دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها680
تعداد مقالات7,070
تعداد مشاهده مقاله10,730,252
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,804,699
سلامت منش, علی, میرباقری, سید احمد. (1396). ارزیابی ومقایسه فرآیند واجذب فلزات سنگین ازستون خاک طبیعی دراثرنفوذفاضلاب خام وامکان تراوش به آبهای زیرزمینی. , 24(2), 147-165. doi: 10.22069/jwfst.2017.11760.2624
علی سلامت منش; سید احمد میرباقری. "ارزیابی ومقایسه فرآیند واجذب فلزات سنگین ازستون خاک طبیعی دراثرنفوذفاضلاب خام وامکان تراوش به آبهای زیرزمینی". , 24, 2, 1396, 147-165. doi: 10.22069/jwfst.2017.11760.2624
سلامت منش, علی, میرباقری, سید احمد. (1396). 'ارزیابی ومقایسه فرآیند واجذب فلزات سنگین ازستون خاک طبیعی دراثرنفوذفاضلاب خام وامکان تراوش به آبهای زیرزمینی', , 24(2), pp. 147-165. doi: 10.22069/jwfst.2017.11760.2624
سلامت منش, علی, میرباقری, سید احمد. ارزیابی ومقایسه فرآیند واجذب فلزات سنگین ازستون خاک طبیعی دراثرنفوذفاضلاب خام وامکان تراوش به آبهای زیرزمینی. , 1396; 24(2): 147-165. doi: 10.22069/jwfst.2017.11760.2624

ارزیابی ومقایسه فرآیند واجذب فلزات سنگین ازستون خاک طبیعی دراثرنفوذفاضلاب خام وامکان تراوش به آبهای زیرزمینی

مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
مقاله 8، دوره 24، شماره 2، خرداد 1396، صفحه 147-165    اصل مقاله (827.21 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.11760.2624
نویسندگان
علی سلامت منش* 1؛ سید احمد میرباقری2
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی محیط زیست، واحدعلوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. و عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی سمنان
2استاد، گروه مهندسی محیط زیست، واحد علوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
چکیده:
سابقه و هدف: مطالعه فرآیندهای جذب و واجذب فلزات سنگین در خاک بمنظور ارزیابی چگونگی انتقال ویاتجمع فلزات وتعیین سرنوشت آنهادر لایه های خاک مسئله مهمی است که توجه بسیاری از محققین رابه خود جلب نموده است. توانایی انتقال فلزات تجمع یافته درلایه های خاک در اثر نفوذ جریانهای سطحی، بارش وحتی نفوذ فاضلابهای شهری وصنعتی در خاک از یک سو و واجذب فلزات از خاک بصورت محلول وانتقال آنها ونهایتا تراوش در آبهای زیرزمینی وآلوده نمودن آنها از سویی دیگر باعث شده تا اهمیت این مطالعات بیشترگردد. جریان فاضلاب خام در لایه های خاک نیز بواسطه فرآیند جذب و واجذب، باعث انتقال فلزات در ستون خاک می شود. هدف از این تحقیق که بصورت عملیات میدانی اجرا شد، بررسی وارزیابی فرآیند واجذب فلزات نیکل، روی وسرب موجود در خاک شهرک صنعتی سمنان است که در اثر نفوذ فاضلاب خام از خاک واجذب می شوند.
مواد و روشها: با نفوذ دادن فاضلاب خام این شهرک، تغییرات غلظت فلزات در لایه های خاک اندازه گیری شده و مورد بررسی و ارزیابی آماری قرار گرفت بنابراین برای نفوذ دادن فاضلاب در خاک یک چاهک نفوذ حفاری شد. نمونه برداری از خاک از عمقهای 20 تا 300 سانتیمتری زیر چاهک نفوذ انجام گردید. قبل از اینکه نفوذ انجام شود از لایه های زیرین چاهک نفوذ نمونه هایی تهیه و غلظت آنها بعنوان غلظت اولیه تعیین شد وپس از نفوذ نیز از همان عمقها مقادیر غلظت فلزات سنگین بعنوان غلظت ثانویه منظور شد. همچنین ارزیابی آماری برای مقایسه میانگین ها در نمونه های زوجی بمنظور تعیین اثر فرآیند واجذب این فلزات در کل ستون خاک انجام گردید و ازنرم افزار SPSS18 برای آنالیز داده ها استفاده شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که برای هر سه فلز مورد مطالعه، جابجایی مرکز توده جرمی ماکزیمم به لایه های پایینتر اتفاق افتاده است. از ارزیابی آماری مشخص شد که در ستون خاک مورد بررسی، فرآیند واجذب فلز نیکل از خاک به محلول فاضلاب موثر بود در حالیکه فلزات روی وسرب چندان تحت تاثیر فرآیند واجذب قرار نگرفته اند. نسبت انتقال فلزات نیکل، روی وسرب بترتیب 136، 21 و10 بدست آمد. غلظت فلزات نیکل، روی وسرب در محلول فاضلاب در انتهای ستون خاک بترتیب 07/4، 95/1 و25/1 ppm محاسبه شد.
نتیجه گیری: نفوذ جریان فاضلاب باعث انتقال همه فلزات به لایه های پائینتردر ستون خاک میشود. فلز نیکل سریعتر از دو فلز دیگر به آبهای زیر زمینی تراوش می کند. رتبه بندی فلزات تحت تاثیرفرآیند واجذب وبراساس تحرکپذیری وهمچنین برای میزان تراوش به آبهای زیرزمینی بصورت (Ni>Zn>Pb) بدست آمد.
کلیدواژه‌ها
فلزات سنگین؛ واجذب؛ فاضلاب خام؛ ستون خاک؛ انتقال
مراجع
1.Acosta, J.A., Jansen, B., Kalbitz, K., Faz, A., and Martinez-Martinez, S. 2011. Salinity
increases mobility of heavy metals in soils. Chemosphere. 85: 1318-1324.
2.ASTM (American Society for Testing and Materials). 1998. D2216 Standard Test Methods
for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass,
Designation No. D2216, West Conshohocken, PA.
3.ASTM (American Society for Testing and Materials), Reapproved. 1998. D422-63 Standard
Test Methods for Particle Size Analysis of Soils, West Conshohocken, PA.
4.ASTM (American Society for Testing and Materials). 2004. D854-02 Standard Test Methods for
Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer, West Conshohocken, PA, Pp: 96-102.
5.Brigatti, M.F., Lugli, C., and Poppi, L. 2000. Kinetics of heavy-metal removal and recovery in
sepiolite. Applied Clay Science. 16: 45-57.
6.Bybordi, M. 2006. Soil Physics. University of Tehran Press, 8th Edition, 671p. (In Persian)
7.Camobreco, V.J., Richards, B.K., Steenhuis, T.S., Peverly, J.H., and McBide M.B. 1996.
Movement of heavy metals through undisturbed and homogenized soil Columns.
Environmental Pollution. 16l: 11. 740-750.
8.Camps Arbestain, M., Madinabeitia, Z., Anza Hortala, M., Macias-Garcia, F., Virgel, S., and
Macias, F. 2008. Extractability and leachability of heavy metals in Technosols prepared from
mixtures of unconsolidated wastes. Waste Management. 28: 12. 2653-2666.
9.Chalermyanont, T., Arrykul, S., and Charoenthaisong, N. 2009. Potential use of lateritic and
marine clay soils as landfill liners to retain heavy metals. Waste Management. 29: 1. 117-127.
10.Chaturvedi, P.K., Seth, C.S., and Misra, V. 2006. Sorption kinetics and leachability of heavy
metal from the contaminated soil amended with immobilizing agent (humus soil and
hydroxyapatite). Chemosphere. 64: 7. 1109-1114.
11.Chaturvedi, P.K., Seth, C.S., and Misra, V. 2007. Selectivity sequences and sorption
capacities of phosphatic clay and humus rich soil towards the heavy metals present in zinc
mine tailing. J. Hazard. Mater. 147: 3. 698-705.
12.Chotpantarat, S., Ong, S.K., Sutthirat, C., and Osathaphan, K. 2011a. Effect of pH on
transport of Pb2+, Mn2+, Zn2+ and Ni2+ through lateritic soil: Column experiments and
transport modeling. J. Environ. Sci. 23: 4. 640-648.
13.Chotpantarat, S., Ong, S.K., Sutthirat, C., and Osathaphan, K. 2011b. Competitive
sorption and transport of Pb2+, Ni2+, Mn2+ and Zn2+ in lateritic soil columns. J. Hazard.
Mater. 190: 1-3. 391-396.
14.Covelo, E.F., Vega, F.A., and Andrade, M.L. 2007. Simultaneous sorption and desorption
of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in acid soils. I: Selectivity sequences. J. Hazard. Mater.
147: 3. 852-861.
15.Das, B.M. 2008. Introduction to Geotechnical Engineering. THOMSON, Chris Carson,
Pp: 5-13.
16.De Matos, A.T., Fontes, M.P.F., Da Costa, L.M., and Martinez, M.A. 2000. Mobility of
heavy metals as related to soil chemical and mineralogical characteristics of Brazilian soils.
Environmental pollution. 111: 3. 429-435.
17.Dong, D., Zhao, X., Hua, X., Liu, J., and Gao, M. 2009. Investigation of the potential
mobility of Pb, Cd and Cr (VI) from moderately contaminated farmland soil to groundwater
in Northeast, China. J. Hazard. Mater. 162: 2. 1261-1268.
18.Elbana, T.A., Ramadan, M.A., Gaber, H.M., Bahnassy, M.H., Kishk, F.M., and Selim, H.M.
2013. Heavy metals accumulation and spatial distribution in long term wastewater irrigated
soils. J. Environ. Chem. Engin. 1: 4. 925-933.
19.Fontes, M.P.F., and Gomes, P.C. 2003. Simultaneous competitive adsorption of heavy metals
by the mineral matrix of tropical soils. Applied Geochemistry. 18: 6. 795-804.
20.Garrido-Rodriguez, B., Cutillas-Barreiro, L., Fernández-Calviño, D., Arias-Estévez, M.,
Fernández-Sanjurjo, M.J., Álvarez-Rodríguez, E., and Núñez-Delgado, A. 2014.
Competitive adsorption and transport of Cd, Cu, Ni and Zn in a mine soil amended with
mussel shell. Chemosphere. 107: 379-385.
21.Giuseppe, D.D., Antisari, L.V., Ferronato, C., and Bianchini, G. 2014. New insights on
mobility and bioavailability of heavy metals in soils of the Padanian alluvial plan (Ferrara
Province, northern Italy). Chemie der Erde – Geochemistry. 74: 4. 615-623.
22.Glover, L.J., Eick, M.J., and Brady, P.V. 2002. Desorption kinetics of cadmium (2+)
and lead(2+) from goethite: influence of time and organic acids. Soil Sci. Soc. Amer. J.
66: 3. 797-804.
23.Gurel, A. 2006. Adsorption characteristics of heavy metals in soil zones developed on spilite.
Environmental Geology. 51: 3. 333-340.
24.ISO 11466. 1995. Extraction of trace elements soluble in aqua regia. British standards
institution.
25.Jiang, H., Li, T., Han, X., Yang, X., and He, Z. 2012. Effects of pH and low molecular
weight organic acids on competitive adsorption and desorption of cadmium and lead in
paddy soils. Environmental monitoring and assessment. 184: 10. 6325-6335.
26.Jing, Y.D., He, Z.L., and Yang, X.E. 2007. Effects of pH, organic acids and competitive
cations on mercury desorption in soils. Chemosphere. 69: 10. 1662-1669.
27.Kabata-Pendias, A., and Pendias, H. 2001. Trace elements in soils and plants. Third Edition.
Boca Raton London, New York Washington, D.C. 400p.
28.Krishnamurti, G.S.R., Huang, P.M., and Kozak, L.M. 1999. Desorption kinetics of cadmium
from soils using M ammonium nitrate and M ammonium chloride. Communications in Soil
Science and Plant Analysis. 30: 19-20. 2785-2800.
29.Li, T., Jiang, H., Yang, X., and He, Z. 2013. Competitive sorption and desorption of cadmium
and lead in paddy soils of eastern China. Environment Earth Science. 68: 6. 1599-1607.
30.Lund, L.J., Page, A.L., and Nelson, C.O. l976. Movement of heavy metals below sewage
disposal ponds. J. Environ. Qual. 5: 3. 330-334.
31.Mahanta, M.J., and Bhattacharyya, K.G. 2011. Total concentrations, fractionation and
mobility of heavy metals in soils of urban area of Guwahati, India. Environmental
monitoring and assessment. 173: 1. 221-240.
32.Mahdavi, S., Afkhami, A., and Jalali, M. 2015. Reducing leachability and bioavailability of
soil heavy metals using modified and bare Al2O3 and ZnO nanoparticles. Environmental
Earth Sciences. 73: 8. 4347-4371.
33.Marofi, S., Parsafar, N., Rahimi, Gh., and Dashti, D. 2012. Effect of wastewater on transport
of heavy metals to depth of soil under Potato cultivation. J. Water Soil Sci. 16: 61. 71-80.
(In Persian)
34.Rodríguez-Jordá, M.P., Garrido, F., and García-González, M.T. 2010. Potential use of
gypsum and lime rich industrial by-products for induced reduction of Pb, Zn and Ni
leachability in an acid soil. J. Hazard. Mater. 175: 1-3. 762-769.
35.Rybicka, E.H., Calmano, W., and Breeger, A. 1995. Heavy metals sorption/desorption on
competing clay minerals; an experimental study. Applied Clay Science. 9: 5. 369-381.
36.Serrano, S., Garrido, F., Campbell, C.G., and Garcia-Gonzalez, M.T. 2005. Competitive
sorption of cadmium and lead in acid soils of Central Spain. Geoderma. 124: 1-2. 91-104.
37.Shakarami, M., Marofi, S., and Rahimi, GH. 2017. Effect of wastewater on transfer heavy
metals and chemical compounds in soil column under basil. J. Water Soil Cons. 23: 5. 1-23.
(In Persian)
38.Sidenko, N.V., Giere, R., Bortnikova, S.B., Cottard, F., and Palchik, N.A. 2001. Mobility of
heavy metals in self-burning waste heaps of the zinc smelting plant in Belovo (Kemerovo
Region, Russia). J. Geochem. Exp. 74: 109-125.
39.Singh, D., Mclaren, R.G., and Cameron, K.C. 2006. Zinc sorption-desorption by soil: Effect
of concentration and length of contact period. Geoderma. 137: 117-125.
40.Singh, S.P., Ma, L.Q., Tack, F.M.G., and Verloo, M.G. 2000. Trace metal leachability of
land-disposed dredged sediments. J. Environ. Qual. 29: 4. 1124-1132.
41.Sivapullaiah, P.V., and Baig, M.A.A. 2010. Leachability of trace elements from two
stabilized low lime indian fly ashes. Environment Earth Science. 61: 8. 1735-1744.
42.Smith, E.H., Lu, W., Vengris, T., and Binkiene, R. 1996. Sorption of heavy metals by
Lithuanian glauconite. Water Research. 30: 12. 2883-2892.
43.Tran, Y.T., Barry, D.A., and Bajracharya, K. 2002. Cadmium desorption in sand.
Environment International. 28: 6. 493-502.
44.Toiber-yasur, I., Rosner, M., Hadas, A., Russo, D., and Yaron, B. 1999. Leaching of
terbuthylazine and bromacil through field soils. Water, Air and Soil Pollution. 113: 1. 319-335.
45.Vega, F.A., Covelo, E.F., and Andrade, M.L. 2006. Competitive sorption and desorption
of heavy metals in mine soils: influence of mine soil characteristics. J. Coll. Int. Sci.
298: 2. 582-592.
46.Wang, S., Nan, Z., Cao, X., Liao, Q., Liu, J., Wu, W., Zhou, T., Zhao, C., and Jin, W. 2011.
Sorption and desorption behavior of lead on a Chinese Kaolin. Environment Earth Science.
63: 1. 145-149.
47.Wang, T.H., Li, M.H., and Teng, S.P. 2009. Bridging the gap between batch and column
experiments: a case study of Cs adsorption on granite. J. Hazard. Mater. 161: 1. 409-415.
48.Wang, Y.J., Chen, J.H., Cui, Y.X., Wang, S.Q., and Zhou, D.M. 2009. Effects of
low-molecular-weight organic acids on Cu (II) adsorption onto hydroxyapatite nanoparticles.
J. Hazard. Mater. 162: 2-3. 1135-1140.
49.Wu, L.H., Luo, Y.M., Christie, P., and Wong, M.H. 2003. Effects of EDTA and low
molecular weight organic acids on soil solution properties of a heavy metal polluted soil.
Chemosphere. 50: 6. 819-822.
50.Yang, J.Y., Yang, X.E., He, Z.L., Li, T.Q., Shentu, J.L., and Stoffella, P.J. 2006. Effects of
pH, organic acids and inorganic ions on lead desorption from soils. Environmental Pollution.
143: 1. 9-15.
51.Yuan, S.H., Xi, Z.M., Jiang, Y., Wan, J.Z., Wu, C., Zheng, Z.H., and Lu, X.H. 2007.
Desorption of copper and cadmium from soils enhanced by organic acids. Chemosphere.
68: 7. 1289-1297.
52.Yu, S., He, Z.L., Huang, C.Y., Chen, G.C., and Calvert, D.V. 2002. Adsorption-desorption
behavior of copper at contaminated levels in red soils from China. J. Environ. Qual.
31: 4. 1129-1136.
53.Zhang, M. 2011. Adsorption study of Pb (II), Cu (II) and Zn (II) from simulated acid mine
drainage using dairy manure compost. Chem. Engin. J. 172: 1. 361-368.
54.Zhu, R., Wu, M., and Yang, J. 2011. Mobilities and leachabilities of heavy metals in sludge
with humus soil. J. Environ. Sci. 23: 2. 247-254.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 981
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,388


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب