ارزیابی رفتار کادمیم در یک خاک آهکی متاثر از بیوچارهای بقایای پوست گردو پوشش داده شده با نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی

استفاده از سطوح بیوچار به عنوان بستری مناسب برای قرارگیری نانوذرات آهن صفر ظرفیتی می­تواند علاوه بر افزایش پایداری و کاهش آگلومراسیون این نانوذرات، سبب افزایش فرایندهای جذبی بیوچار برای آلاینده­های مختلف در محیط زیست شود. در این پژوهش، بقایای پوست گردو (R)، بیوچار بقایای پوست گردو (B)، و بیوچار بقایای پوست گردو پوشش داده شده با نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (BN)، به صورت جداگانه در سه سطح (۵/۰، ۲، و ۴%) به یک خاک آهکی آلوده شده به کادمیم (۲۰۰ میلی­گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک)، اضافه و پس از انجام فرایند خوابانیدن (۹۰ روز)، رفتار کادمیم در خاک با استفاده از آزمایشات سینتیک واجذب و شکل های شیمیایی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، کاربرد BN به طور قابل ملاحظه­ای نسبت به دو جاذب دیگر سبب کاهش واجذبی کادمیم (کاهش ۶۹/۵۹، ۱۶/۸۰ و ۵/۸۰ % به ترتیب در سطوح ۵/۰، ۲، و ۴%) در مقایسه با نمونه شاهد شد. مقادیر پایین از پارامتر Q۱ (بخش لبایل کادمیم) در مدل دو مرحله­ای مرتبه اول برازش داده شده بر داده­های دوفازی واجذبی کادمیم در خاک های تیمار شده، نشان از اثر بهینه بهسازها (به ویژه BN) در کاهش بخش قابل دسترس کادمیم نسبت به نمونه شاهد داشت. کاربرد هر سه جاذب سبب کاهش درصد نسبی دو شکل متحرک تبادلی و کربناتی شده بود که این کاهش در خاک­های تیمار شده با BN (سطوح ۲ و ۴%) به صورت مشهودی بیش از سایر تیمارها بود. کاهش فاکتور تحرک کادمیم از ۲/۶۸% در نمونه شاهد به ۵۱/۳۵، ۸۳/۴۳ و ۱/۵۴% (میانگین سه سطح) به ترتیب در نمونه­های تیمار شده با BN، B و R نشان از اثربخشی بالای بیوچارهای پوشش ­داده شده در تثبیت کادمیم نسبت به B و R داشت. بر اساس نتایج این تحقیق، بیوچارهای پوشش داده شده با نانوذرات آهن صفرظرفیتی، به دلیل تجمیع فرایندهای تثبیت دو ماده بیوچار (فرایندهای تبادل یونی، کمپلکس سطحی و رسوب سطحی یا رسوب مجدد) و نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (فرایندهای جذب و تشکیل کمپلکس)، راندمان بالاتری در کاهش واجذبی و تحرک کادمیم در خاک آهکی مورد مطالعه نسبت به بیوچارهای غیرپوشش داده شده، نشان دادند.

کلیدواژه ها:

Coated biochar ، Cadmium ، Desorption ، Chemical forms