همگام با توسعه سریع صنایع جدید، آلودگی محیط نسبت به گذشته در حال افزایش است و یکی از مهمترین آلاینده ها در محیط فلزات سنگین می باشند. در میان فلزات سنگین، سرب یکی از معمول ترین و سمی ترین آلاینده هاست که از طریق صنایع مختلف مانند آبکاری فلزات و باطری سازی ها وارد آب های طبیعی می شود. روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب-ها و فاضلاب های صنعتی توسعه یافته اند که در این میان فرایندهای جذب به عنوان یک روش کارا و اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. جاذب های مختلفی جهت حذف فلزات سنگین استفاده شده است. درکل، این جاذب ها دارای تخلخل زیادی هستند و سطح کافی را برای جذب به وجود می آورند. با این حال، وجود پخشیدگی درون ذرّه ای ممکن است منجر به کاهش سرعت و ظرفیت جذب این جاذب ها شود. بنابراین، توسعه جاذب هایی بامساحت زیاد و مقاومت کم در برابر پخشیدگی دارای اهمیت قابل توجهی در استفاده های عملی می باشد. اصلاح رس ها توسط پلیمرها باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی آنها می شود و بنابراین کانی های رس اصلاح شده می توانند به عنوان جاذب به کار روند، زیرا پلیمرها خود دارای ویژگی های مناسب جذبی برای فلزات می باشند. در این مطالعه، نانوکامپوزیت پلی اکریلیک اسید- بنتونیت در مقایسه با بنتونیت طبیعی جهت حذف سرب از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. روش های xrf، xrd، ftir، toc و sem-eds برای مشخصه-یابی جاذب ها مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج مشخصه یابی نشان داد که سورفکتانت و پلیمر در فضای بین لایه ای بنتونیت وارد شده و نانوساختار اینترکلیت تشکیل شده است.رفتار جذبی نانوکامپوزیت و بنتونیت نسبت به سرب تحت شرایط مختلف مانند زمان تماس، غلظت اولیه سرب، دما و مقدار جاذب مطالعه گردید. مدل های لانگمویر و فروندلیچ بر داده های تعادلی جذب سرب برازش داده شد. در تمامی دماهای مورد مطالعه(?c50- 15)، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر داده های جذب سرب بوسیله نانوکامپوزیت نشان داد، در حالی که داده های جذب سرب بوسیله بنتونیت تنها در دماهای ?c 35 و ?c 50 با مدل لانگمویر بهترین برازش را نشان داد و در دمای ?c 15 و?c 25 مدل فروندلیچ برازش بهتری را نشان داد. حداکثر جذب پیش-بینی شده از مدل لانگمویر برای نانوکامپوزیت پلی اکریلیک اسید- بنتونیت و بنتونیت طبیعی به ترتیب 01/93 و mg g-1 31/52 بدست آمد. پارامترهای ترمودینامیک شامل تغییرات انرژی آزاد گیبس (?g0)، انتالپی (?h0) و انتروپی (?s0) نشان داد که جذب سرب بوسیله جاذب ها خودبخودی، گرماگیر و مطلوب است. مطالعات سینتیک جذب سرب در دو غلظت 400 و mg l-1 800 به مدت 24 ساعت انجام شد. با افزایش غلظت از 400 به mg l-1 800 زمان برقراری تعادل برای جذب سرب بوسیله نانوکامپوزیت از حدود 30 دقیقه به حدود 60 دقیقه افزایش یافت. اما در زمان مورد مطالعه برای جذب سرب بوسیله بنتونیت طبیعی تعادل برقرار نگردید. مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ، پخشیدگی درون ذرّه ای و تابع توانی برای توصیف داده های سینتیک جذب سرب مورد استفاده قرار گرفت. مدل شبه مرتبه دوم داده های جذب سرب بوسیله نانوکامپوزیت را به خوبی توصیف نمود که نشان می دهد جذب شیمیایی مکانیسم کنترل کننده سرعت است. داده های سینتیک جذب سرب بوسیله بنتونیت بهترین برازش را با مدل تابع توانی نشان داد. با افزایش غلظت جاذب میزان سرب جذب شده در واحد وزن جاذب کاهش یافت در حالی که درصد جذب افزایش نشان داد. درکل، نانوکامپوزیت پلی اکریلیک اسید- بنتونیت بدلیل داشتن سرعت و ظرفیت جذب زیاد، جاذب بسیار مناسبی برای حذف سرب از محلول های آبی می باشد.

فسفومونواسترازها گروهی از آنزیم ها هستند که در خاک فعالیت زیادی دارند. فسفومونواسترازها از جمله آنزیم های مهم در فرایند معدنی شدن فسفر آلی خاک بوده و در تأمین فسفر مورد نیاز گیاهان نقش مهمی ایفا می کنند. این آنزیم ها به تغییرات ph ناشی از افزودن کربنات کلسیم حساس هستند. همچنین تغییر کاربری و مدیریت متفاوت خاک تاثیر به سزایی بر فعالیت این آنزیم ها در خاک دارد. با این وجود دانسته هایی در زمینه مکانیسم اثر کربنات کلسیم بر فعالیت آنزیم فسفومونواسترازها و تاثیر تاریخچه مدیریت خاک بر پاسخ فسفاتازها به کربنات کلسیم در دست نیست. مطالعه اخیر با هدف بررسی مکانیسم اثر کربنات کلسیم و تأثیر تاریخچه مدیریتی خاک بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز، نسبت فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز به آلکالین فسفاتاز و مجموع فعالیت فسفومونواسترازها در سه اکوسیستم ( لاهیجان، لنگرود و جنگل گیسوم ) که هر یک دارای دو کاربری متفاوت هستند انجام شده، همچنین اثر گذشت زمان پس از افزودن کربنات کلسیم بر فعالیت این آنزیم ها در دو زمان انکوباسیون کوتاه مدت ( 7 روز ) و بلند مدت ( 73 روز ) مورد مطالعه قرار گرفت. افزودن کربنات کلسیم، ph خاک های هر سه اکوسیستم را افزایش داد. با افزایش مدت انکوباسیون، ph به میزان 5/0 – 2/0 واحد کاهش یافت. فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز و آلکالین فسفاتاز به تغییرات ph ناشی افزودن کربنات کلسیم حساس -بوده به طوری که اسید فسفاتاز با ph، همبستگی معنی دار منفی و آلکالین فسفاتاز همبستگی معنی دار مثبت نشان داده اند. پاسخ آنزیم اسید فسفاتاز به تغییرات ph در مقایسه با آلکالین فسفاتاز بیشتر بوده و در انکوباسیون بلند مدت شدت پاسخ ها شدیدتر می باشد. برای بررسی مکانیسم اثر کربنات کلسیم بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز از روش آنالیز مسیر استفاده شد. کربنات کلسیم دارای دو اثر مستقیم (تولید یون کلسیم و بی کربنات) و اثر غیر مستقیم (تولید یون هیدروکسید) می باشد. آنالیز مسیر میزان اثر گذاری کربنات کلسیم از طریق مستقیم و غیر مستقیم را بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز تفکیک می کند. اثر غیر مستقیم کربنات کلسیم که تولید یون هیدروکسید می باشد، با افزایش ph بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز تأثیر گذارتر است. آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز به افزایش ph ناشی از تغییر غلظت یون های هیدروژن و هیدروکسید پاسخ می دهند. برای بیان اثر بازدارندگی یون های oh- و h+ بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز از شاخص ed50 استفاده شد. این شاخص غلظتی از ماده سمی است که یک فرآیند فیزیولوژیک حاصل از عملکرد میکروب ها را به میزان 50 درصد کاهش می دهد. برای محاسبه ed50 از دو مدل سینتیکی 1 و 2 استفاده شد. مدل 1 و 2 به ترتیب بازدارندگی کامل و جزئی فعالیت آنزیم های اسید و آلکالین فسفاتاز توسط یون های oh- و h+ را توضیح می دهد. میزان فعالیت آنزیم اسید فسفاتاز و آلکالین فسفاتاز با مدل 2 در مقایسه با مدل 1 سازگاری بهتری نشان دادند. برازش مدل های 1 و 2 نشان می دهد که افزایش غلظت یون های هیدروژن و هیدروکسید می توانند عاملی بازدارنده بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز باشند. نتایج دیگر این تحقیق نشان داد کاربری متفاوت در انکوباسیون کوتاه و بلند مدت، باعث تغییر در فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز، نسبت فعالیت اسید فسفاتاز به آلکالین فسفاتاز و مجموع فعالیت فسفومونواسترازها می شود. اثر متقابل تغییر کاربری و افزودن کربنات کلسیم بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز، نسبت فعالیت آنزیمی و مجموع فعالیت فسفومونواسترازها در دو زمان انکوباسیون کوتاه و بلند مدت در دو منطقه لاهیجان و لنگرود معنی دار بوده است. در جنگل گیسوم، اثر متقابل کربنات کلسیم و تغییر کاربری تنها در نسبت فعالیت آنزیمی معنی دار شد. با این وجود در انکوباسیون بلند مدت، این اثر متقابل بر تمام پارامترهای مورد بررسی به جزء فعالیت آلکالین فسفاتاز معنی دار شد. نتایج حاصل از مطالعه اخیر نشان داد که، کربنات کلسیم از طریق افزایش ph بر فعالیت آنزیمی تأثیر گذار است، همچنین پاسخ فعالیت آنزیم های اسید و آلکالین فسفاتاز به افزودن کربنات کلسیم، به تاریخچه مدیریتی خاک بستگی خواهد داشت. علاوه بر فعالیت آنزیم اسید و آلکالین فسفاتاز، نسبت فعالیت اسید فسفاتاز به آلکالین فسفاتاز نیز، می تواند به عنوان شاخص حساس به تغییرات مدیریت خاک، مورد استفاده قرار گیرد.