تاثیر بیوچارهای مختلف بر قابلیت استفاده و سرعت آزادشدن روی در خاک آهکی آلوده طبیعی

سابقه و هدف: برخی فعالیت های معدن کاوی همانند استخراج، حمل و نقل، فرآوری و بازیافت مواد معدنی می توانند منجر به آلودگی خاک شوند. از جمله آلودگی های معمول موجود در این فعالیت ها، ورود فلزهای سنگین مانند روی به خاک می باشد. روی، رشد ریشه و توسعه برگ را کاهش داده و موجب زردی به ویژه در برگ های جوان می شود. از عوامل موثر جذب روی توسط گیاه، فراهمی زیستی آن در خاک می باشد. در دسترس بودن فلز روی در خاک، توسط فرایندهای زیستی، شیمیایی، فیزیکی و اثر متقابل بین این فرایندها تنظیم می شود. همچنین، میزان سرعت انتقال فلز از فاز جامد به فاز محلول بر مقدار فراهمی زیستی و کنترل حرکتی فلز بسیار حائز اهمیت است. به گونه ای که در مطالعات سینتیکی جهت براورد و تعیین سرعت انتقال فلز از فاز جامد به فاز محلول، روند واجذب فلزهای سنگین در واحد زمان، اندازه گیری و محاسبه می گردد. بیوچار، با جذب و تثبیت فلزهای سنگین قادر به پاک سازی فلزهای سنگین خاک آلوده است. مواد و روش ها:در این پژوهش تاثیر بیوچارهای مختلف تهیه شده از کمپوست زباله شهری، لجن فاضلاب، باگاس نیشکر، بقایای کلزا، پوست سبز گردو و پوست سبز بادام افزوده شده به یک خاک آلوده (۲ درصد وزنی) بر سرعت واجذب روی پس از ۱۲۰ روز انکوباسیون مطالعه شد. پس از سپری شدن مدت زمان انکوباسیون، با جمع آوری نمونه های خاک، مقدار قابل استفاده فلز سنگین روی پس از عصاره گیری با DTPA-TEA اندازه گیری شد. همچنین سرعت واجذب روی در شاهد و تیمارها در طول مدت ۵۰۴ ساعت اندازه گیری گردید.یافته ها:نتایج این مطالعه، نشان داد که روی قابل استفاده و سرعت واجذب روی تجمعی در نمونه های خاک تیمارشده با ۲ درصد وزنی – وزنی بیوچار، نسبت به شاهد کاهش معنی داری داشت. این کاهش در خاک های تیمارشده با بیوچار پوست گردو و بیوچار پوست بادام بیشتر از سایر تیمارها بود. مقایسه ضریب تبیین (R۲)و خطای استاندارد برآورد (SEE) نشان داد که معادله های الوویچ ساده، تابع توانی و مرتبه اول دارای بیشترین ضریب تبیین و کمترین خطای استاندارد برآورد برای خاک های شاهد و تیمارشده بودند و بنابراین توانایی توصیف سرعت واجذب روی را در این خاک ها داشتند. K۱ در معادله مرتبه اول در دامنه ۰۰۷/۰ تا ۰۰۹/۰ میلی گرم بر کیلوگرم بر ساعت و a*b در معادله تابع توانی در دامنه ۶/۷۲ تا ۲/۹۱ و R در معادله پخشیدگی پارابولیکی ۵/۵۲ تا ۹/۷۴ میلی گرم بر کیلوگرم بر ساعت بود. بر اساس نتایج مطالعات همبستگی در این پژوهش، ضرایب a و K۱ (در معادله مرتبه اول)، R (در معادله پخشیدگی پارابولیکی)، b و a*b (در معادله تابع توانی) جهت توصیف سرعت واجذب روی مفیدتر و به واقعیت نزدیک تر بودند. نتیجه گیری:بیوچارها به دلیل داشتن سطح ویژه و pH بالاتر، فراهمی و مقدار تجمعی روی را به صورت معنی داری کاهش دادند، بنابراین ترتیب کاهش فراهمی زیستی و مقدار تجمعی روی به صورت: خاک تیمارشده با بیوچار پوست سبز گردو> بیوچار پوست سبز بادام> بیوچار باگاس نی شکر> بیوچار بقایای کلزا> بیوچار کمپوست زباله شهری اصفهان> بیوچار لجن فاضلاب شهرکرد> بیوچار لجن فاضلاب اصفهان بود. بنابراین، استفاده از بیوچارهای تهیه شده از پوست سبز گردو و پوست سبز بادام، توانایی کاهش بیشتر فراهمی زیستی فلز روی را در خاک دارند. به گونه ای که فراهمی روی در خاک های تیمارشده با بیوچار تهیه شده از پوست بادام و پوست گردو به ترتیب ۹/۳۶ و ۲/۴۱ درصد نسبت به شاهد کاهش داشت. بنابراین بیشترین کاهش روی قابل استفاده در اثر کاربرد بیوچارهای گردو و بادام اتفاق افتاد. پیشنهاد می گردد این دو بیوچار جهت پالایش خاک های آلوده کشاورزی در سطح وسیع تر (سطح مزرعه) مورد آزمون قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

بقایای خام ، بیوچار ، روی ، سرعت واجذب ، فراهمی زیستی