تغییرات شکل های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی

سابقه و هدف: طبقه بندی کادمیم به عنوان یکی از مواد سرطان زای گروه یک و جایگاه آن در میان سمی ترین فلزات، ضرورت درک و کاهش اثرات آن در اکوسیستم های کشاورزی و طبیعی را برجسته می کند. کادمیم خاک در شکل های محلول، تبادلی، کربناتی، همراه با اکسیدهای آهن و منگنز و در ساختار کانی های خاک وجود دارد که نقش مهمی در تحرک، زیست فراهمی و سمیت بالقوه کادمیم ایفا می کنند. درک توزیع و رفتار شکل های کادمیم برای مدیریت آن در محیط زیست، و راهکارهای اصلاحی برای کاهش قابلیت جذب آن و حفاظت از سیستم های تولید غذا ضروری است. مطالعه حاضر برای بررسی تغییر شکل های کادمیم در اثر افزودن آن به چند نمونه خاک آهکی در طی زمان انجام شد.مواد و روش ها: آزمایش بصورت طرح فاکتوریل ۲ عاملی با ۱۳ نمونه خاک و دو سطح کادمیم (۵/۱۲ و ۲۵ میلی گرم در کیلوگرم خاک) با دو تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. تعداد کل نمونه ها، ۵۲ نمونه بود. خاک ها با مقادیر ۵/۱۲ و ۲۵ میلی گرم کادمیم در کیلوگرم در دو تکرار آلوده شدند و در دمای آزمایشگاه و رطوبت ۲۰ درصد وزنی خوابانده شدند. در زمان های ۴۰ و ۹۰ روز، یک نمونه مرطوب حدود ۲ گرم برداشته شد و جرم آن براساس رطوبت جرمی اصلاح شد. عصاره گیری متوالی با (F۱ آب مقطر (شکل محلول)، F۲) استات آمونیوم یک مولار خنثی (شکل تبادلی)، F۳) استات آمونیوم یک مولار با پ هاش ۵ (شکل کربناتی)؛ F۴) ۰۴/۰ مولار هیدروکسیل آمین هیدروکلرید در ۲۵ درصد حجمی اسید استیک با پ هاش ۳ (شکل همراه با اکسیدهای آهن و منگنز)؛ F۵) پراکسید هیدروژن %۳۰ پ هاش ۲ بهمراه ۵ میلی لیتر استات آمونیوم ۳/۰ مولار در ۲۰ درصد حجمی اسید نیتریک (شکل متصل به ماده آلی)؛ و F۶) اسید نیتریک ۷ مولار (شکل باقیمانده) انجام و غلظت کادمیم عصاره ها با دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شدند. یافته ها: کادمیم افزوده شده به خاک عمدتا در شکل های تبادلی، کربناتی و همراه با اکسیدهای آهن و منگنز بازیابی شد. مجموع شکل های تبادلی، کربناتی و همراه با اکسیدهای آهن و منگنز بیشتر از ۹۰ درصد از کادمیم افزوده شده به خاک را تشکیل دادند. در روز ۴۰ انکوباسیون در سطوح ۵/۱۲ و ۲۵ میلی گرم کادمیم، میانگین کادمیم تبادلی به ترتیب ۴۱/۲ و ۶۸/۵ میلی گرم در کیلوگرم معادل با ۱۹ و ۲۳ درصد از کادمیم مصرفی بود. بخش زیادی از کادمیم افزوده شده به خاک در هر دو زمان مورد مطالعه در شکل کربناتی بازیابی شد. میانگین کادمیم کربناتی در سطوح ۵/۱۲ و ۲۵ میلی گرم در کیلوگرم در روز۴۰ به ترتیب ۱۵/۷ و ۶۵/۱۴ میلی گرم در کیلوگرم بود. در هر دو سطح کادمیم مصرفی، تقریبا ۵۸ درصد از کادمیم مصرفی در روز ۴۰ انکوباسیون به شکل کربناتی بازیابی شد که در روز ۹۰ تقریبا به ۴۰ درصد کاهش یافت. میانگین کادمیم همراه با اکسیدهای آهن و منگنز در روز ۴۰، بترتیب ۹۸/۰ و ۳/۳ میلی گرم در کیلوگرم به ترتیب در سطح ۵/۱۲ و ۲۵ کادمیم بود که نشان می دهد بصورت میانگین ۸ و ۱۳ درصد از کادمیم افزوده شده در شکل همراه با اکسیدهای آهن و منگنز در روز ۴۰ بازیابی شد. در روز ۹۰، بصورت میانگین این شکل به ۹۸/۲ و ۶۸/۶ میلی گرم در کیلوگرم افزایش یافت که به ترتیب برابر با ۲۴ و ۲۷ درصد از کادمیم مصرفی در سطوح ۵/۱۲ و ۲۵ کادمیم بود. نتیجه گیری: در مطالعه ی حاضر پویایی کادمیم در خاک های مورد مطالعه زیاد و توانایی خاک در تثبیت آن علی رغم ماهیت آهکی خاک ها، کم بود. به نظر می رسد ظرفیت تبادل کاتیونی و ماده آلی از جمله خصوصیات خاک هستند که می توانند بر تبدیل شکل های کادمیم اثر گذاشته و با افزایش این دو خصوصیت، پویایی کادمیم در خاک تا حدودی کاهش یابد.

کلیدواژه ها:

کادمیم ، شکل تبادلی ، شکل کربناتی ، خاکهای آهکی