تأثیر اگزالیک اسید بر جذب کادمیوم توسط بخش رس خاک

Abstract

سابقه و هدف: تحرک، فراهمی زیستی و سرنوشت فلزات سنگین در خاک به‌وسیله واکنش جذب توسط کانی‌ها و مواد آلی خاک کنترل می‌شود. جذب فلزات سنگین توسط خاک به شدت تحت تاثیر اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم قرار می‌گیرد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر اگزالیک اسید بر جذب کادمیوم توسط بخش رس خاک بود.<br />مواد و روش‌ها: آزمایش‌های جذب وابسته به pH در محدوده 5/9-6pH= و آزمایش‌های جذب وابسته به زمان و هم‌دماهای جذب در 7 pH= انجام گردید. غلظت کادمیوم و اگزالیک اسید به کار رفته در آزمایش‌های جذب وابسته به pH به‌ترتیب 045/0 میلی‌مولار و 5/0 میلی‏مولار بود. آزمایش‌های جذب وابسته به زمان در غلظت ثابت 045/0 میلی‌مولار کادمیوم و غلظت ثابت 5/0 میلی‏مولار اگزالیک اسید در 7 سطح زمانی و هم‌دماهای جذب کادمیوم در محدوده‌ غلظت کادمیوم 013/0 تا 089/0 میلی‌مولار و غلظت ثابت 5/0 میلی‏مولار اگزالیک اسید انجام شدند. تمامی آزمایش‌های مذکور بدون حضور اگزالیک اسید نیز انجام شدند. <br />یافته‌ها: نتایج نشان داد که اگزالیک ‌اسید جذب کادمیوم را توسط رس در تمامی pH‌های مورد مطالعه کاهش داد. مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم، بهترین برازش را در داده‌های جذب کادمیوم داشت. مدل لانگمویر جذب کادمیوم را در تمامی سیستم‌های مورد مطالعه بهتر از مدل فروندلیچ توصیف نمود. ضریب KL مدل لانگمویر که شاخصی از قدرت پیوند عنصر توسط جذب‌شونده است در سیستم شاهد (4/26 لیتر بر گرم) بزرگتر از سیستم حاوی اگزالیک اسید (2/15 لیتر بر گرم) بود که تأییدکننده‌ی شدت کمتر جذب کادمیوم در حضور اگزالیک اسید توسط رس می‌باشد. مقادیر ضریب KF مدل فروندلیچ در سیستم حاوی اگزالیک اسید (2/1 لیتر بر گرم) کوچکتر از سیستم شاهد (8/1 لیتر بر گرم) بود که نشان‌دهنده‌ کاهش تمایل کادمیوم برای جذب بر روی سطوح رس در حضور اگزالیک اسید می‌باشد. به‌منظور تفسیر اثر لیگاند اگزالیک اسید بر رفتار جذبی کادمیوم توسط بخش رس خاک، اطلاعاتی از گونه‌بندی کادمیوم در محلول و pH نهایی سوسپانسیون لازم است. نتایج گونه‌بندی شبیه‌سازی شده به‌وسیله‌ برنامه PhreeqC نشان داد در سیستم شاهد، گونه Cd2+ فراوان‌ترین گونه‌ کادمیوم در pH کمتر از 9 بود. در حضور اگزالیک اسید در pH‌های کمتر از 10 به‌ترتیب گونه‌های Cd2+ و (Cd-Oxalate)°بدون بار، فراوان‌ترین گونه‌های کادمیوم موجود در محلول‌های تعادلی بودند. بنابراین کاهش جذب کادمیوم در حضور اگزالیک اسید در دامنه pH مورد مطالعه، ممکن است به‏دلیل تشکیل گونه (Cd-Oxalate)° باشد که تمایل کمتری برای جذب توسط رس نسبت به گونه آزاد Cd2+ دارد. <br />نتیجه‌گیری: به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد اگزالیک اسید اثر منفی بر جذب کادمیوم توسط بخش رس خاک دارد. بنابراین می‌تواند نقش مهمی بر فراهمی زیستی و انتقال کادمیوم در خاک داشته باشد.