جذب رقابتي فلزات سنگين (مس، سرب، كادميوم و نيكل) به‌ وسيله بخش رس خاك‌هاي اطراف كارخانه سيمان ايلام

Competitive Sorption of Cu, Pb, Cd, and Ni on Soil Clay Minerals adjacent to the Cement Factory Ilam city

آلودگي خاك و تجمع فلزات سنگين در آن بويژه در مناطق صنعتي يكي از مهم‌ترين مسائل زيست محيطي است كه زندگي گياهان، حيوانات و انسان را تهديد مي‌نمايد. هدف از اين پژوهش بررسي جذب فلزات سنگين مس، سرب، كادميوم و نيكل توسط بخش رس خاك‌هاي اطراف كارخانه سيمان ايلام بوده است. با بررسي نقشه‌هاي توپوگرافي، زمين‌شناسي، تصاوير ماهواره‌اي و بازديدهاي صحرايي، محل حفر خاكرخ‌ها در منطقه مورد مطالعه تعيين و تعداد 5 خاكرخ در اراضي با كاربري‌هاي كشاورزي ديم، جنگل و مرتع حفر شد. نمونه‌ خاك از افق‌هاي سطحي و زيرسطحي خاكرخ‌ها و همچنين از گردوغبار خروجي كارخانه در ماه‌هاي مختلف برداشته و توسط دستگاه جذب اتمي مقدار فلزات سنگين آن اندازه‌گيري شد. كاني‌شناسي رسي نمونه‌هاي خاك به روش تفرق اشعه ايكس (XRD) انجام شد. براي جداسازي بخش رس از سري الك‌هاي استاندارد استفاده شد. نمونه‌هاي رس و محلول‌ مخلوط چند فلزي در سه تكرار (21 نمونه)، كه در 7 غلظت‌ متفاوت از نمك‌هاي نيترات مس، سرب، كادميوم و نيكل ساخته شده بودند انجام شد. نتايج كاني‌شناسي نشان داد كه كه ورمي‌كوليت، ايلايت، كائولينيت و كلريت در بخش رس ريز و كائولينيت، ايلايت و كلريت در بخش رس درشت اجزاي اصلي كاني‌هاي رسي را تشكيل مي‌دهند. مقدار فلزات سنگين در نمونه خاك‌هاي اطراف كارخانه و همچنين در گردوغبار خروجي كارخانه كمتر از مقدار استاندارد جهاني بود، بنابراين مي‌توان گفت كه كارخانه سيمان ايلام در آلودگي منطقه تأثير بسزائي نداشته است. نتايج جذب رقابتي نشان داد كه در تمامي غلظت‌ها مقدار جذب سطحي فلز مس توسط بخش رس، زياد ولي نيكل، كم مي‌باشد اما در غلظت-هاي بالا (80 و 100 ميلي‌گرم بر ليتر) مقدار جذب سطحي فلزات كادميوم و سرب كاهش شديدي را نشان داد. به طور كلي ترتيب مقدار جذب سطحي فلزات سنگين موردمطالعه عبارت است از: مس> سرب> كادميوم> نيكل.

Soil pollution and accumulation of heavy metals is one of the most important environmental issues threatening plants, animals and humans being. The aim of this research is to study the sorption of heavy metals of copper, lead, nickel and cadmium by soil clay particles around Ilam cement factory. This research was carried out based on the topographic maps, field examinations and satellite images of the Earth, and 5 soil profiles were drilled in the agricultural land, forest and pasture. Soil samples were taken from the surface and subsurface horizons of the profiles, as well as from the factory's output dust in different months, and the amount of heavy metals was measured by the atomic absorption spectroscopy. Clay mineralogy was studies using x-ray diffraction method (XRD). In order to separate the clay particles standard sieve series was applied. The sorption of metals by the clay samples was performed using a mixed solution of multi metals in three replicates (21 samples), and 7 different concentrations of nitrate salts of copper, lead, cadmium, and nickel. The results showed that vermiculite, illite, kaolinite and chlorite were formed in fine clay minerals and kaolinite, illite and chlorite in coarse clay minerals. The amount of heavy metals in the soil samples around the factory, as well as in the factory's output dust, was less than the global standard, so it can be said that the Ilam Cement Factory did not have a significant impact on the pollution of the region. Competitive adsorption results showed that in all concentrations the sorption of copper metal by the clay particles was high, but nickel was low, Meanwhile, in higher concentrations (80 and 100 mg/l) sorption of cadmium and lead showed a sharp decrease. Generally the results revealed that, the amount of metal sorption is reduced as follows: Cu> Pb> Cd> Ni.