ناپویاسازی سرب در خاک آلوده توسط ترکیبات سیلیسیم (مطالعه موردی معدن سرب پاجی میانا)

امروزه آلودگی خاک با فلزات سنگین یکی از معضلات زیست محیطی و حایز اهمیت می باشد. خاک های اطراف معادن دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین هستند که می توانند بر سلامتی انسان و سایر جانداران تاثیر گذار باشند. یکی از روش های ارزان برای اصلاح خاک های آلوده به فلزات سنگین، ناپویاسازی فلزات در خاک است. استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست دارای توانایی ناپویاسازی فلزات در خاک، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران است. بدین منظور، در این مطالعه از ترکیبات سیلیسیم جهت ناپویاسازی سرب در خاک آلوده استفاده گردید. 

مواد و روش ها:

 در این آزمایش از چهار نوع ترکیب شامل کلسیم سیلیکات ، پتاسیم سیلیکات ، سدیم سیلیکات و سیلیسیم خالص در پنج غلظت (0، 50، 100، 200 و 400 میلی گرم سیلیسیم بر کیلوگرم خاک) استفاده شد. ترکیبات سیلیسیم به گلدان هایی که حاوی 700 گرم خاک آلوده به سرب بودند اضافه گردیدند و به مدت یک ماه در دمای محیط و رطوبت معادل ظرفیت زراعی نگه داری شدند. سپس سرب قابل دسترس نمونه ها با محلول DTPA استخراج و غلظت سرب توسط دستگاه جذب اتمی قرایت گردید. همچنین توزیع شکل های شیمیایی سرب قبل و بعد از اعمال تیمار با استفاده از عصاره گیری پی در پی انجام گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام شد.

یافته ها:

 نتایج نشان داد که از بین تمام تیمارهایی که اعمال گردید، کلسیم سیلیکات درغلظت 400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک، توانست بیشترین میزان تثبیت سرب را نسبت به شاهد (54 %) انجام دهد. به طور کلی هر چهار تیمار به کار برده شده در این آزمایش، در غلظت 400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک دارای بیشترین میزان تثبیت سرب نسبت به سایر غلظت های کاربردی بودند. نتایج حاصل از عصاره گیری پی در پی نشان داد که با کاربرد ترکیبات سیلیسیم در خاک آلوده و افزایش غلظت از 50 به 400 میلی گرم در کیلو گرم خاک، شکل محلول و تبادلی، متصل به کربنات ها و متصل به اکسید آهن و منگنز کاهش و شکل باقی مانده سرب افزایش یافت. بیشترین میزان کاهش در شکل تبادلی، کربناتی و متصل به اکسید آهن و منگنز و بیشترین میزان افزایش در شکل باقی مانده، مربوط به تیمار کلسیم سیلیکات بود. 

نتیجه گیری: 

در واقع با افزایش غلظت ترکیبات سیلیسیم استفاده شده، سطوح بیشتری از این ترکیبات جهت تثبیت در اختیار سرب قرار می گیرد. سیلیسیم می تواند با فلزات سنگین کمپلکس تشکیل دهد و از این طریق حلالیت آن ها را کاهش دهد. از میان ترکیبات سیلیسیم، کلسیم سیلیکات سطح ویژه بالاتری نسبت به پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات داشته که از این طریق می تواند یون های فلزی بیشتری را در سطح خود کمپلکس کند. پتاسیم سیلیکات و سدیم سیلیکات نیز به همین دلیل توانایی ببیشتری نسبت به سیلیسیم خالص در ناپویاسازی سرب داشته اند. بنابراین، سیلیسیم خالص کمترین توانایی در ناپویاسازی سرب داشت. به طور کلی استفاده از سیلیسیم و ترکیبات آن علاوه بر اینکه سازگار با محیط زیست بوده تا حدود زیادی می توانند از پویایی سرب در خاک بکاهند.