مطالعه کمّی اثر نانوذرات مگنتیت بر تثبیت، انتقال و دسترسی زیستی فلز مس در خاک

آلودگی آب و خاک به فلزات سنگین تهدیدی جدّی برای محیط زیست و سلامت بشر است. یافتن روشی موثر برای پالایش این فلزات از آب و تثبیت آن در خاک اهمیّتی فراوان دارد. در سال های اخیر جذب سطحی یون-های فلزات سنگین از محلول های آبی و تثبیت آن ها در خاک، که روش هایی ساده، کم هزینه و موثر برای حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی و غیر متحرّک سازی آن در خاک است، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش سنتز نانوذرات مگنتیت اصلاح شده و تعیین امکان کاربرد آن برای حذف مس از محیط های آبی و تثبیت فلز مس در خاک و بیان کمّی انتقال و نگه داشت آن در خاک بوده است. بدین منظور، نانوذرات مگنتیت اصلاح شده سنتز گردید، و ویژگی های آن، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش سنج اشعه ایکس تعیین شد. تعیین اثر نانوذرات بر دسترسی زیستی فلز مس در خاک با عصاره گیری متوالی مشخص شد. منحنی رخنه کلرید و نانوذرات تحت شرایط رطوبتی اشباع اندازه گیری شد. پس از پایان آزمایش انتقال نانوذرات، مقدار نانوذرات در لایه های مختلف خاک اندازه گیری شد. مدل سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه hydrus-1d برای پیش بینی انتقال و نگهداشت نانوذرات در ستون خاک استفاده شدند. تصویر-برداری از نانوذرات تولیدی با میکروسکوپ الکترونی نشان داد که قطر این ذرات حدودنانومتر می باشد. نتایج آزمایش جذب مس در محلول های آبی نشان داد که، نانوذرات مگنتیت دارای مزایایی مانند درصد حذف بالا و زمان واکنش کوتاه بوده و می تواند به عنوان روشی موثر در حذف مس از محیط های آبی استفاده شود. نتایج آزمایش دسترسی زیستی نشان داد که با افزایش درصد نانوذرات تا سطح 5 درصد در کوتاه مدت دسترسی زیستی فلز مس در خاک کاهش می یابد و تاثیر مقدار نانوذرات بر غلظت مس در شکل های تبادلی، کربناتی و متصل به اکسیدهای آهن و منگنز معنی دار بود. نتایج نشان داد با افزایش شدت جریان منفذی، تحرّک نانوذرات در خاک بیشتر می شود. همچنین نتایج نشان داد، مدل سینتیک دو مکانی در مقایسه با مدل تک مکانی برآورد بهتری از انتقال و نگه داشت نانوذرات در خاک داشت.