فراهمي كادميم در سوسپانسيون‌هاي خاك و نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم در حضور اسيد‌هوميك

Cadmium availability in nano TiO2 and soil suspensions at the present of humic acid

آلودگي خاك به كادميم يكي از چالشهاي مهم محيطي است. نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم مي‌توانند كادميم را از خاكهاي آلوده جذب كنند و كارايي جذب به ويژگي‌هاي محلول خاك از جمله مقدار مواد‌آلي بستگي دارد. در اين مطالعه غلظت Cd-DTPA و كادميم‌محلول در سوسپانسيون‌هاي خاك و نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم در غلظت‌هاي مختلف اسيد‌هوميك (5، 20 و 60 ميلي‌گرم‌بر‌ليتر)، در دو نسبت خاك‌به‌آب (1:5 و 1:20) و در غلظت‌هاي مختلف نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم (صفر، 1 و 5 درصد وزني/‌وزني) مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت اسيد‌هوميك، غلظت Cd-DTPA كاهش و غلظت كادميم‌محلول در آب افزايش مي‌يابد. اسيد‌هوميك باعث پايداري بيشتر نانو‌ذرات شده و در نتيجه جذب كادميم در سطح نانو ذرات و به دنبال آن غلظت كادميم‌محلول افزايش مي‌يابد. همچنين با افزايش غلظت نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم Cd-DTPA افزايش، كادميم‌محلول در آب و pH محلول‌رويي سوسپانسيون‌ها كاهش پيدا مي‌كند. كاهش pH اسيديته باعث كاهش دفع كادميم از سطح خاك شده و پايداري نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم افزايش مي‌يابد. مشاهدات ما نشان داد كه نانو‌ذرات دي‌اكسيد‌تيتانيم مي‌تواند غلظت كادميم‌محلول را در سوسپانسيون‌هاي خاك در حضور اسيد‌هوميك كاهش دهد.

Cadmium contamination of soil is a major challenge to the environment. Titanium dioxide nanoparticles can adsorb cadmium from contaminated soil and adsorption efficiency depends on the characteristics of the soil solution including the amount of organic matter. In this study, the availability of cadmium in soil and nano-TiO2 suspensions was tested as a function of humic acid (5, 20 and 60 mg/L HA) in two soil: solution ratios (1:5 and 1:20) and different amounts of nanoparticles (0, 1 and 5% w/w). The results showed that with the increasing of humic acid concentration, Cd-DTPA decreased and the concentration of water dissolved cadmium increased. Humic acid caused the nanoparticles was more stable and adsorption of cadmium in the nano-particles increased concentration of dissolved cadmium. Moreover, with increasing concentrations of titanium dioxide nanoparticles Cd-DTPA increased, water soluble cadmium and pH in supernatant decreased. Decrease of pH reduced desorption of cadmium from the soil and increased the stability of TiO2 nanoparticles. Our observations showed that titanium dioxide nanoparticles can diminish dissolved cadmium concentration in soil suspensions in the presence of humic acid