تاثیر نانو زغال زیستی بر سینتیک و هم دمای جذب کادمیوم در خاک آهکی

آلودگی خاک با فلزات سنگین مانند کادمیوم به یک نگرانی محیط زیستی جهانی تبدیل شده است. نانو زغال زیستی می تواند از موثرترین اصلاح کننده های خاک باشند، اما اهمیت آن ها در اصلاح خاک های آلوده آهکی به خوبی شناخته نشده است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر نانو زغال زیستی نی بر سینتیک و هم دمای جذب کادمیوم در خاک آلوده آهکی بود. نانو زغال زیستی نی با روش آسیاب گلوله ای تهیه و سپس ویژگی های آن اندازه گیری شد. برای بررسی تاثیر نانو زغال زیستی در خاک، یک آزمایش انکوباسیون با سه نوع جاذب شامل زغال زیستی نی، زغال زیستی نی اصلاح شده با کلرید آهن و نانو زغال زیستی، در سه سطح کاربرد شامل صفر، ۵/۰ و یک درصد وزنی/وزنی در سه تکرار به مدت ۶۰ روز در دمای ۲۵ درجه سلسیوس انجام شد. پس از پایان دوره انکوباسیون، برخی ویژگی های خاک اندازه گیری شد و آزمایش هم دمای جذب کادمیوم (غلظت های صفر تا ۵۰ میلی گرم بر لیتر) و سینتیک جذب کادمیوم (زمان های ۵/۰ تا ۴۸ ساعت) انجام شد. سپس داده های آزمایش با مدل های سینتیک و هم دمای جذب به صورت غیرخطی برازش داده شد و پارامترهای مدل ها محاسبه شد. نتایج نشان داد کاهش اندازه زغال زیستی به نانو سبب افزایش سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی شد. کاربرد نانو زغال زیستی در سطح یک درصد سبب افزایش درصد ماده آلی خاک شد. نانو زغال زیستی نی در سطح ۵/۰ و یک درصد در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب سبب افزایش ۰۲/۳۳ و ۰۲/۸۳ درصد از ماده آلی خاک شد. نانو زغال زیستی بیش ترین تاثیر را بر جذب کادمیوم در خاک داشت. مدل لانگمویر نسبت به رابطه فروندلیچ و تمکین برازش بهتری بر داده های آزمایش داشت. حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم (qmax) با کاربرد جاذب ها افزایش داشت و بیش ترین ظرفیت جذب در تیمار یک درصد نانو زغال زیستی با مقدار ۱۰۴۸ میلی گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. مدل سینتیکی شبه درجه دوم با توجه به ضریب تبیین بالا (R۲) و خطای استاندارد پایین (SE) برازش بهتری بر داده های سینتیکی جذب داشت. ظرفیت جذب کادمیوم (qe) با کاربرد جاذب ها در مقایسه با تیمار شاهد افزایش یافت و این افزایش در سطح نانو زغال زیستی یک درصد بیش تر از سطح ۵/۰ درصد بود. به طورکلی کاربرد نانو زغال زیستی تولید شده توسط آسیاب گلوله ای، در جذب کادمیوم توسط خاک آلوده آهکی موثرتر بود.

کلیدواژه ها:

آلودگی خاک ، جذب سطحی ، سینتیک ، فلز سنگین ، نانو زغال زیستی