مشخصات پژوهش

عنوان	بررسی رفتار جذب آرسنیک در خاکهای تیمار شده توسط لجن فاضلاب با استفاده از آزمایشات همدمای جذب و ستون های آبشویی
نوع پژوهش	طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها	آرسینیک، لجن فاضلاب، همدماهای جذب سطحی، ستون آبشویی
چکیده	از دید دانشمندان محیط زیست مقرراتی بر نحوه و میزان مصرف این مواد اصلاح کننده در زمین کشاورزی وضع شده است و کاربرد آن را محدود کرده است. بنابراین با در نظر گرفتن همه جوانب باید به نحوی موازنه ای در میزان مصرف لجن فاضلاب در خاک برقرار شود که در کنار اثرگذاری سودمند آن بر رشد گیاه از آلودگی خاک و آب های زیرزمینی جلوگیری شود. با توجه به اینکه لجن فاضلاب به عنوان یک پسماند دارای ماده آلی بالا می باشد فرض بر این است که بتواند به عنوان جاذب آرسنیک عمل کند و از طرف دیگر با مشاهده آلودگی آرسنیک در برخی از مناطق کردستان از جمله آبهای زیرزمینی و خاک های قروه و دهگلان، بررسی توانایی لجن فاضلاب و بیوچار تهیه شده از آن بر جذب و آبشویی آرسنیک در این خاک ها لازم است. بنابراین در این مطالعه هدف ارزیابی رفتار خاک نسبت به جذب آرسنیک در حضور لجن فاضلاب و بیوچار تهیه شده از آن است. نوشته پیش رو حاصل بررسی اثر لجن فاضلاب بر جذب و نگهداری آرسنیک در خاک های با بافت آهکی می باشد. لجن فاضلاب و یا بایوچار تهیه شده از آن ممکن است به عنوان جاذب و یا محرک رهاسازی و آبشویی آرسنیک عمل کند. در این تحقیق هدف بررسی رفتار آرسنیک در خاک تحت تیمار لجن فاضلاب و بایوچار حاصل از آن است تجزیه و تحلیل SEM برای تعیین شکل ، اندازه و ساختار مورفولوژیکی سطح هر دو لجن فاضلاب و بیوچار آن انجام شد. نتایج نشان داد که هر دو ماده از نظر شکل نامنظم و دارای سطح خشن هستند و از مساحت بزرگی با تخلخل بالا تشکیل شده اند. طیف FTIR گروههای عاملی متنوعی را در لجن فاضلاب را نشان داد. وابستگی زمانی جذب آرسنیک به خاک تیمار شده با لجن فاضلاب و بیوچار بررسی شد. میزان جذب آرسنیک در 4 ساعت اول ، و به دنبال آن یک سرعت جذب آهسته تر که به تدریج بعد از 16 ساعت به دلیل اشباع مکان های فعال خاک به شرایط تعادل نزدیک شد. به عنوان مثال در خاک شاهد ، حدود 4٪ میزان جذب در اولین ساعت تماس بدست آمد ، در حالی که تنها 11.34٪ از میزان جذب پس از 88 ساعت رخ داده است. همدماهای جذب آرسنیک بر روی خاک های تیمار شده با لجن فاضلاب و بیوچار نشان داد که میزان جذب در غلظت اولیه پایین تر از غلظت اولیه بالاترو بیشتر بود. این کاهش در نرخ را می توان به پایین بودن دسترس سایتهای جذب در غلظت اولیه بالاتر نسبت داد. نتایج نشان داد که درصد جذب همانطور که با افزایش غلظت اولیه کاهش می یابد ، در حالی که میزان جذب به عنوان (میلی گرم کیلوگرم در کیلوگرم) با افزایش در غلظت اولیه افزایش می یابد. در مطالعه حاضر ، خاک با اکسیدهای آهن و آلمونیم، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی بالاتر باعث جذب بالاتر شده است که نشان دهنده تأثیر مثبت این پارامترها بر جذب آرسنیک بر روی ذرات خاک است. حداکثر ظرفیت جذب ، به عنوان یک پارامتر مهم برای تخمین میزان تحرک و دستیابی فراهمی زیستی در خاک ، همانطور که در بسیاری از مطالعات گزارش شده است ، مورد استفاده قرار می گیرد در محاسبه Qmax ، هر دو مکانیسم جذب الکترواستاتیک و غیر الکترواستاتیک در جذب آرسنات نقش داشتند. به طور کلی ، ترکیب بیوچار در خاک باعث افزایش محتوای آرسنیک آلی غیر جذب شده به طور خاص می شود ، احتمالاً به دلیل فعالیت بیولوژیکی بالاتر ناشی از افزایش محتوای ماده آلی در سیستم ها است. همچنین ، نتایج نشان داد که اصلاح بیوچار می تواند pHzpc را افزایش دهد و یکی از دلایل ظرفیت بالاتر بیوکار اصلاح شده به عنوان جذب به این تغییر در pHzpc نسبت داده می شود. افزایش pHzpc بارهای مثبت خالص بالاتری از جاذب را نشان می دهد. عمده ترین مکانیسم های جذب برای جذب آرسنیک توسط بیوچار شامل جذب الکترواستاتیک ، تبادل یونی ، جذب فیزیکی و پیوند شیمیایی می باشد. مکانیسم های احتمالی در جذب فلزات توسط بیوچار شامل تعامل الکترواستاتیک بین بار سطح کربن منفی و کاتیون های فلزی و همچنین تبادل یونی بین پروتون های سطح بیوچار و کاتیون های فلزی است. علاوه بر این ، وجود ناخالصی های معدنی (به عنوان مثال خاکستر و اکسیدهای فلزی) ، گروه های اکسیژن اسیدی (به عنوان مثال گروه های کربوکسیلیک و لاکتونیک) و گروه های اساسی نیتروژن می توانند ظرفیت جذب مواد کربنی را بیشتر افزایش دهند. بخ طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که لجن فاضلاب تصفیه خانه سنندج نه تنها باعث آلودگی خاک نمی شود بلکه ظرفیت آن را برای جذب آرسنیک افزایش می دهد. بیوچار تولید شده از لجن فاضلاب به صورت اصلی و اصلاح شده دارای ظرفیت بالاتر از لجن فاضلاب برای جذب آرسنیک بودند. افزودن بیوچار تولید شده از لجن فاضلاب به خاک راهکار جدید و موثری در افزایش نگهداشت آرسنیک در خاک های منظقه قروه می باشد. این امر موجب نگهداشت بالای آرسنیک در خاک های این منظقه می شود و از حرکت آن به سمت آبهای زیرزمینی جلوگیری
پژوهشگران	مرتضی فیضی (همکار)، سید محمدطاهر حسینی (مجری اول)