اثر نانوذرات آهن بر توزيع شكل‌هاي شيميايي سرب در يك خاك آهكي

The effect of iron nanoparticles on chemical distribution of lead in a calcareous soil

پژوهش‌هاي اندكي در رابطه با اصلاح خاك‌هاي آلوده با نانوذرات آهن صورت گرفته است، بنابراين اين پژوهش با هدف بررسي كارايي نانوذرات آهن در تثبيت سرب خاك انجام شد. آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با دو نوع نانوذره آهن (اكسيدآهن هماتيت و آهن صفرظرفيتي) در 2 سطح (صفر و 1 درصد) در دو زمان (3 و 21 روز) و 3 تكرار به انجام رسيد. كاربرد نانوذره آهن صفرظرفيتي موجب كاهش معني‌دار سرب در بخش‌هاي تبادلي و كربناتي به‌ترتيب از 6/3 و 0/40 درصد در خاك شاهد به 8/2 و 3/34 درصد و افزايش معني‌دار سرب در بخش‌هاي آلي و باقي‌مانده خاك از 6/1 و 3/8 درصد به 2/2 و 6/13 درصد گرديد. در خاك تيمارشده با نانوذره هماتيت نيز درصد سرب در بخش باقي‌مانده به‌طور معني‌داري افزايش يافت و به 8/10 درصد رسيد، اما سرب بخش اكسيدي كاهش معني‌داري يافته و از 7/48 به 5/44 درصد رسيد. مقدار سرب قابل فراهم در خاك نيز با عصاره‌گير EDTA اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كاربرد نانوذره آهن صفرظرفيتي موجب كاهش معني‌دار سرب قابل استخراج با EDTA شد، اما كاربرد نانوذره هماتيت تفاوت معني‌داري در مقايسه با شاهد ايجاد نكرد. گذشت زمان نيز تفاوت معني‌داري در فراهمي سرب تيمارهاي آهن‌دار ايجاد نكرد، اما موجب افزايش فراهمي سرب در تيمار شاهد شد. به‌طوركلي نتايج اين پژوهش نشان داد كه نانوذرات آهن كارايي قابل ملاحظه‌اي براي تثبيت سرب در خاك ندارند.

There are few reports about application of iron nano particles in remediation of contaminated soil. Thus, this study was conducted and focused on evaluation of iron nano particles efficiency for fixation of Pb2+ in soil. This experiment was carried out in the factorial experiment with completely randomized design with two types of iron nano particles including zero-valent iron and iron oxide (Fe2O3) with two times (3, 21 day) in three replications. Results from a sequential extraction showed that zero-valent iron nano particles (nZVI) significantly decreased water soluble/exchangeable Pb2+ and carbonate form from 3.6% and 40.0% in the untreated soil to 2.8% and 34.3% and concomitantly increased Pb2+ residual and organic matter form from 8.3% and 1.6% to 13.6% and 2.2%, respectively. In the presence of iron oxide nanoparticles, Pb2+ residual form significantly increased, whereas Pb2+ bounded with Mn/Fe oxide decreased from 48.7% to 44.5%. The extraction with EDTA was used to quantify the Pb availability in soil. Results showed that EDTA extractable Pb2+ significantly decreased in soil treated with nZVI, whereas, there is no significant difference between the nano iron oxide and untreated soil treatments. Moreover, in untreated soil Pb2+-EDTA increased significantly with time, while in case of other treatments it was not significant. Generally, it seems that the application of iron nanoparticle had not effective role in stabilization of lead in studied soil.