توزیع شکل‌های شیمیایی روی به روش تسیر در برخی از خاک‌های آلوده شده استان خراسان رضوی و ارتباط آنها با ویژگی‌های خاک

آب و خاک

مقاله 3، دوره 31، شماره 5 - شماره پیاپی 55، دی 1396، صفحه 1325-1339   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i5.57734

نویسندگان

زهرا شریفی^{* 1}؛ علیرضا آستارایی¹؛ امیر فتوت¹؛ مجتبی بارانی مطلق²؛ حجت امامی¹

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

زیست‌فراهمی فلزات سنگین به توزیع آنها بین بخش‌های محلول و جامد و بین اجزای بخش جامد بستگی دارد. به منظور بررسی توزیع شکل‌های شیمیایی روی در10 نمونه خاک استان خراسان رضوی با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوت و آلوده شده با ضایعات معدنی در 4 سطح (0، 500، 1000 و 1500 میلی‌گرم برکیلوگرم)، قبل از کشت گیاه گاوزبان، روش عصاره‌گیری متوالی تسیر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که روی بخش تبادلی، کربنات‌ها، متصل به اکسیدهای آهن و منگنز، متصل به بخش آلی و باقیمانده به ترتیب 67/0، 38/13، 01/3، 12/11 و 82/71 درصد از روی کل خاک‌ها را تشکیل می‌دهند. در این خاک‌ها مقدار روی شبه‌کل و روی قابل استفاده گیاه به ترتیب بین 19/72 تا 56/116 و 98/6 تا 97/8 میلی‌گرم در کیلوگرم می‌باشد. اختلاف بین غلظت روی هر یک از شکل‌های شیمیایی، در انواع مختلف خاک و در سطوح مختلف آلودگی معنی‌دار شد. همبستگی درصد سیلت با روی تبادلی و روی جذب شده بوسیله ریشه منفی و معنی-دار شد. روی متصل به اکسیدهای آهن و منگنز با کربنات‌کلسیم و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک همبستگی منفی و معنی‌داری داشت. همبستگی بین کربن آلی با روی تبادلی منفی و معنی‌دار شد. همبستگی pH با روی جذب شده بوسیله ریشه و اندام‌هوایی منفی و معنی‌دار شد. همبستگی میان شکل‌های شیمیایی روی با یکدیگر و با روی شبه کل، روی جذب شده بوسیله ریشه و اندام هوایی گیاه و روی قابل استفاده گیاه، بجز همبستگی میان شکل اکسیدها و تبادلی روی مثبت و معنی‌دار شد که بیانگر پویایی سیستم خاک می‌باشد.
خاک های آلوده، شکل های شیمیایی روی ضایعات معدنی، ویژگی های خاک.

کلیدواژه‌ها

آلودگی؛ خاک؛ روی؛ شکل‌های شیمیایی؛ ضایعات معدنی؛ گاوزبان؛ همبستگی

مراجع

1- Acosta J.A., Jansen B., Kalbitz K., Faz A., and Martinez-Martinez, S. 2011. Salinity increases mobility of heavy metals in soils. Journal of Chemospher, 85:1318-1324.

2- Allison, L.E. 1965. Organic carbon. In: Black, C.A., Evans, D.D., White, .L.J., Ensminger, L.E., Clark, F.E. (Eds.), Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy, Madison, WI., 1372-1376.

3- Allison L.E., and Moodie C.D. 1965. Carbonate. In: Black, C.A., Evans, D.D., White, .L.J., Ensminger, .L.E., Clark, F.E. (Eds.), Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy, Madison, WI., 1379-1396.

4- Alvarez J. M., Lopez-Valdivia L. M., Novillo J., Obrador A., and Rico M. I. 2006. Comparison of EDTA and sequential extraction tests for phyto availability prediction of Manganese and Zinc in agricultural alkaline soils. Geoderma, 132: 450–463.

5- Aravind P., and Prasad M.N.V. 2004. Zinc protects chloroplasts and associated photochemical functions in Cadmium exposed Ceratophyllum demersum L., a fresh water macrophyte. Plant Science., 166:1321–1327.

6- Bermond A., and Varliault C. 2004. Application of a kinetic fractionation of trace elements (Cd, Cu & Pb) in unpolluted soil samples. Environmental Technology. 25:293-300.

7- Brummer G., Gerth J., and Tiller K.G. 1988. Reaction kinetics of adsorption and desorption of Nickel, Zinc and Cadmium by goethite. I. Adsorption and diffusion of metals. J. Soil Sci. 39: 37-52.

8- Chapman, H.D. 1965. Cation exchange capacity. In: Black, C.A., Evans, D.D., White, L.J., Ensminger, L.E., Clark, F.E. (Eds.), Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy, Madison, WI., 891-901.

9- Chen M, Ma LQ. 2001. Comparison of three aqua regia digestion methods for twenty Florida soils. Soil Science Society of America Journal, 65: 491-499.

10- Dabkowska-Naskret, H. 2003. The role of organic matter in association with zinc in selected arable soils from Kujawy region, Poland. Organic Geochemistry. 34: 645-649.

11- Day, P.R. 1965. Particle fractionation and particle size analysis. In: Black, C.A., Evans, D.D., White, .L.J., Ensminger, .L.E., Clark, F.E. (Eds.), Methods of Soil Analysis. American Society of Agronomy, Madison, WI., 545-567.

12- Everhart J. L., McNear Jr. D., Peltier E., van der Lelie D., Chaney R. L., and Sparks D.L. 2006. Assessing Nickel bioavailability in smelter-contaminated soils. J. Science of the Total EnvironmCent, 367: 732–744.

13- Filgueiras A.V., Lavilla I., and Bendicho C. 2002. Chemical sequential extraction for metal partitioning in environmental solid samples. J. Environ. Monit, 823-857.

14- Forstner U. 1985. Chemical Methods for Assessing Bioavailable Metals in Sludges, Elsevier. London.

15- Ghafarinejad A., and Karimian N. 2007. Determination of chemical forms of Manganese and their relations with soybean responses in some calcareous soils of fars province. J. of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 1: 125-134. (in Persian with English abstract)

16- Ghane H., and Karimian N. 2003. Distribution of different forms of Zn in calcareous soils of Fars Province in relation to soil properties. 8th Congress of Soil Science. Rasht. (in Persian with English abstract).

17- Gholami M., and Barani Motlagh M. 2012. Distribution of zinc forms and the relationship of these fractions with soil properties in some soils of Golestan Province. J. of Soil Management and Sustainable production, 1(2). (in Persian with English abstract).

18- Han F.X. and Banin A. 1995. Selective sequential dissolution techniques for trace metals in arid-zone soils: The carbonate dissolution step. Commun. Soil Sci. Plant Anal, 26:553-576.

19- Harter R.D. 1991. Micronutrient adsorption – desorption reaction in Soils. P: 59-89. In S.H. Mickelson (ed.) Micronutrient in. Agriculture. Soil. Sci. Soc. Am. Madison, Wis. USA.

20- Iyengar S.S., Martens D.C. and Miller,W.P. 1981. Distribution and plant availability of soil zinc fractions. Soil Sci. Soc. Am. J., 45:735-739.

21- Jones JB. 2001. Laboratory guide for conducting soil tests and plant analysis. CRC Press, Boca Raton, FL, 27-160.

22- Kabala C., and Singh B.R. 2001. Fractionation and mobility of Copper, Lead and Zinc in soil profiles in the vicinity of a Copper smelter. J. Environ. Qual., 30: 485-492.

23- Keshavarz P., Malakouti M. J., Karimian N., and Fotovat A. 2006. The effects of salinity on extractability and chemical fractions of Zinc in selected calcareous soils of Iran. J. Agric. Sci. Technol., 8: 181-190.

24- Kichens L. 1995. Zinc In: Alloway, B.J. (ed.), Heavy metals in soils. Blackie Academic. London.

25- Li Z., and Shuman L.M. 1996. Redistribution of forms of Zinc, Cadmium, and Nickel in soils treated with EDTA. J. Sci. Total Environ., 191: 95–107.

26- Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganes and copper. Soil Sci. Soc. Am. J., 42: 421-428.

27- Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganes and copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 421-428.

28- Lorenzo H., J. M. Siverio and Caballero M. 2001. Salinity and nitrogen fertilization and nitrogen metabolism in rose plants. J. Agric. Sci. 137: 77-84.

29- Ma L.Q., and Rao G.N. 1997. Chemical fractions of Cadmium, Copper, Nickel and Zinc contaminated soils. J. Environ. Qual., 26:259-264.

30- Maftoun M., Haghighatnia H., and Karimian N. 2000. Characterization of Zn adsorption in some calcareous paddy soils from Fars Province. J. of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 4: 71-85. (in Persian with English abstract)

31- Mckenzie R.M. 1978. The effect of two Manganese dioxides on the uptake of Lead, Nickel, Copper and Zinc by subterranean clover. Aust. J. Soil Res, 16: 209- 214.

32- Naganuma K., Okazaki M., Yonebayshi K., and AbuBaker Z. 1993. Surface charge and adsorption characteristics of copper and zinc on tropical soils. Soil Sci. Plant Nutr: 39: 455-462.

33- Navrot J., and Ravikovitch S. 1968. Zinc availability in calcareous soils. Soil Sci., 105: 184- 189.

34- Neilsen D., Hoyt P.B., and Mackenzie A.F. 1986. Distribution of soil Zn fractions in British Columbia interior orchard soils. J. Soil Sci., 66: 445-454.

35- Olsen S. R. C. V., Cole Watenable F. S., and Dean l. A. 1954. Estimation of aAvailable phosphorus in soil by extraction with sodium bicarbonate. U.S. Dep. Agric. Cirs., 939. USA.

36- Qusheng L., Shasha C., Cehui M., Bei C., Lihua P., and Fangbing Y. 2010. Toxic effects of heavy metals and their accumulation in vegetables grown in a saline soil. Ecotoxicology and Environmental Safety, 73: 84–88.

37- Reyhanitabar A., Karimian N., Ardalan M., Savaghebi Gh.R., and Ghanadha M.R. 2006. Zinc fractions of selected calcareous soils of Tehran Province and their relationships with soil characteristics. J. of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 3: 125-136 (in Persian with English abstract).

38- Richads R. A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. USDA. Agriculture hand book. No: 60. Washington.

39- Shuman L.M. 1985. Frsctionation method for soil microelements. Soil Sci. J., 140 (1): 11-22.

40- Singh J.P., Karwasra S.P.S., and Singh M. 1988. Distribution and forms of Copper, Iron, Manganese, and Zinc in calcareous soils of India. Soil Sci., 146(5): 359- 366.

41- Sparks D.L. 1995. Environmental soil chemistry. Academic Press. San Diego. USA.

42- Tessier A., Campbell P. G. C., And Bisson M. 1979. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal. Chem., 51:844-51.

43- Usman A.R.A., Kuzyakov Y., and K. Stahr. 2005. Effect of immobilizing substances and salinity on heavy metals availability to wheat grown on sewage sludge contaminated soil. Soil Sediment Contam., 14: 329–344.

44- Xian X. 2003. Effect of chemical forms of Cadmium, Zinc, and Lead in polluted soils on their uptake by cabbage plants. Plant and Soil, 113:256-264.

45- Xiang H.F., Tang H.A., and Ying Q.H. 1995. Transformation and distribution of forms of Zinc in acid, neutral and calcareous soils of China. Geoderma, 66: 121-135.

46- Yasrebi J., Karimian N., Maftoun M., Abtahi A., and Sameni. 1994. Distribution of Zinc forms in highly calcareous soils as influenced by soil physical and chemical properties and application of Zinc sulfate. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 25: 2133-2145.

47- Young S. D., Zhang H., Tye A. M., Maxted A., Thums C., and Thornton I. 2005. Characterizing the availability of metals in contaminated soils. I. The solid phase: sequential extraction and isotopic dilution. Soil Use Manage., 21: 450–458.

48- Zimmerman A.J., and Weindorf D. C. 2010. Heavy metal and trace metal analysis in soil by sequential extraction: a review of procedures, Iinternational Journal of Analytical Chemistry, 2010: A. ID 387803, 7 pages.