دانشگاه شهید چمران

 آمار

تعداد نشریات30
تعداد شماره‌ها988
تعداد مقالات8,615
تعداد مشاهده مقاله9,233,950
تعداد دریافت فایل اصل مقاله7,404,050
سفیدگر شاهکلایی, سمیه, بارانی مطلق, مجتبی, خرمالی, فرهاد, دردی پور, اسماعیل. (1397). تاثیر برخی مواد اصلاحی آلی و معدنی برکاهش زیست فراهمی و توزیع شکل های شیمیایی سرب و کادمیوم در یک خاک آهکی آلوده به عناصر سنگین. سامانه نشریات, 41(4), 15-29. doi: 10.22055/agen.2018.25395.1419
سمیه سفیدگر شاهکلایی; مجتبی بارانی مطلق; فرهاد خرمالی; اسماعیل دردی پور. "تاثیر برخی مواد اصلاحی آلی و معدنی برکاهش زیست فراهمی و توزیع شکل های شیمیایی سرب و کادمیوم در یک خاک آهکی آلوده به عناصر سنگین". سامانه نشریات, 41, 4, 1397, 15-29. doi: 10.22055/agen.2018.25395.1419
سفیدگر شاهکلایی, سمیه, بارانی مطلق, مجتبی, خرمالی, فرهاد, دردی پور, اسماعیل. (1397). 'تاثیر برخی مواد اصلاحی آلی و معدنی برکاهش زیست فراهمی و توزیع شکل های شیمیایی سرب و کادمیوم در یک خاک آهکی آلوده به عناصر سنگین', سامانه نشریات, 41(4), pp. 15-29. doi: 10.22055/agen.2018.25395.1419
سفیدگر شاهکلایی, سمیه, بارانی مطلق, مجتبی, خرمالی, فرهاد, دردی پور, اسماعیل. تاثیر برخی مواد اصلاحی آلی و معدنی برکاهش زیست فراهمی و توزیع شکل های شیمیایی سرب و کادمیوم در یک خاک آهکی آلوده به عناصر سنگین. سامانه نشریات, 1397; 41(4): 15-29. doi: 10.22055/agen.2018.25395.1419

تاثیر برخی مواد اصلاحی آلی و معدنی برکاهش زیست فراهمی و توزیع شکل های شیمیایی سرب و کادمیوم در یک خاک آهکی آلوده به عناصر سنگین

مهندسی زراعی
مقاله 2، دوره 41، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 15-29    اصل مقاله (792.37 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22055/agen.2018.25395.1419
نویسندگان
سمیه سفیدگر شاهکلایی1؛ مجتبی بارانی مطلق* 2؛ فرهاد خرمالی3؛ اسماعیل دردی پور2
1دانشجوی دکتری علوم خاک، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2دانشیار گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
3استاد گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
چکیده
آلودگی منابع آب و خاک به فلزات سنگین، از چالش­های مهم عصر کنونی است؛ به­همین دلیل، آلودگی­زدایی چنین خاک­هایی، پیش­نیاز هرگونه بهره­برداری بهینه از این منابع است. یکی از روش­های مقرون به­صرفه برای پیش­گیری از انتشار فلزات سنگین در منابع آب و خاک، تثبیت و جامدسازی آن­هاست. طی این فرایند، فلزات سنگین در خاک­های آلوده با اصلاح­کننده­هایی همچون مواد آلی و  معدنی واکنش داده و با تشکیل موادی کم­محلول یا نامحلول در محیط، به صورتی پایدار باقی­ می­مانند. در این پژوهش، به‌منظور بررسی اثر مواد اصلاحی آلی (بیوچار تهیه شده در دمای 640 و زمان 30 دقیقه از کاه و کلش برنج و بیوچار تهیه شده در دمای 420 و زمان 2 ساعت از کاه و کلش برنج) و معدنی (پومیس، لیکا، زئولیت و بنتونیت) در سه سطح صفر، 1 و 5 درصد وزنی بر عدم تحرک و تثبیت دو فلز کادمیوم و سرب در خاک­های آلوده، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار  انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که افزودن مواد اصلاحی به خاک، موجب کاهش غلظت کادمیوم و سرب عصاره­گیری شده با DTPA و EDTA شد. بیشترین کاهش غلظت سرب عصاره­گیری شده با DTPA و EDTA (بخش محلول یا زیست فراهمی) در تیمار سطح 5٪ بیوچار 640 مشاهده شدکه در مقایسه با شاهد، به­ترتیب کاهشی معادل 68 و 2/41 درصد داشتند؛ همچنین بیشترین کاهش غلظت کادمیوم عصاره­گیری شده با DTPA و EDTA به­ترتیب مربوط به تیمارهای سطح 5٪ پومیس و زئولیت  بود که به ترتیب 39 و 8/28 درصد نسبت به شاهد کمتر بودند. بیشترین کاهش غلظت سرب و کادمیوم در بخش تبادلی  در سطح 5٪ بیوچار 640 مشاهده شد که در مقایسه با شاهد، به ترتیب کاهشی معادل 96/54 و 41 درصد  داشتند. کاربرد اصلاح­کننده­ها، اثری معنی­دار بر مقدار کل سرب و کادمیوم خاک نداشتند. بنابراین، تکنیک حاضر، می­تواند به طور مؤثری، زیست فراهمی سرب و کادمیوم را در خاک کاهش دهد که این مساله می­تواند در اصلاح خاک استفاده شود.
کلیدواژه‌ها
اصلاح‌کننده؛ زیست فراهمی؛ شکل‌های شیمیایی؛ سرب؛ کادمیوم
مراجع
  1. Abedi-Koupai, J., Mollaei, R., and Eslamian, S. 2015. The effect of pumice on reduction of cadmium uptake by spinach irrigated with wastewater. Ecohydrology and Hydrobiology, 15: 208-214.
  2. Agrawal, J., Sherameti, I., and Varma, A. 2011. Detoxification of Heavy Metals: State of Art,PP. 1-34.
  3. Ahmad, M., Rajapaksha, A.U., Lim, J.E., Zhang, M., Bolan. M., Mohan. D., Vithanage. M., Lee. S., and Ok. Y.S. 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water. Chemosphere, 99: 19–33.
  4. Ahnstrom, Z.S. and Parker, D.R. 1999. Development and assessment of a sequential extraction procedure for thefractionation of soil cadmium. Soil Science Society of America Journal, 63:1650-1658.
  5. Alabarse, F., Conceição, R.V.C., Balzaretti, N.M., Schenato. F., and Xavier. A.M. 2011. In-situ FTIR analyses of bentonite under high-pressure. Applied Clay Science, 51:202–208.
  6. Alexandratos, V.G., Elzinga, E.J., and Reeder, R.J. 2007. Arsenate uptake by calcite: Macroscopic and spectroscopic characterization of adsorption and incorporation mechanisms. Geochimica et Cosmochimica Acta, 4172-4187.
  7. Almas, A., Singh, B.R. and Salbu, B. 1999. Mobility of cadmium- 109 and zinc-65 in soil influenced by equilibration time, temperature, and organic matter. Journal of Environmental Quality, 28:1742–1750.
  8. Azeez, P.A., Prusty, B.A.K. and Jagadeesh, E.P. 2006. Chemical speciation of metals in environment, its relevancy to ecotoxicological studies and the need for biosensor development. Journal of Food, Agriculture and Environment, 4(3  4):235- 239.
  9. Chapman, H.D. 1965. Cation exchange capacity. In: Methods of Soil Analysis. Part II. Black, C. A. (Ed). American Society of Agronomy, Madison, WI, USA.
  10. Chen, M., and Ma. L. 2001. Comparison of three aqua regia digestion methods for twenty Florida soils. Soil Science Society of America Journal, 65:499–510.
  11. Chi, J., and Liub, H. 2016. Effects of biochars derived from different pyrolysis temperatures ongrowth of Vallisneria spiralis and dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediments. Ecological Engineering, 93:199–206.
  12. Cui, L., Pan, G., Li, L., Bian, R., Liu, X., Yan, J., Quan, G., Ding, C., Chen, T., Liu, Y., Yin, C., Wei, C., Yang, Y., and Hussain, Q. 2016. Continuous immobilization of cadmium and lead in biochar amended contaminated paddy soil: A five-year field experiment. Ecological Engineering, 93:1–8.
  13. Day, P.R. 1955. Particle fractionation and particle-size analysis. In: Black, C.A. (Ed), Method of soil analysis. Part I. Agronomy 9, Soil Science Society. America. Madison, WI. Pp. 545-567.
  14. Gupta, S.S. and Bhattacharyya, K.G. 2008. Immobilization of Pb(II), Cd(II) and Ni(II) ions on kaolinite and montmorillonite surfaces from aqueous medium. Journal Environmental Management, 87: 46-58.
  15. Huang, H., Yao, W., Li, R., Ali, A., Du, J., Guo, D., Xiao, R., Guo, Z., Zhang, Z., and Awasthi, M.K. 2018. Effect of pyrolysis temperature on chemical form, behavior and environmental risk of Zn, Pb and Cd in biochar produced from phytoremediation residue. Bioresource Technology, 249:487–493.
  16. Jafari Haghighi, M. 2003. Methods of soil analysis, sampling and analysis of important physiochemical properties with emphasis on theory and application principles. Nedaye Zoha Publication, 187p.
  17. Janoš, P., Vávrová, J., Herzogová, L., and Pilařová, V. 2010. Effects of inorganic and organic amendments on the mobility (leachability) of heavy metals in contaminated soil: A sequential extraction study. Geoderma, 159:335–341.
  18. Kabata-Pendias, A. 2001. Trace Elements in Soils and Plants. CRC Press, Boca Raton, FL. pp. 413.
  19. Kiran, Y.K., Barkat, A., Xiao-qiang, C., Ying, F., Feng-shan, P., Lin, T., and Xiao-e, Y. 2017. Cow manure and cow manure-derived biochar application as a soil amendment for reducing cadmium availability and accumulation by Brassica chinensis L. in acidic red soil. Journal of Integrative Agriculture, 16(3):725–734.
  20. Kosson, D.S., Van, der Sloot, H.A., Sanchez, F., and Garrabrants, A.C. 2002. An integrated framework for evaluating leaching in waste management and utilization of secondary materials. Environmental Engineering Science, 19:159–204.
  21. Lee, S.H., Lee, J.S., Choi, Y., and Kim, J. 2009. In situ stabilization of cadmium-, lead-, and zinc-contaminated soil using various amendments. Chemosphere, 77: 1069–1075.
  22. Lindsay, W.L., and Norvell, W.A.1978. Development of a DTPA soil test for Zn, Fe, Mn, and Cu. Soil Science Society of America Journal, 42:421-428.
  23. Lu, K., Yang, X., Shen, J., Robinson, B., Huang, H., Liu, D., Bolan, N., Pei, J., and Wang, H. 2014. Effect of bamboo and rice straw biochars on the bioavailability of Cd, Cu, Pb and Zn to Sedum plumbizincicola. Agriculture, Ecosystems and Environment, 191:124–132.
  24. Mahabadi, A.A., Hajabbasi, M.A., Khademi, H., and Kazemian, H. 2007. Soil cadmium stabilization using an Iranian natural zeolite. Geoderma, 137:388–393.
  25. Malakootian, M., Nouri, J., Hossaini, H. 2009. Removal of heavy metals from paint industry's wastewater using Leca as an available adsorbent. International Journal of Environmental Science and Technology, 6 (2):183-190.  
  26. Mc Lean, E.O. 1982. Soil PH and lime requirement. P. 192-224. In: Methods of soil analysis (part II) Chemical and microbiological properties, Page et al. (Ed.). American Society of Agronomy, Inc., Soil Science Society of America, Inc. Publisher. Madison, Wisconsin, USA.
  27. McGrath, D. 1996. Application of single and sequential extraction procedures to polluted and unpolluted soils. The Science of the Total Environment, 178:37-44.
  28. Mohammadi –Kalhoria, E., Yetilmezsoy, K., and Uygur, N. 2013. Modeling of adsorption of toxic chromium on natural and surface modified lightweight expanded clay aggregate (LECA). Applied Surface Science, 287:428– 442.
  29. Neal, W., Menzies, Michael, J., Donn, Peter, M. and Kopittke. 2007. Evaluation of extractants for estimation of the phytoavailable trace metals in soils. Environmental Pollution, 145:121-130.
  30. Nolan, A.L., Mclaughlin, M.J. and Mason, S.D. 2003. Chemical Speciation of Zn, Cd, Cu, and Pb In Pore Waters of Agricultural and Contaminated soils using Donnan Dialysis. Environmental Science and Technology, 37:90-98.
  31. Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1982. Methods of Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological properties. 2nd ed. ASA. Madison, WI, USA.
  32. Panuccio, M.R., Sorgona, A., Rizzo, M., Cacco, G. 2009. Cadmium adsorption on vermiculite, zeolite and pumice: Batch experimental studies. Journal Environmental Management, 90:364-374.
  33. Park, J.H., Choppala, G.K., Bolan, N.S., Chung, J.W., Chuasavathi, T., 2011. Biocharreduces the bioavailability and phytotoxicity of heavy metals. Plant and Soil, 348:439–451.
  34. Prusty, B.G., Sahu, K.C. and Godgul, G. 1994. Metal contamination due to mining and milling activities at the Zawar zinc mine, Rajasthan, India. 1. Contamination of stream sediments. Chemical Geology, 112:275-291.
  35. Puga, A.P., Melo, L.C.A., Abreu, C.A., Coscione, A.R., and Paz-Ferreiro, J. 2016. Leaching and fractionation of heavy metals in mining soils amended with biochar. Soil and Tillage Research, 164: 25–33.
  36. Quevauviller, P. 2002. Methodologies in soil and sediment fractionation studies: single and sequential extraction procedures. The Royal Society of Chemistry.
  37. Quevauviller, P.H., Lachicab, M., Barahonab, E., Rauretc, G., Ured, A., Gomeze, A., and Muntauf, H. 1996. Interlaboratory comparison of EDTA and DTPA procedures prior to certification of extractable trace elements in calcareous soil. The Science of the Total Environment, 178:127-132.
  38. Ramzani, P.M., Coyne, M.S., Anjum, S., Khan, W., and Iqbal, M. 2017. In situ immobilization of Cd by organic amendments and their effect on antioxidant enzyme defense mechanism in mung bean (Vigna radiata L.) seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 118: 561-570.
  39. Sabry, M., Shaheen, M., and Rinklebe, J. 2015. Impact of emerging and low cost alternative amendments on the immobilization and phytoavailability of Cd and Pb in a contaminated floodplain soil. Ecological Engineering, 74:319–326.
  40. Sparks, D. L. 2003. Environmental soil chemistry. Academic Press. San Diego
  41. Sun, Y., Li, Y., Xu, Y., Liang, X., and Wang L. 2015. In situ stabilization remediation of cadmium (Cd) and lead (Pb) co-contaminated paddy soil using bentonite. Applied Clay Science, 105–106, 200–206.
  42. Sun, Y., Sun, G., Xu, Y., Liu, W., Liang, X., and Wang, L. 2016. Evaluation of the effectiveness of sepiolite, bentonite, and phosphate amendments on the stabilization remediation of cadmiumcontaminated soils. Journal of Environmental Management, 166: 204-210.
  43. Tessier, A., Campbell, P.G.C., and Bisson, M., 1979. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Analytical Chemistry, 51 (7): 844–850.
  44. Usman, A.R.A., Sallam, A.S., Al-Omran, A, El-Naggar, A.H., Alenazi, K.K.H., Nadeem, M., and Al-Wabel, M.I. 2013. Chemically modified biochar produced from conocarpus wastes, an efficient sorbent for Fe(II) removal from acidic aqueous solutions. Adsorption Science and Technology, 31: 625–640.
  45. Walkley, A., and Black, I.A. 1934. An examination degtijarf method for determination for role organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37:29–38.
  46. Yuan, J.H., Xu, R.K., and Zhang, H. 2011. The forms of alkalis in the biochar produced from crop residues at different temperatures. Bioresource Technology, 102:3488–3497.
  47. Zhang, R.H., Li, Z.G., Liu, X.D., Wang, B.C., Zhou, G.L., Huang, X.X., Lin, C.F., and Wang, A.H. 2017. Immobilization and bioavailability of heavy metals in greenhouse soils amended with rice straw-derived biochar. Ecological Engineering, 98: 183–188.
  48. Zhang, X., Wang, H., He, L., Lu, K., Sarmah, A., Li, J., Bolan, N.S., Pei, J., and Huang, H. 2013. Using biochar for remediation of soils contaminated with heavy metals and organic pollutants. Environmental Science Pollution Research, 20:8472–8483.

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 853
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 696


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب