی این فرآیند، فلزات سنگین در خاكهاي آلوده با اصلاحکنندههایی همچون مواد فسفاتی واکنش داده و با تشکیل موادي کممحلول یا نامحلول در محیط، به صورتی پایدار باقی میمانند .در این پژوهش، کارآیی ديکلسیمفسفات( DCP) در عدم تحرك و تثبیت دو فلز سنگین کادمیوم و مس در خاك ارزیابی شد. به منظور آگاهی از چگونگی جابهجایی این فلزات طی زمان در خاك، آزمایش شستشوي ستون خاك با 12 تیمار پیریزي شد. خاكها در چهار تیمار، به مقدار mg/Kg 500 به فلز مس و در چهار تیمار دیگر به فلز کادمیوم آلوده شدند. یک تیمار به عنوان شاهد انتخاب و به سه تیمار دیگر مقادیر 1/0، 2/0 و 5/0 درصد وزنی تثبیتکننده DCP افزوده شد. چهار تیمار دیگر نیز به همین روش آماده شدند، لیکن همزمان به هر دو فلز آلوده گشتند. نتایج نشان داد که در شرایط آلودگی خاك به فلز مس، کاربرد 1/0% DCP میتواند به اندازه 93% از مقدار خروجی این فلز در نخستین آبشویی، معادل با یک حجم منفذي خاك، بکاهد. این مقدار براي فلز کادمیوم برابر با 80% بود. با کاربرد مقادیر بیشتر تثبیتکننده( 2% و 5%)، مقدار این دو فلز در محلول خروجی ناچیز و به صفر نزدیک شد. در حالت آلودگی توأمان خاك به هر دو فلز، با کاربرد 1% از DCP، مقدار اولیه خروجی مس 90% و کادمیوم 92% کاهش داشت. بنابراین به هنگام حضور توأمان این دو فلز در خاك، تثبیت Cd بهتر از Cu انجام میشود. بر پایه نتایج این پژوهش میتوان نتیجه گرفت که DCP مادهاي موثر براي تثبیت و جامدسازي Cd و Cu و جلوگیري از ورود این دو فلز از خاكهاي سبک بافت به منابع آب زیرزمینی است.
واژه هاي کلیدي: آلودگی خاك؛ تثبیتسازي؛ کلسیمفسفات؛ کادمیوم؛ مس

مقدمه
آلودگی خاك و آب به فلزات سنگین از چالشهاي مهم زیستمحیطی در دهههاي اخیر به شمار میرود .چراکه خاكها و آبهاي آلوده به فلزات سنگین، مشکلات جدي براي زیستبوم و سلامت انسان بوجود میآورند
68219568557682

سال

سوم

/

شماره
1
/

پاییز

سال

سوم

/

شماره

1

/

پاییز

(خداورديلو و همایی ،1386). عمدهترین منابع رهاسازي فلزات سنگین به محیطزیست، فعالیتهاي صنعتی همچون معدنکاوي، ذوب فلزات، صنایع آبکاري، فلزکاري، مصرف سوخت، تخلیه فاضلاب و دفع زبالههاي شهري و صنعتی و نیز کاربرد آفتکشها، کودها و لجن فاضلاب در بخش کشاورزي است (عربی و همکاران ،1389؛ محمديپور و اسدي کپورچال، 1391؛ فلامکی و اسکندري ،1391). رایجترین فلزات سنگین در مناطق آلودهشده شامل Cd، Hg ،Cu ،Cr ،Pb و Ni هستند( ,.Asadi Kapourchal et al
2009) که با ورود به زیستبوم و زنجیره غذایی، اثرات اکولوژیک زیانباري بر انسان، حیوان و گیاهان دارند (3102 ,.Atafar et al., 2010; Mignardi et al). به عنوان مثال کادمیوم میتواند در اندامهاي اصلی بدن انسان مانند کلیه و شش تجمع یافته و منجر به برخی بیماريهاي خطرناك مانند سرطان شود (1021 ,.Jafarnejadi et al).
برخلاف ملکولهاي آلی که ممکن است پس از رها شدن در زیستبوم در برخی فرآیندهاي متابولیک شرکت کنند و یا تخریب شوند، فلزات سنگین تنها میتوانند تغییر شکل یافته و از شکل سمی به حالت غیر محلول خنثی درآیند .
در این شکل، قابلیت جذب آنها توسط موجودات زنده و یا به عبارت دیگر زیان آنها براي ارگانیسمها به حداقل میرسد( Nzihou and Sharrock, 2010). بنابراین، اصلاح خاكهاي آلوده به فلزات سنگین ممکن است به کمک دو فرآیند کاهش غلظت فلزات قابل دسترس زیستی در خاك و آب و نیز ایزوله کردن آلایندهها به منظور جلوگیري از برهمکنش آنها با زیستبوم انجام شود( ,.Navarro et al
.(2011
تاکنون روشهاي متعددي براي آلودگیزدایی خاكها از فلزات سنگین و ممانعت از انتشار آلودگی به سایر منابع مانند آب پیشنهاد شده است. شماري از این روشها شامل خاكبرداري و خاكریزي، دفن خاك، اسیدشویی و شستشوي خاك براي پالایش مناطق آلوده است (داوري و همکاران ،1389). بسیاري از این روشها به دلیل داشتن هزینه بسیار و یا عدم دسترسی به امکانات لازم براي اجراي آنها در کشورهاي در حال پیشرفت، قابل کاربرد نیستند. یکی از روشهاي آلودگیزدایی خاكها، تثبیت-سازي فلزات سنگین است که نسبتاً ساده و مقرون به صرفه بوده و براي بسیاري از مناطق بویژه زمینهاي کم ارزش به خوبی قابل اجرا هستند( 1102 ,.Lee et al). در این روش با کاربرد یک ماده تثبیت کننده، فلزات قابل دسترس زیستی و قابل شستشو به شکل کممحلولتر تبدیل میشوند که می-توانند براي مدت زمان زیادي در این شکل خنثی باقی بمانند. بنابراین خطر ورود آنها به زنجیره غذایی و از دیگر طرف ورود آنها به ذخایر آبهاي سطحی و زیرزمینی کاهش مییابد( Nzihou and Sharrock, 2010). در حال حاضر تثبیت شیمیایی فلزات سنگین مانند Cd، Pb ،Cu و Zn، با کاربرد تثبیتکنندههاي فسفاتی یک روش پذیرفته شده به شمار میرود ( Miretzky and Cirelli,
2009). نخستین پژوهش انجام شده در این زمینه با کاربرد هیدروکسی آپاتیت( HA) براي جذب فلزات یونی در محلول آبی انجام گرفت( Nzihou and Sharrock, 2010). پس از آن، پژوهشهایی بسیار در این زمینه توسط پژوهشگران مختلف انجام شده است. به عنوان مثال ،Hong و همکاران( 2010)، مواد فسفاتی مختلف شامل کودهاي فسفري صنعتی، فسفات به کار رفته در مواد منفجره، ترکیب این دو ماده، سنگ فسفر، ترکیبات آمونیوم ،کلسیم و پتاسیم فسفات را براي تثبیتسازي کادمیوم در خاك آلوده بکار بردند. مقدار اولیه کادمیوم در این خاك mg/kg 75/5 بود. نتایج این پژوهش نشان داد که از میان این مواد، فسفات پتاسیم موثرترین ماده در کاهش غلظت Cd قابل دسترس براي گیاه است. این مسأله میتواند به دلیل افزایش بار منفی خاك بر اثر افزایش pH با افزودن فسفاتهاي قلیایی باشد .
یکی از مشکلات تثبیتسازي فلزات متعدد در خاك با کاربرد مواد فسفاتی، رهاسازي آرسنیک است. به دلیل رقابت یونهاي آرسنات و فسفات و یا به دلیل افزایش pH بر اثر افزودن برخی ترکیبات فسفاتی به خاك، غلظت آرسنیک در تیمارهاي فسفاتی افزایش مییابد. براي حل این مسأله Cui و همکاران( 2010) در پژوهش خود نشان دادند که افزودن ترکیبات آهن منجر به تشکیل ترکیبات
8778241119632

4272528496722

سال

سوم

/
شماره

1
/

سال

سوم



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید