تاثیر بیوچار و کربن فعال حاصل از ضایعات آلی بر غیرمتحرک کردن فلزات سنگین (سرب، روی و کادمیوم) و رشد گیاه ذرت در خاک آلوده

آب و خاک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 13 آبان 1403

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.89325.1426

نویسندگان

محمد ماله میر چگینی^{* 1}؛ احمد گلچین²

¹دانشجوی دکتری

²استاد گروه علوم و مهندسی خاک دانشگاه زنجان

چکیده

فلزات سنگین آلاینده‌های پایدار خاک هستند که سلامت محیط زیست و انسان را به خطر می‌اندازند. استفاده از مواد اصلاح کننده خاک مانند بیوچار و کربن فعال به عنوان روشی مؤثر برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، اثر ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت گردو و بادام کاغذی)، بیوچار و کربن فعال تولید شده از آنها بر غیرمتحرک کردن فلزات سنگین سرب، روی و کادمیوم و رشد گیاه ذرت در خاک آلوده در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد. بیوچارها در دو دمای ۳۰۰ و ۵۰۰ درجه سلسیوس تولید و سپس با اسید فسفریک فعال و تیمارهای آزمایش در چهار سطح (0، 5/2، 5 و 10 درصد وزنی) و در سه تکرار به یک خاک آلوده اضافه شدند. نتایج نشان داد ضایعات آلی، بیوچارها و کربن‌های فعال، غلظت فلزات سنگین قابل‌دسترس در خاک را در سطح احتمال 5 درصد به طور معنی‌داری کاهش دادند. کربن‌های فعال بیشترین و ضایعات آلی کمترین اثر را داشتند. کمترین غلظت فلزات سرب، کادمیوم و روی قابل عصاره‌گیری با DTPA مربوط به تیمار کربن فعال ۵۰۰ درجه سلسیوس حاصل از بیوچار کاه و کلش گندم 500 درجه سلسیوس و سطح مصرف ۱۰ درصد به‌ترتیب با مقدار 6/1، 5/4 و 464 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک بود که به‌ترتیب 46/99، 67/83 و 96/63 درصد غلظت فلزات سنگین قابل جذب را نسبت به تیمار شاهد کاهش دادند. کمترین غلظت فلزات سنگین در بخش هوایی و ریشه گیاه ذرت مربوط به همین تیمار و سطح مصرف بود. کمترین غلظت سرب، روی و کادمیوم در بخش هوایی به‌ترتیب 67/71، 67/490 و 67/1 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی و در بخش ریشه به‌ترتیب ۲۰۶، ۱۰۹۵ و ۲۰ میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی بود. بیشترین وزن خشک بخش هوایی و ریشه در همین تیمار و سطح مصرف پنج درصد به‌ترتیب با مقادیر 76/5 و 84/1 گرم در گلدان مشاهده شد. نتایج این پژوهش نشان داد بکار گیری کربن فعال می‌تواند به عنوان یک روش کارآمد و پایدار برای پاکسازی خاک‌های آلوده به فلزات سنگین و افزایش رشد گیاهان در نظر گرفته شود.نتایج نشان داد که با افزایش دمای گرماکافت، pH، هدایت الکتریکی (EC) و خاکستر بیوچارها افزایش و درصد کربن‌آلی، نسبت C/N و ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) آنها کاهش می‌یابد. فعال‌سازی بیوچارها با اسید فسفریک، pH، خاکستر، EC و کربن آلی آنها را کاهش و CEC آنها را افزایش داد. افزودن بیوچارها به خاک pH و EC خاک را افزایش و کربن‌های فعال pH خاک را کاهش دادند.

فلزات سنگین آلاینده‌های پایدار خاک هستند که سلامت محیط زیست و انسان را به خطر می‌اندازند. استفاده از مواد اصلاح کننده خاک مانند بیوچار و کربن فعال به عنوان روشی مؤثر برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه، اثر ضایعات آلی (کاه و کلش گندم، پوست سخت گردو و بادام کاغذی)، بیوچار و کربن فعال تولید شده از آنها بر غیرمتحرک کردن فلزات سنگین سرب، روی و کادمیوم و رشد گیاه ذرت در خاک آلوده در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد. بیوچارها در دو دمای 300

کلیدواژه‌ها

اسید فسفریک؛ بیوچار؛ جذب؛ فراهمی و گروه‌های عاملی سطحی