حذف فلزات سنگين از خاك‌هاي آلوده با استفاده از EDTA به روش ستوني (پيوسته و پالسي)

EDTA Removal of Heavy Metals from Contaminated Soils Using Column Leaching Experiments (Continuous and Pulse Modes)

پيامدهاي انباشت فلزات سنگين در خاك خطرناك و نگران كننده است. يكي از روش هاي آلودگي زدايي اين فلزات از خاك استفاده از كي ليت كننده ها و به ويژه EDTA است. در اين تحقيق حذف Zn، Pb و Cd از سه خاك سطحي (با ميزان كل اين فلزات به ترتيب 5/10، 8/55 و 6/80 ميلي مول بر كيلوگرم خاك) جمع آوري شده از اطراف كارخانه سرب و روي زنجان به روش استخراج ستوني (شامل پيوسته و پالسي)، با استفاده از استخراج كننده EDTA 2 H 2 Na (100 ميلي مول بر كيلوگرم خاك خشك) و با شدت جريان KS 5/0 مورد بررسي قرار گرفت. در آزمايش هاي مقدماتي، جريان محلول به دليل كاهش هدايت هيدروليكي خاك متوقف گرديد. لذا، آزمايش هاي روش ستوني پيوسته در حضور محلول زمينه نيترات كلسيم و آزمايش هاي روش ستوني پالسي در حضور اين محلول زمينه و تنظيم pH در 8 انجام گرفت. نتايج نشان داد كه متوسط درصد استخراج Cd و Pb در روش هاي پيوسته و پالسي تقريباً يكسان بود. در حالي كه، ميزان استخراج Zn در روش پيوسته به طور متوسط حدود 13 درصد بيشتر از روش پالسي بود. وجود محدوديت غلظت EDTA براي كمپلكس كردن فلزات سنگين سبب تبعيت كارايي استخراج از ثابت پايداري كمپلكس هاي EDTA با اين فلزات به صورت Pb>Zn>Cd گرديد. همچنين بر خلاف Cd و Zn، درصد استخراج Pb رابطه خطي مستقيمي با مقدار كل اين فلز در خاك داشت. در حالي كه غلظت Pb به طور متوسط فقط حدود يك بيستم غلظت Znبود. منحني هاي رخنه در هر دو روش ستوني پيوسته و ستوني پالسي ترتيب تحرك Cd>Zn>Pb را نشان دادند. به طور كلي، به نظر مي رسد الگوي استخراج فلزات سنگين خاك ها نه تنها به نوع خاك بلكه به روش استخراج بستگي دارد.

Consequences of heavy metal accumulation in soils are of great concern. One way of decontaminating heavy metals from soils is using chelating agents, particularly EDTA. In this research, three contaminated soils (with total concentration of these metals of 10.5, 55.8 and 80.6 mmol kg1) were collected from the surface layer of the lands surrounding a zinclead smelting plant in Zanjan province. The extent of Zn, Pb and Cd release by Na2H2EDTA (100 mmol kg1 of dry soil) from these soils in column leaching experiments (both continuous and pulse addition methods) assembled into half of saturated hydraulic conductivity was assessed. In preliminary experiments, the leaching was stopped due to a drop in hydraulic conductivity. Therefore, the continuous addition method was performed with calcium nitrate as the background solution and the pulse addition method was conducted using this background solution coupled with pH adjustment to 8. Based on the results, the percentage removal of Cd as well as Pb was relatively the same for the two addition methods while the removal of Zn was 13% on average higher in the continuous addition method than in the pulse addition method. For both methods, the removal efficiencies followed the order of complex stability constants (as Pb>Zn>Cd) in a limited concentration range of EDTA to complex heavy metals. Furthermore, in contrast to Cd and Pb, a direct linear relationship was found between the percentage removal of Pb and its total amount in the soils. Surprisingly, the Pb concentration was on average only about onetwentieth of the Zn concentration. The breakthrough curves of both methods showed the mobility order of Cd>Zn>Pb. In general, it seems that the removal pattern of soil heavy metals is dependent not only on the soil type but also on the removal method.