در این مطالعه از لئوناردیت برای حذف یون های cr(vi)، cr(iii) و fe(iii) و از لئوناردیت عامل دار شده برای حذف یون نیترات (no3-) از محلول های آبی به عنوان یک جاذب طبیعی استفاده شد. مطالعه حذف یون ها در حالت پیمانه ای انجام شد تا پارامترهای مختلف نظیر ph، مقدار جاذب مورد نیاز، سرعت هم زدن، زمان تماس، غلظت اولیه جذب شونده و دما بهینه شوند. تداخل آنیون های معمول موجود در آب آشامیدنی از قبیل یون های سولفات، کلرید، کربنات و بی کربنات بر روی راندمان حذف نیترات و cr(vi) و همچنین کاتیون هایca ، mg، ni، cd،pb وzn بر روی راندمان حذف cr(iii)و fe(iii)بررسی شد. ذرات لئوناردیت عامل دار شده بیشینه ظرفیت جذب برابر mgf-/g 248/1 برای نیترات و ذرات لئوناردیت بیشینه ظرفیت جذب برابر mgf-/g 911/0، mgf-/g 041/7 و mgf-/g 516/4 به ترتیب برای cr(vi)، cr(iii) و fe(iii) در ph بهینه و دمای °c 25 نشان دادند. از آنالیز sem برای بررسی خصوصیات سطحی جاذب استفاده شد. داده های تعادلی با ایزوترم های لانگمیر و فرندلیچ برای اطلاع از فرآیند های جذب، تطبیق داده شدند و مشخص گردید که جذب تمامی یون های مورد بررسی بر روی ذرات جاذب بصورت تک لایه ای بوده و از ایزوترم لانگمیر تبعیت می کند. سینتیک فرآیند جذب سطحی با استفاده از معادلات سرعت شبه درجه اول و شبه درجه دوم مورد بررسی قرار گرفت و داده های سینتیکی برای یون-های مورد بررسی بر روی لئوناردیت از معادله شبه درجه دوم پیروی کرد. کاربرد لئوناردیت در حذف no3-، cr(iii)، cr(vi) و fe(iii) از نمونه حقیقی حاوی مقدار بیش از حد مجاز این آلاینده ها که از رودخانه شهر چای استان آذربایجان غربی تهیه شده بود، به وسیله روش افزایش استاندارد مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که لئوناردیت توان بسیار بالایی در حذف یون ها در phهای مختلف دارد و همچنین لئوناردیت بعنوان یک ماده بسیار ارزان در دسترس و دوست دار محیط زیست، جاذب کاملاً جدید با پتانسیل بالا برای حذف آلاینده ها از آب است که نه تنها آلودگی ثانویه ایجاد نمی کند، بلکه یکی از بهترین مواد شناسایی شده در بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک و برای محیط زیست بسیار مفید است.

چکیده: فلزات سنگین به دلیل داشتن پیامدهای خطرناک تهدیدی جدی برای محیط زیست به شمار می روند. سرب و کادمیم نیز جزء خطرناک ترین فلزات هستند که سلامتی گیاهان ، موجودات زنده و انسان را تهدید می کنند و از دو منبع انسانی و طبیعی ناشی می شود که مهمترین منبع آلاینده این فلزات فعالیت های معدنی می باشد. این تحقیق به منظور بررسی میزان تثبیت کادمیم و سرب در خاک های آلوده به فلزات سنگین تحت تاثیر انرژی حرارتی، آهک (caco3) و فسفات در واحد زمان انجام شد. آزمایشهای روتین و کانی شناسی رس به روش استاندارد انجام شد. به منظور بررسی تثبیت کادمیم و سرب ، سوسپانسیون خاک با محلول صفر و 5 درصد آهک، 5/2 درصد فسفات و 5/2 درصد آهک بعلاوه 5 درصد فسفات تهیه و در دمای 25 ،200، 400، 600، 700، 800 درجه سانتی گراد حرارت داده شدند. پس از خنک شدن عصاره گیری در فاصله زمانی 7، 30 و 60 روز و با نسبت 1:10 خاک به آب تهیه و تعیین غلظت شدند. نتایج نشان داد خاک مورد مطالعه به دلیل دارا بودن رس کم(بافت سبک)، اسیدی و کاملا شور می باشد. همچنین کانی حاکم در نمونه بترتیب کائولینیت، ایلیت و اسمکتیت تعیین شد. تجزیه واریانس نشان داد اثرات مستقل حرارت و تیمار برای واجذب کادمیم در فاصله زمانی 7، 30 و 60 روز معنی دار (p<0.001) و اثرات متقابل فاکتورها با گذشت زمان معنی دار نشدند. اما برای واجذب سرب اثرات مستقل حرارت در فاصله زمانی 7، 30 روز معنی دار و تیمارها در فاصله زمانی30 و 60 روز معنی دار و اثرات متقابل فاکتورها معنی دار نشدند. دمای 400، 600 و 700 بیشترین تاثیر در رهاسازی کادمیم و سرب داشت. نتایج نشان داد که افزایش حرارت باعث تغییر جهت اثر فسفات بر تثبیت کادمیم و سرب شده و موجب افزایش حلالیت و انتقال آن ها در خاک می شود. همچنین با گذشت زمان و برقراری تعادل تثبیت کادمیم نیز بیشتر شد. بنابرین به منظور تثبیت سرب و کادمیم در خاک اسیدی و شور کاربرد آهک توصیه نشده و بهتر است از منابع فسفاته استفاده گردد.

رودخانه سیمره از سرشاخه های مهم رود کرخه است که از بلندی های برف گیر شمال غربی ایران سرچشمه گرفته و از به هم پیوستن رودخانه های قره سو و گاماسیاب به وجود آمده سپس به رودخانه کشکان پیوسته و رود کرخه را بوجود می آورد. سد و نیروگاه سیمره (هینی مینی، hini mini ) در فاصله 30 کیلومتری شمال غرب شهرستان دره شهر در استان ایلام بر روی رودخانه سیمره در تنگه کفنلا (kefenala) در تاقدیس راوندی ساخته شده است. مصرف عمده آب رودخانه سیمره استفاده در کشاورزی می باشد بنابر این در این تحقیق کیفیت آب بالادست و پایین دست سد سیمره و همچنین اثر پساب های کشاورزی بر کیفیت آب رودخانه سیمره مورد بررسی قرار گرفته است. برای رسیدن به این هدف،13 فاکتور شاخص کیفی آب (دما، ph، شوری، ec،tds ، tss ، کدورت، سختی کل،do ، cod ، سولفات، فسفات و نیترات) در 8 ایستگاه در مسیری به طول 50 کیلومتر از رودخانه سیمره در فاصله زمانی پاییز 91 تا تابستان 92 به صورت فصلی و همچنین بافت خاک، ph و ec خاک، میزان نیتروژن و فسفرکل در ایستگاه های پایین دست سد مورد اندازه گیری و بررسی قرارگرفت. نمونه برداری، آماده سازی و آنالیز نمونه ها، طبق روش استاندارد بین المللی (apha, 1999) انجام پذیرفت. نتایج حاصل از بررسی داده ها نشان داد که افزایش غلظت پارامترهای اندازه گیری شده بر اثر ورود پساب های کشاورزی ناشی از زمین های حاشیه رودخانه به آن می باشد و همچنین غلظت آلاینده ها در فصول پر باران کاهش و در فصول خشک افزایش یافته است. نتایج حاصل از آنالیز کیفی آب رودخانه سیمره در ایستگاه های مختلف نشان داد که آب رودخانه سیمره در مخزن سد و ایستگاه تلخاب بر اساس شاخص nsf w.q.i در کلاس آب های متوسط و در معرض آلودگی با شاخص بالاتر از 50 قرار گرفته اما در سایر ایستگاه ها به دلیل ورود پساب های کشاورزی به رودخانه، میزان شاخص به پایین تر از 50 کاهش یافته و به عنوان منطقه آلوده شناخته شده است و در کلاس آب های با کیفیت بد قرار گرفته است. بررسی کیفیت آب رودخانه سیمره از لحاظ کشاورزی با نمودار ویلکوکس نشان داد که آب رودخانه سیمره کمی شور ولی مناسب برای کشاورزی می باشد. نتایج حاصل از بررسی داده های خاک نشان داد که میزان فسفر و نیتروژن زمین های اطراف رودخانه سیمره به علت استفاده از کودهای شیمیایی فسفاته و نیتراته بیشتر از بستر رودخانه می باشد.

به منظور استفاده درست و مدیریت صحیح خاک، شناخت جامع و همه جانبه آن یک امر ضروری و پایه می-باشد. شرایط تشکیل خاک در کاربری و توپوگرافی های مختلف بسیار متفاوت هستند. در این تحقیق 2 پروفیل در کاربری مرتع، 2 پروفیل در کاربری کشت دیم و 4 پروفیل در کشت آبی در منطقه چایپاره استان آذربایجان غربی حفر گردید. پروفیل ها تشریح و جهت انجام آزمایشات فیزیکوشیمیایی و کانی شناسی رس مورد مطالعه قرار گرفتند. رده بندی تمام پروفیل های مورد مطالعه اینسپتی سول شناسایی شد. نتایج نشان داد که واحد فیزیوگرافی و کاربری اراضی از طریق تاثیر بر روی مقادیر رس و ماده آلی خاک، بر روی ظرفیت تبادل کاتیونی خاک موثر بوده است. تطبیق نتایج آزمایشگاهی با موقعیت پدون ها در کاربری های مختلف نشان داد که با افزایش طول شیب و نیز حرکت از رسوبات پای مخروط افکنه به طرف رسوبات آبرفتی رودخانه ا ی، مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی و همچنین آهن پدوژنیک خاک و بطور کل وضعیت تکاملی خاک بطور نسبی افزایش یافت ولی تاثیر چندانی در مقدار اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک بوجود نیامد. شواهد بدست آمده از نتایج xrd نشان داد که توپوگرافی و نوع کاربری، تاثیر به سزایی بر کیفیت رس ها نداشته ولی بر خصوصیات نیمه کمّی کانی های فوق الذکر موثر بوده است. بدین صورت که مقدار کانی اسمکتیت در بخش رس ریز کاربری آبی به مقدار قابل توجهی نسبت به سایر کاربری های بیشتر بود. همچنین وضعیت محصولات زراعی متفاوت کشت شده در دو کاربری دیم و آبی بر کمیت کانی های رسی تاثیرگذار بود. بطوریکه مقدار کانی میکا با کشت متناوب محصولات از جمله گیاهان پتاس دوست در کشت آبی نسبت به گندم در کشت دیم، به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده بود. ضمن اینکه برداشت محصول سالانه بیشتر در کشت آبی در مقایسه با کاربری دیم، عامل دیگری در وجود اختلاف در مقدار این کانی در دو کاربری مذکور بود.

عملیات باغداری مستمر به همراه آبیاری طولانی مدت ممکن است بعضی تغییرات و پیامدهای ناخواسته ای را در خصوصیات خاک، جذب و توزیع شکل های پتاسیم و کانی های رسی ایجاد کند. برای بررسی این فرضیه، خاک های 5 زیرگروه typic calcixerept، fluventic haploxerepts،typic endoaquepts،typic halaquepts و vertic endoaquepts از 15 سری خاک زراعی و غیرزراعی همجوار جنوب دشت ارومیه که تحت آبیاری طولانی مدت و عملیات باغداری مستمر که برای مدت بیش از 5 دهه قرار گرفته اند تشریح و نمونه برداری شدند. نمونه های خاک پس از هوا خشک و عبور از غربال 2 میلی متری تحت آزمایش های مختلف فیزیکوشیمیایی قرار گرفته و شکل های مختلف پتاسیم، کانی های رسی و هم دماهای جذبی پتاسیم تعیین شدند. نتایج نشان داد که در بیشتر خاک های مطالعه شده عملیات باغداری مستمر و آبیاری طولانی مدت باعث کاهش در مقادیر شکل های پتاسیم به تبعیت تغییر در تیپ های مختلف خاک، فعالیت های زراعی و خصوصیات خاک شده است. در مقایسه با خاک های غیرزراعی همجوار، آبیاری طولانی مدت به همراه عملیات باغداری مستمر باعث کاهش: در پتاسیم محلول از 02/0 (کاهش 15 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 85/0) تا 48/1 میلی مول در لیتر (کاهش 95 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 05/0)، نسبت جذبی پتاسیمpar) ) از 08/0 (کاهش 31 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 69/0) تا 17/1 میلی مول بر لیتر (با کاهش 97 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 03/0)، پتاسیم تبادلی از 01/12 (کاهش 3 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 97/0) تا 98/285 میلی گرم بر کیلوگرم خاک (کاهش 97 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 43/0)، درصد پتاسیم تبادلی (epp) از 49/0 (کاهش 12 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 88/0) تا 47/3 درصد (کاهش 59 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 41/0)، پتاسیم قابل استفاده از 42/10 (کاهش 3 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 97/0) تا 65/180 میلی گرم بر کیلوگرم خاک (کاهش 53 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 47/0) و پتاسیم غیرتبادلی از 05/43 (کاهش 8 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 92/0) تا 65/114 میلی گرم برکیلوگرم خاک (کاهش 19 درصدی با فاکتور تخلیه نسبی 81/0) شده است. جذب پتاسیم در تیپ های مختلف متفاوت بود و بیشترین جذب در زیرگروه vertic endoaquepts با مقدار رس و ظرفیت تبادل کاتیونی بالا اتفاق افتاد. عملیات باغداری مستمر به همراه آبیاری طولانی مدت سبب تغییراتی در شدت و موقعیت پیک کانی های رسی مخصوصاً ایلایت و اسمکتایت شد.

یکی از روش های جلوگیری از ایجاد آلودگی توسط شیرابه، پوشاندن کف لندفیل با خاک ها یا مواد با نفوذپذیری کم و جذب بالای آلاینده هاست.کانی های رسی به دلیل داشتن سطوح جذب اختصاصی بالا و جایگاههای پیوندی با تعداد بارهای منفی بسیار، ظرفیت بالایی در جذب فلزات سنگین دارند. دیگر اجزای واکنش دهنده در خاک که تثبیت کننده فلزات سنگین می باشد، اکسیدهای آهن و منگنز و هیدروکسیدهای آنها، کربنات‏ها و مواد آلی هستند. برای ارزیابی رفتار بلندمدت جذب در لاینرهای رسی لندفیل ، نسبت به آلاینده ها، اطلاعات بدست آمده از ضرایب توزیعی یا فاکتورهای تأخیری کافی نیست و اطلاعاتی در مورد گونه بندی عناصر که مکان‏های پیوند حقیقی آلاینده های جذب شده را توضیح می دهد، مورد نیاز است. گونه بندی به روش استخراج متوالی تعریف موثر و قابل استفاده تری از جذب فلزات سنگین بوسیله اجزای مختلف یک خاک آلوده را می دهد. هدف از انجام این مطالعه بررسی گونه بندی عنصر سنگین کادمیم در خاک رسی منطقه ی دفن زباله ی ارومیه و تأثیر کانی لئوناردیت به عنوان ماده هومیکی جاذب فلزات سنگین در تغییر این گونه بندی است. در این راستا، نمونه های مورد مطالعه از قسمت بالا، وسط و پایانی ستون های انتشار تهیه، از الکی با قطر منافذ mm2 عبور داده شده و آنالیزهای فیزیکوشیمیایی، جذب و استخراج متوالی برروی آنها انجام شد. با توجه به ضرایب تبیین معادلات (r2)، داده های جذبی با هر دو مدل فروندلیچ و لانگ مویر تطابق خوبی را نشان دادند. بیشترین مقدار kf مربوط به پارامترهای فروندلیچ در خاک بدون لئوناردیت تعیین شد. در حالی که در خاک های با تیمار لئوناردیت با اینکه شدت جذب افزایش یافته ولی مقدار کادمیم جذب شده کاهش یافته است. نتایج محاسبه غلظت‏های کادمیم تخلیه شده از منبع بالای ستون انتشار نشان داد، سرعت جذب کادمیم در خاک فاقد لئوناردیت در لایه اول بسیار بیشتر از سایر تیمارها است. نتایج تجزیه واریانس نشان داد گونه بندی کادمیم در خاک مورد مطالعه تحت تاثیر لئوناردیت در فازهای تبادلی، کربناته (001/0p<) و کربن آلی (05/0p<) تغییرات معنی داری را حاصل کرده، در حالی که تغییرات در فاز اکسیدی معنی دار نبود. مقدار جذب در فاز کربناته بیش از سایر فازها یعنی تبادلی، مواد آلی و اکسیدی مشاهده شد. با توجه به اینکه لئوناردیت مورد استفاده در این مطالعه خواص اسیدی داشته و با افزودن آن به خاک، ph خاک تحت تأثیر قرار گرفته است، ممکن است در پی این تأثیر، گروههای عاملی خاصی از لئوناردیت برای جذب کادمیم فعال شده و جذب و واجذب عنصر را تحت تأثیر قرار داده باشند. با این توضیح، بیشترین جذب در لئوناردیت 5 درصد، پس از خاک فاقد لئوناردیت را می توان به بهینه بودن شرایط جذبی فلز کادمیم در این نسبت اختلاط دانست. نتیجتا می‏توان گفت فاز کربناته و تبادلی بیشترین جذب کادمیم را به خود اختصاص داده و کاربرد لئوناردیت در تثبیت عناصر در محل به منظور کنترل سمیت عناصر مناسب نبوده و خاک منطقه به تنهایی نتایج بهتری را حاصل نموده است.