مقایسه قابلیت نانورس ها و رس های استخراج شده از خاک های مختلف در تثبیت برخی عناصر سنگین

سابقه و هدف: نانو رس‌ها و رس‌ها مهمترین اجزای سازنده زیست بوم‌های خاکی هستند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک به نوع و مقدار آنها وابسته می‌باشد. از این رو نقش مهمی را در کیفیت خاک ایفا می‌کنند. بسیاری از رس‌های موجود در خاک حداقل در یک بعد خود دارای ابعاد نانو می‌باشند. این مسئله موجب ایجاد قابلیت‌هایی در خاک می‌شود که از جمله آنها می‌توان به امکان تثبیت و نگهداری عناصر سنگین در آنها اشاره نمود. در بخش رس خاک‌های حاصل از خاکستر آتشفشانی از قبیل اندیسول‌ها، ساختار‌های متفاوتی از نانوذرات مانند آلومینوسیلیکات‌های دارای ساختار نانوگویچه (آلوفان) و نانولوله (ایموگولایت) وجود دارد. این ذرات نقش مهمی در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک‌های آتشفشانی، ذخیره مواد‌آلی، تثبیت فسفر، نگهداشت فلزات سنگین، نگهداری آب و فرایندهای بیوژئوشیمیایی ایفا می‌کنند. رهاشدن فلزات سنگین درون آب و خاک در نتیجه فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی تهدید جدی برای محیط زیست می‌باشد. در این مطالعه جذب سرب و کادمیوم به منظور مقایسه قابلیت نگهداری این عناصر در رس و نانورس مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روشها: 12 نمونه از 5 پروفیل واقع در 3 منطقه با کانی‌شناسی رس مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. پس ازحذف مواد آلی، املاح محلول، آهک و اکسیدهای‌آهن از خاک، رس خالص پس از اعمال تیمارهای لازم توسط دستگاه پراش پرتو ایکس مورد مطالعه قرارگرفته و پراش نگاشت‌های به دست آمده تفسیر شد. بخش رس و نانورس با روش‌های استاندارد خالص‌سازی و مقادیر نگهداشت عناصر کادمیوم و سرب در غلظت‌های صفر، 6/1، 3/8، 6/16 و 3/33 میلی‌گرم بر لیتر، و pH ثابت اندازه‌گیری شد. این تحقیق به بررسی نفش نانورس‌ها و رس‌ها بر جذب عناصر سنگین در pH ثابت می‌پردازد. برای رسیدن به این هدف میزان جذب سرب و کادمیوم توسط رس و نانورس طبیعی موجود در خاک پس از حذف عوامل سیمان کننده و جداسازی هر بخش با روش‌های استاندارد در pH برابر 6 مورد مطالعه قرار گرفت.یافته‌ها: خاک‌های مورد مطالعه در دو رده اریدی‌سول و اندی‌سول طبقه‌بندی شدند. کانی‌شناسی خاک‌های مورد مطالعه نشان می‌دهد ترکیبی از کانی‌های اسمکتایتی، کلرایتی، ایلایتی و هیدروکسی بین لایه‌ای بخش عمده کانی‌های رسی این خاک‌ها را تشکیل می‌دهد. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان نگهداشت عناصر سنگین مورد مطالعه بسته به نوع عنصر در خاک‌های مختلف متفاوت می‌باشد. در همه نمونه‌های اندیک و غیراندیک، با افزایش غلظت عناصر سنگین در محلول، مقدار نگهداشت افزایش یافت، ولی روند افزایش نگهداشت در نانورس شیب تندتری نسبت به رس نشان داد. نتیجه‌گیری: میزان جذب کادمیوم در رس‌ها و نانورس‌های‌ مورد بررسی پس از رسیدن به غلظت 3/8 میلی‌گرم بر لیتر ، ثابت شد ولی میزان جذب سرب در غلظت‌های مورد مطالعه کماکان روند افزایشی نشان دادند. در بیشتر نمونه‌های مربوط به خاک‌های غیر اندیک میزان جذب به صورت (سرب> کادمیوم) و در خاک‌های اندیک نیز میزان جذب عمدتا به صورت (سرب >کادمیوم) مشاهده شد.