اثر بیوچارهای باگاس نیشکر و شوری سدیم کلرید بر قابلیت استفاده و شکل های کادمیم در یک خاک درشت بافت آهکی

 یکی از روش های موثر در جهت کاهش اثرهای زیان آور فلزهای سنگین در خاک های آلوده، استفاده از بیوچار است که به عنوان یک ماده اصلاحگر آلی ممکن است برخی ویژگی های شیمیایی خاک را تغییر داده و شرایط مناسب را جهت بی تحرکی فلزهای سنگین در خاک فراهم کند. بیوچار ماده جامد کربنی است که از گرماکافت بقایای آلی در شرایطی با اکسیژن محدود تهیه می-شود. این ماده با داشتن سطح ویژه، ساختار متخلخل، گروه های عامل می تواند خطر آلودگی فلزهای سنگین در خاک و ورود آن ها به زنجیره غذایی را کاهش دهد. هدف از انجام این پژوهش بررسی کاربرد بیوچارهای باگاس نیشکر تهیه شده از آن در دماهای 400 و 600 درجه سلسیوس بر قابلیت استفاده و شکل های کادمیم در یک خاک شور و آلوده به کادمیم بود.

ابتدا 15 میلی گرم بر کیلو گرم کادمیم از منبع کادمیم کلرید به صورت محلول به نمونه خاک (200 گرم) اضافه و با کل خاک مخلوط شد. نمونه ها به مدت 3 هفته در دمای 2±25 درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه ای خوابانده شدند. سپس، شوری 1170 و 2340 میلی گرم بر کیلوگرم از نمک سدیم کلرید (معادل 65/3 و 30/7 دسی زیمنس بر متر) به نمونه های خاک اضافه شد. در ادامه، 1 درصد (وزنی- وزنی) باگاس نیشکر و بیوچار دمای 400 درجه سلسیوس و بیوچار دمای 600 درجه -سلسیوس در 3 تکرار به نمونه خاک اضافه و به مدت 3 ماه در دمای 2±25 درجه سلسیوس در رطوبت 80 درصد ظرفیت زراعی در انکوباتور نگه داری شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن، از هر یک از تیمارها مقداری خاک برداشته و مقدار کادمیم قابل استخراج به روش DTPA و شکل های کادمیم با استفاده از روش عصاره گیری تسیر و همکاران (1979) استخراج شد.

نتایج نشان داد که بیوچار کادمیم عصاره گیری شده با DTPA را کاهش داد (05/0>p). همچنین بیوچار بر pH خاک اثر معناداری نداشت (05/0<p) و باعث افزایش قابلیت هدایت الکتریکی خاک شد (05/0>p). شوری کادمیم عصاره گیری شده با DTPA را افزایش داد (05/0>p). همچنین شوری اثر معناداری بر pH خاک نداشت (05/0<p). کاربرد بیوچار موجب کاهش (05/0>p) کادمیم تبادلی (7/13%) و پیوندشده با کربنات ها (1/24%) و افزایش (05/0>p) کادمیم پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز (2/37%) و باقیمانده (6/30%) نسبت به خاک شاهد گردید. کادمیم پیوندشده با کربنات ها و اکسیدهای آهن و منگنز در تیمار شوری 2340 میلی گرم بر کیلوگرم به ترتیب 5/31 و 8/25 درصد نسبت به تیمار شوری 1170 میلی گرم بر کیلوگرم افزایش یافتند. کادمیم پیوندشده با ماده آلی در تیمار 1170 و 2340 میلی گرم بر کیلوگرم نمک سدیم کلرید به ترتیب 8/38 و 2/22 درصد نسبت به شاهد کاهش یافتند. همچنین کادمیم باقیمانده در تیمار شوری 1170 و 2340 میلی گرم بر کیلوگرم 9/24 درصد نسبت به تیمار شوری 1170 میلی گرم بر کیلوگرم کاهش یافت.

کاربرد بیوچار باگاس نیشکر در خاک آهکی آلوده به کادمیم، منجر به تغییر شکل کادمیم از شکل های ناپایدار (تبادلی و کربناتی) به شکل های پایدارتر (پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز و باقیمانده) و در نتیجه کاهش تحرک و قابلیت استفاده کادمیم در خاک می شود.