اثر خاک اره صنوبر و بیوچارهای آن بر روند واجذب کادمیم دریک خاک آهکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران.

2 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.

3 استادیار گروه علوم خاک، دانشگاه لرستان،دانشکده کشاورزی

4 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، خرم

چکیده

کادمیم یکی از رایج‌ترین و خطرناک‎ترین عناصر سنگین در محیط‌زیست است، که پاک‌سازی آن از محیط‌های آبی و خاکی امری ضروری و مهم است. در پژوهش حاضر، در قالب طرح کاملاً تصادفی، اثر خاک اره و بیوچار تهیه‌شده از آن در دو دمای 300 و 600 درجه سلسیوس بر روند واجذب کادمیم در یک خاک لوم سیلتی، در دانشکده کشاورزی لرستان در بهار 1401 بررسی شد. به همین منظور خاک اره و بیوچارهای حاصل از آن در سه سطح صفر، 2%و 4% وزنی به یک خاک آهکی آلوده‌شده به 100 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیم افزوده شد. نمونه‌برداری از خاک‌های تیمار شده، 90 روز بعد از آلوده شدن خاک‌ها با کادمیم و خوابانیدن تحت شرایط رطوبت مزرعه، انجام گرفت. به‌منظور بررسی روند واجذبی، در دوره‌های زمانی مختلف از 5 تا 2880 دقیقه، نمونه‌ها به‌وسیله عصاره گیرEDTA عصاره‌گیری و غلظت کادمیم موجود در نمونه‌ها تعیین شد. نتایج نشان داد که کمترین میزان واجذب کادمیم در تیمار 4% وزنی بیوچار خاک اره 600 درجه سلسیوس بود که نسبت به شاهد به میزان 80/5% کاهش داشت. مقادیرکادمیم واجذب شده در خاک‌های تیمار شده با خاک اره نسبت به شاهد تفاوت معنی‌داری نداشتند. واجذب کادمیم در تمامی تیمارها در زمان‌های اولیه بیشترین مقدار بود و با گذشت زمان کاهش یافت. به‌عبارت‌دیگر 50% واجذب کادمیم در 2 ساعت اولیه رخ داد. بر اساس ضریب تعیین (0/94) و خطای استاندارد (0/23)، معادله تابع توانی به‌عنوان بهترین معادله پیش‌بینی کننده روند واجذب کادمیم در خاک موردبررسی به دست آمد؛ بنابراین در این تحقیق تیمار 4%وزنی بیوچار خاک اره در دمای 600 درجه سانتی‌گراد به‌عنوان بهترین تیمار به‌منظور کاهش آلودگی ناشی از کادمیم معرفی می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Poplar Sawdust and Its Biochars on the Desorption Process of Cadmium in a Calcareous Soil

نویسندگان [English]

  • Fahime Baharvandi 1
  • mohammad Feizian 2
  • afsaneh alinejadian 3
  • Samad Abdi 4
1 Department of Soil Science , faculty of agriculture , University of Lorestan, Lorestan, Iran.
2 Department of Soil Science Engineering, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorram Abad, Iran.
4 Assistant professor of soil and water research department, Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Training Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Khoramabad, Iran
چکیده [English]

Cadmium is one of the most hazardous heavy elements in the environment, and its removal from water and soil environments is necessary and important. In the present study, the effect of poplar sawdust and its biochars at two different temperatures of 300 and 600 0C on the process of cadmium desorption in a silty loam soil was investigated in Lorestan Faculty of Agriculture, in 2021. For this purpose, poplar sawdust and its biochars were added at three levels (zero, 2%, and 4% by weight) to a calcareous soil contaminated with 100 mg/kg of cadmium. Sampling of the treated soils was done 90 days after the soil was contaminated with cadmium and incubated under field moisture conditions. To study cadmium desorption, in different time periods from 5 to 2880 minutes, the samples were extracted by EDTA and the concentration of cadmium in the samples was determined. The results showed that the lowest amount of cadmium desorption was in the 4% sawdust biochar at 600 0C, which showed a decrease of 80.5% compared to the control. Also, cadmium desorption in the sawdust treatment did not show a significant difference compared to the control. Cadmium desorption in all treatments was high in the early times and decreased over time. In other words, 50% of cadmium desorption occurred in the first 2 hours. Based on the R2 (0.94) and SE (0.23), the power function equation was obtained as the best equation predicting desorption of cadmium in the studied soil. Therefore, in this research, the treatment of 4% by weight of sawdust biochar at 600 0C is introduced as the best treatment to reduce soil pollution caused by cadmium.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pyrolysis
  • Soil pollution with cadmium
  • Cadmium removal

مراجع

  1. دیانت مهارلویی، ز؛ و م. فکری. 1399. روند واجذب کادمیم در حضور کمپوست پوست نرم بادام و بیوچار آن در خاک آهکی تحقیقات کاربردی خاک. جلد 8، شماره 3، صفحه 68-82.
  2. رسولی صدقیانی، م.ح. قره‌ملکی، ت. بشارتی، ح؛ و ا. کریمی. 1392. تأثیر ریزجانداران مفید خاکزی بر رشد و جذب کادمیوم توسط ذرت. پژوهش‌های خاک. جلد 27، شماره 2، صفحه 205-215
  3. روانبخش، م. ح. فتوت، ا؛ و غ. حق نیا. 1390. اثر لجن فاضلاب، مقدار رس و زمان بر شکل‌های شیمیایی نیکل و کادمیم در چند خاک آهکی آب و خاک. جلد 25، شماره 3، صفحه 25-96.
  4. سماوات، س.، بایبوردی، ا.، ملکوتی، م.ج. و م.م. طهرانی. 1384. حد مجاز کادمیم در کودهای شیمیایی، محصولات زراعی و باغی. نشریه شماره 437. انتشارات سنا، وزارت جهاد کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران، 30 ص.
  5. صفاری, م. 1398. ارزیابی رفتار کادمیم در یک خاک آهکی متأثر از بیوچارهای بقایای پوست گردو پوشش داده شده با نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی تحقیقات آب و خاک ایران.جلد 50، شماره 6، صفحه 1437-1451.
  6. صفاری، م. 1394 . روند جذب - واجذب، شکل های شیمیایی و زیست فراهمی فلزات سنگین در یک خاک آهکی تیمار شده با چند بهساز. پایان نامه دکتری، بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.
  7. عظیم زاده، ی.، نجفی، ن.، عبدالملکی، ا.، و ب، امیرلو. تغییرات برخی ویژگی‌های شیمیایی مواد آلی مختلف پس از تبدیل به بیوچار و هیدروچار تحقیقات کاربردی خاک. جلد 7، شماره 4، صفحه 1-17.
  8. هاشمی شرف آباد، س.، رحیمی، م.، قائدی، م. و م. دانایی. 1391. حذف فلزات (سرب، کادمیم و کبالت) از محیط آبی به وسیله­ی مخلوطی از جاذب­های خاک اره و ساقه درخت بنه، همایش ملی علوم مهندسی آب و فاضلاب، کرمان، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته.
پژوهش های خاک
دوره 37، شماره 3
آذر 1402
صفحه 291-307

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار