اثر بیوچارهای تهیه شده در دماهای مختلف و فلز روی بر جذب و واجذب سرب در یک خاک رسی آهکی

سابقه و هدف:

 آلودگی خاک با فلزات سنگین در نتیجه توسعه صنایع و معادن موجب نگرانی های زیادی شده است. آلودگی همزمان خاک ها با فلزات سنگین مختلف به یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی برای مدیریت خاک های آلوده تبدیل شده است. غلظت بالای سرب (Pb2+) تهدیدی برای سلامت انسان و استفاده پایدار از اراضی کشاورزی به دلیل سمیت و تجزیه ناپذیری آن است. استفاده ازبیوچار به عنوان یک راهکار تثبیت کننده و دوست دار محیط زیست اخیرا توجه گسترده ای را در جهان به خود جلب کرده است.

مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر استفاده از بیوچار برگ گردو تهیه شده در دماهای مختلف (200 (B200)، 400 (B400) و 600 (B600) درجه سلسیوس) بر فرایند جذب (غلظت های 5/0، 1، 2، 3، 4، 6، 7 و 8 میلی مولار سرب) و واجذب سرب در دو سیستم منفرد (Pb2+) و رقابتی (Pb2+ + Zn2+) و در دو زمان انکوباسیون (30 و 90 روز) در یک خاک آهکی رسی انجام شد. در این پژوهش 3 گرم (1 درصد وزنی- وزنی) از تیمارهای بیان شده به 300 گرم از نمونه خاک مورد مطالعه در قوطی های پلاستیکی اضافه و به مدت 90 روز در دمای 2±21 درجه سلسیوس و رطوبت 80 درصد ظرفیت مزرعه انکوبه شد. سپس در زمان های 30 و 90 روز پس از انکوباسیون از خاک ها نمونه برداری و مطالعه های جذب و واجذب انجام گرفت.

نتایج نشان داد که حداکثر گنجایش جذب سرب (qm) با افزایش دمای گرماکافت بیوچار افزایش یافت، به طوری که تیمار B600 بیشترین گنجایش جذب را داشت. مقدار این ضریب در حضور روی کاهش یافت (05/0 <p). با گذشت 90 روز انکوباسیون حداکثر گنجایش جذب سرب توسط تیمارهای بیوچار کاهش محسوسی نشان داد. بیشترین مقدار انرژی پیوند سرب (KL) در تیمار بیوچار تهیه شده در دمای 600 درجه سلسیوس بود. مقدار این ضریب در سیستم رقابتی نسبت به منفرد کاهش یافت. پس از گذشت 90 روز انکوباسیون در هر دو سیستم جذب مقدار انرژی پیوند سرب نسبت به زمان 30 روز کاهش داشت (05/0 <P). نتایج آزادسازی سرب توسط عصاره گیر 10 میلی مولار CaCl2 (کم تر از 1 درصد از Pb2+ جذب شده) نشان داد که مکانیسم جذب سرب در مکان های تبادلی توسط بیوچار برگ گردو از اهمیت کمی برخوردار است و احتمالا مکانیسم اصلی تثبیت سرب در تیمارها رسوب با فسفات می باشد.

به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که با این وجود که خاک مورد مطالعه قابلیت جذب سرب بالایی داشت، اما کاربرد 1 درصد بیوچار تهیه شده از برگ گردو در دمای 600 درجه سلسیوس می تواند با تاثیر بر ویژگی های جذب سرب در خاک آهکی رسی در سیستم های منفرد و رقابتی به کاهش تحرک سرب منجر شود.