تأثیر نانوبیوچار بر سینتیک و همدمای جذب کادمیوم در خاک آهکی

محمدی والا, دنیا; مرادی, ندا; معزی, عبدالامیر

doi:10.22098/mmws.2023.13348.1328

تأثیر نانوبیوچار بر سینتیک و همدمای جذب کادمیوم در خاک آهکی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهوار، اهواز، ایران

² استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهوار، اهواز، ایران

³ استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

10.22098/mmws.2023.13348.1328

چکیده

آلودگی خاک با فلزات سنگین مانند کادمیوم به یک نگرانی زیست محیطی جهانی تبدیل شده است. نانوبیوچار می‌تواند از مؤثرترین اصلاح‌کننده‌های خاک باشند اما اهمیت آن‌ها در اصلاح خاک‌های آلوده آهکی به خوبی شناخته نشده است. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر نانوبیوچار نی بر سینتیک و همدمای جذب کادمیوم در خاک آلوده آهکی بود. نانوبیوچار نی با روش آسیاب گلوله‌ای تهیه گردید و سپس ویژگی‌های آن اندازه‌گیری گردید. برای بررسی تأثیر نانوبیوچار در خاک، یک آزمایش انکوباسیون با سه نوع جاذب شامل: بیوچار نی، بیوچار نی اصلاح شده با کلرید آهن و نانوبیوچار ،در سه سطح کاربرد شامل 0، 5/0 و 1 درصد وزنی/وزنی در سه تکرار به‌مدت 60 روز در دمای 25 درجه سلسیوس انجام گردید. پس از پایان دوره انکوباسیون برخی ویژگی‌های خاک اندازه‌گیری شد، و آزمایش همدمای جذب کادمیوم (غلظت‌های 0 تا 50 میلی‌گرم بر لیتر) و سینتیک جذب کادمیوم (زمان‌های 0.5 تا 48 ساعت) انجام شد. سپس داده‌های آزمایش با مدل‌های همدما و سینتیک جذب به صورت غیرخطی برازش داده شد و پارامترهای مدل‌ها محاسبه گردید. نتایج نشان داد کاهش اندازه بیوچار به نانو سبب افزایش سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی گردید. کاربرد نانوبیوچار در سطح 1 درصد سبب افزایش درصد ماده آلی خاک گردید. نانوبیوچار نی در سطح 5/0 و 1 درصد در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب سبب افزایش 02/33 و 02/83 درصد از ماده آلی خاک گردید. نانوبیوچار بیشترین تأثیر را بر جذب کادمیوم در خاک داشت. مدل لانگمویر نسبت به معادله فروندلیچ و تمکین برازش بهتری بر داده‌های آزمایش داشت. حداکثر ظرفیت جذب کادمیوم (qmax) با کاربرد جاذب‌ها افزایش داشت و بیشترین ظرفیت جذب در تیمار 1 درصد نانوبیوچار با مقدار 1048 میلی‌گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. مدل سینتیکی شبه درجه دوم با توجه به ضریب تبیین بالا (R2) و خطای استاندارد پایین (SE) برازش بهتری بر داده‌های سینتیکی جذب داشت. ظرفیت جذب کادمیوم (qe) با کاربرد جاذب‌ها در مقایسه با تیمار شاهد افزایش یافت و این افزایش در سطح نانوبیوچار 1 درصد بیشتر از سطح 5/0 درصد بود. بطورکلی کاربرد نانوبیوچار تولید شده توسط آسیاب گلوله‌ای، در جذب کادمیوم توسط خاک آلوده آهکی مؤثرتر بود.

کلیدواژه‌ها