عنوان اختراع:اثر زمان انكوباسيون و پوست كيوي بر تحرك برخي فلزات سنگين در خاك آلوده شني زمينه فني اختراع: محيط زيست جابجايي فلزات سنگين در خاك در مقايسه با ديگر عناصر پايين است و علت آن ظرفيت بالاي خاك براي جذب فلزات سنگين است. وقتي فلزات سنگين به خاك¬ها اضافه شوند، برخي از آن¬ها ثابت مي¬شوند يا اين¬كه تركيب¬هايي تشكيل مي¬دهند كه داراي حلاليت پايين بوسيله جذب يا رسوب يا هر دو مي¬باشند. درجه¬ي جذب فلزات سنگين بوسيله عوامل محيطي، اجزا و ويژگي¬هاي خاك و همين طور مقدار فلزات سنگين اضافه شده تحت تأثير قرار مي¬گيرند. زمان مستقيماٌ با زيست- فراهمي فلزات سنگين در خاك در ارتباط است، مطالعات صورت گرفته بر روي تغييرات در زيست فراهم بودن فلزات سنگين با زمان عموماً نشان داده¬اند كه اين عناصر بالاترين زيست- فراهمي خود را بلافاصله بعد از اعمال بر خاك دارند، چنين تأثير زماني به واكنش¬هاي ميان يون¬هاي فلزي و خاك نسبت داده مي¬شود.Lu در سال 2005 تأثير زمان بر تجزيه فلزات سنگين را مورد مطالعه قرار داد، وي دريافت كه فلزات در بخش تبادلي در سه ساعت اول افزايش يافتند و سپس با گذر زمان، فلزات به آرامي به ديگر فازها تبديل شدند. جذب فلزات سنگين در طي چند ساعت يا روز اوليه سريع است، اما آن¬گاه با زمان كاهش پيدا مي¬كند. واكنش سريع آغازين ظاهراً جذب درست فلزات سنگين بر روي سطح معدني را نشان مي¬دهد. فلزات سنگين موجود در خاك ميان چندين فاز توزيع مي¬شوند كه شامل فاز محلول، فاز تبادلي، فاز آلي، فاز همراه كربنات، پيوند خورده در اكسيدها و فاز مواد معدني رسي ثانويه و جزء باقيمانده مي¬باشد. فاز محلول در آب و فاز تبادلي قابل انتقال و زيست فراهم در نظر گرفته مي¬شود، در حالي كه فازهاي فلزي ديگر، به خصوص فاز باقيمانده غير¬سيار و با پيوند محكم در نظر گرفته مي¬شوند و انتظار نمي¬رود كه تحت شرايط طبيعي آزاد شوند. عصاره¬گيري متوالي به شكل گسترده براي تخمين زدن مقادير و نسبت¬هاي فلزات در خاك و براي پيش¬بيني زيست-فراهمي به كارمي¬رود. نتايج آزمايشات Khanlari وJalali در سال 2007 نشان مي¬دهد كه به طور متوسط 79 درصد فلزات سنگين به كار رفته پس از گذشت 28 روز غير¬قابل مبادله مي¬گردند. تغيير صورت¬هاي شيميايي فلزات سنگين و تبديل آن¬ها به فازهايي با انحلال كم¬تر در گذر زمان توسط ديگران نيز گزارش شده است. سرب تمايل زيادي دارد كه با فاز اكسيد آهن و منگنز در پيوند باشد. Xian در سال 1987 دريافت كه فاز آلي بالاتر از فازهاي ديگر سرب در خاك¬هاي اسيدي اصلاح شده بود، در حالي كه Norrstrom و Jacks در سال 1998 دريافتند كه 54-39 درصد از سرب به صورت پيوند خورده با فاز اكسيد بود.Elfattah و Koji در سال1981 عنوان كردند كه جذب سرب توسط اكسيدها به علت تمايل زياد اين عنصر نسبت به جذب توسط ذرات خاك مي¬باشد و در نتيجه جذب اختصاصي آن وابستگي زيادي به pH داشته و با افزايش pH افزايش مي¬يابد. در خاك شاهد ما نيز سرب تمايل زيادي داشت تا با فاز اكسيد آهن و منگنز پيوند برقرار كند. به طور كلي ماده آلي در خاك تحرك و دسترسي زيستي فلزات ¬سنگين را كم مي-كند.Ahmad در سال 2012 دريافت كه با اضافه كردن جاذب طبيعي (پوسته تخم مرغ معمولي و تخم مرغ آهكي) به خاك آلوده به سرب، غلظت سرب پيوند خورده با كربنات از 15 درصد به 47-40 درصد افزايش يافت هم¬چنين پيوند سرب با فاز اكسيد آهن و منگنز نيز با اضافه شدن جاذب طبيعي (پوسته تخم مرغ معمولي و تخم مرغ آهكي) افزايش يافت و جاذب طبيعي (پوسته تخم مرغ معمولي و تخم مرغ آهكي) توانست در خاك تحرك و دسترسي زيستي فلزات سنگين را كم كند. بعد از اضافه كردن جاذب طبيعي پوست كيوي به خاك شني، سرب تمايل زيادي داشت كه با فاز كربناته پيوند برقرار كند. Jalali وKhanlari در سال 2007 متوجه شدند كه وقتي دوره انكوباسيون طولاني¬تر شد، غلظت فاز تبادلي كاهش يافت و برعكس افزايش سرب در فاز كربناته، روي در اين فاز با افزايش دوره انكوباسيون كاهش يافت و روي در فازهاي اكسيد آهن و منگنز و فاز ارگانيك با افزايش دوره انكوباسيون افزايش يافت. مطالعات متعدد نشان داده است كه روي با اكسيدهاي آهن و منگنز، ذرات رس و مواد آلي پيوند تشكيل مي¬دهد در نتيجه نوع و مقدار آن¬ها در رفتار روي تاثير بسيار زيادي خواهد داشت. Elliott در سال 1996 در يك مطالعه رقابت فلز روي و ساير فلزات موجود در خاك را از ديگر عوامل تاثيرگذار بر رفتار روي در خاك دانست. نتايج بررسي¬هاي Korte در سال 1979 نشان داد كه همبستگي بالايي بين مقدار روي در خاك و مواد آلي وجود دارد، در ضمن طبق گفته Camobrecoو Richards در سال 1996 مواد آلي خاك نيز نقش كليدي در كمپلكس نمودن فلزات دارند. در اين پروژه نيز روي در نمونه خاك شاهد بيش¬ترين پيوند را با فاز اكسيد آهن و منگنز داشت.Zeng در سال 2006 دريافت كه با اضافه كردن جاذب طبيعي (لجن فاضلاب) در خاك¬هاي كشاورزي، پيوند روي با فاز اكسيد آهن و منگنز افزايش يافت. بعد از اضافه كردن جاذب طبيعي پوست كيوي به خاك شني، روي تمايل زيادي داشت كه با فازآلي و فاز اكسيد آهن و منگنز پيوند برقرار كند. Jalali و Khanlariدر سال 2007 به اين نتايج رسيدند كه كادميوم در بخش تبادلي فراوان¬ترين جزء در خاك¬هاي مورد مطالعه آن¬ها بود. در اين پروژه نيز كادميوم در نمونه خاك شاهد بيش¬ترين پيوند را با فاز تبادلي داشت.Almas در سال 1999 دريافت كه كادميوم به شكل قابل توجهي در بخش¬هاي سيار خاك (فاز تبادلي) با اضافه كردن جاذب طبيعي (كاه) افزايش يافت. جاذب طبيعي (كاه) نتوانست در خاك تحرك و دسترسي زيستي فلزات سنگين را كم كند. بعد از اضافه كردن جاذب طبيعي پوست كيوي به خاك شني، كادميوم تمايل زيادي داشت كه با فاز تبادلي پيوند برقرار كند. Jalali وKhanlari در سال 2007 به نتايجي دست يافتند كه نشان مي¬داد توزيع مس در فازهاي اكسيد آهن و منگنز و فاز آلي به شكل يكنواخت با افزايش دوره انكوباسيون افزايش يافتند. حضور مس در فاز آلي با بسياري از مطالعات Mclaren در سال1973 و Tyler در سال 1982 هم¬خواني دارد كه نشان داده¬اند مس ميل تركيبي بالايي براي مواد آلي دارد و پيوند خاص قدرتمندي با گروه¬هاي وظيفه¬مند پر¬الكترون در مواد آلي شكل مي¬دهد. درجه پيوند فلزي با صورت¬هاي ژئوشيميايي مختلف تا اندازه زيادي به ويژگي¬هاي فيزيكي- شيميايي خاك¬ها همانند pH، كلسيم كربنات و محتواي مواد آلي بستگي دارد. مطالعات Tyler (1982) نشان مي¬دهد كه شدت جذب مس توسط ماده آلي بالا است و اين به الكترونگاتيوي مس بر مي¬گردد. در اين پروژه مس در نمونه خاك شاهد بيش¬ترين پيوند را با فاز اكسيد آهن و منگنز و فاز آلي داشت. Rafael در سال 2006 دريافت كه با اضافه كردن جاذب طبيعي (كود تازه گاوي) در خاك¬هاي آلوده به فلزات سنگين غلظت مس در فاز آلي افزايش يافت. جاذب طبيعي (كود تازه گاوي) توانست در خاك تحرك و دسترسي زيستي فلزات سنگين را كم كند. بعد از اضافه كردن جاذب طبيعي پوست كيوي به خاك شني، مس تمايل زيادي داشت كه با فاز آلي پيوند برقرار كند. ويژگي¬هاي فيزيكي خاك مثل توزيع اندازه ذرات خاك ، رطوبت خاك، بافت خاك از جمله عواملي هستند كه بر ميزان جذب فلزات سنگين بر روي ذرات خاك و كاهش قابليت دسترسي و تماس توسط گياهان ¬مؤثر واقع¬ خواهد شد، ويژگي¬هاي ¬شيميايي¬خاك ¬نظير ¬شرايط ¬اسيد و شرايط قليايي و pH، اضافه كردن مواد آلي باعث تغيير خصوصيات شيميايي خاك مي¬شود كه همين مي¬تواند توزيع فلزات سنگين را تحت تأثير قرار دهد. روند كاهش درصد توزيع فلزات سنگين در رقابت با يكديگر در فاز تبادلي در نمونه خاك شني همراه جاذب به قرار زير است: كادميوم >سرب >روي >مس روند افزايش درصد توزيع فلزات سنگين در رقابت با يكديگر در فاز آلي در نمونه خاك شني همراه جاذب به قرار زير است: سرب > كادميوم >روي >مس روند افزايش درصد توزيع فلزات سنگين در رقابت با يكديگر در فاز كربناته نمونه خاك شني همراه جاذب به قرار زير است: روي > مس > كادميوم > سرب روند افزايش درصد توزيع فلزات سنگين در رقابت با يكديگر در فاز باقيمانده نمونه خاك شني همراه جاذب به قرار زير است: مس >روي > كادميوم > سرب روند افزايش درصد توزيع فلزات سنگين در رقابت با يكديگر در فاز اكسيد نمونه خاك شني همراه جاذب به قرار زير است: كادميوم >سرب > روي > مس بعد از گذشت 28 روز در نمونه خاك همراه جاذب طبيعي پوست كيوي درصد توزيع سرب در فاز اكسيد آهن و منگنز، درصد توزيع روي در فاز اكسيد آهن و منگنز، درصد توزيع كادميوم در فاز اكسيد آهن و منگنز و درصد توزيع مس در فاز آلي افزايش يافت.