ارزیابی قابلیت زئولیت طبیعی در تثبیت و نامتحرک‌سازی سرب و کادمیم در خاک آلوده با استفاده از روش استخراج متوالی

زمینه و هدف: فلزات سنگین از جمله مهم‌ترین آلاینده‌های خاک هستند که کاهش زیست‌فراهمی و تحرک این عناصر در خاک برای کنترل میزان سمیت و اثرات حاد و مزمن آن‌ها از اهمیتی بسزا برخوردار است. لذا، این پژوهش با هدف بررسی قابلیت زئولیت طبیعی برای تثبیت شیمیایی سرب و کادمیم در یک نمونه خاک آلوده انجام شد. مواد و روش ها: پس از آلوده کردن نمونه‌های خاک شاهد و تیمار حاوی %5 زئولیت طبیعی با مقادیر مشخصی از نمک‌های نیترات سرب (150، 500 و 1500 میلی‌گرم در کیلوگرم) و نیترات کادمیم (10، 30 و 100 میلی‌گرم در کیلوگرم) نسبت به تعیین مقادیر عناصر سرب و کادمیم در جزء‌های مختلف خاک شامل محلول در اسید، کاهشی، اکسایشی و باقی‌مانده نمونه‌های خاک آلوده شده به‌روش bcr و محاسبه نرخ تحرک‌پذیری عناصر در فواصل زمانی معین (1، 7، 14، 28 و 56 روز) اقدام شد. یافته ها: نتایج نشان داد که نرخ تحرک‌پذیری سرب در تیمار حاوی زئولیت طبیعی حاوی 150، 500 و 1500 میلی‌گرم در کیلوگرم سرب افزوده به خاک با افزایش زمان انکوباسیون یعنی پس از طی 56 روز در مقایسه با تیمار شاهد به‌ترتیب %51، %23 و %15 کاهش یافته بود. از طرفی نرخ تحرک‌پذیری کادمیم نیز در تیمار حاوی زئولیت طبیعی حاوی 10، 30 و 100 میلی‌گرم در کیلوگرم کادمیم افزوده به خاک پس از طی 56 روز در مقایسه با تیمار شاهد به‌ترتیب %12، %9 و %5 کاهش یافته بود. نتیجه‌گیری: هرچند نتایج نشان داد که با افزایش محتوی افزوده سرب و کادمیم به خاک، کارایی زئولیت طبیعی در تثبیت و نامتحرک‌سازی این عناصر کاهش یافت، ولی می‌توان از زئولیت طبیعی بدلیل کارایی قابل قبول در جذب فلزات سنگین، قیمت مناسب، فراوانی و حداقل تاثیر منفی بر محیط‌زیست برای فرآیند تثبیت شیمیایی در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین استفاده کرد.

Investigation of Efficiency of Natural Zeolite on Immobilization/Stabilization of Pb and Cd in Contaminated Soil Using the BCR Sequential Extraction Method

Nowadays, soil contamination with heavy metals is among the main world concern, and therefore, special attention to protecting soil quality is vital. In this regard, the decrease of bioavailability and mobility of these elements in the soil are very important to control their toxicity and their acute and chronic effects. Therefore, this study was conducted to investigate the efficiency of natural zeolite for the immobilization/stabilization of lead and cadmium in a contaminated soil sample.Materials Methods: In this study, first, the control and experimental (containing 5% of natural zeolite) soil treatments were contaminated with 150, 500 and 1500 mg/kg of Pb and 10, 30 and 100 mg/kg of Cd. Then the contents of Pb and Cd in the soil samples were determined in various fractions (i.e. exchangeable and acidsoluble fraction (F1), the reducible fraction (F2), the oxidisable fraction (F3) and the residual fraction (F4)) of both soil treatments were extracted using the BCR sequential extraction procedure and finally, the mobility rates of the elements were computed at different incubation periods (i.e. 1, 7, 14, 28 and 56 days).Results: The results showed that the mobility of Pb in the experimental treatment containing 150, 500 and 1500 mg/kg added lead was decreased 51%, 23% and 15% at 56th day of incubation compared to the control treatment. While, the mobility of Cd in the experimental treatment containing 10, 30 and 100 mg/kg added cadmium was decreased 12%, 9% and 5% at the 56th day of incubation compared to the control treatment.Conclusion: Based on the results obtained, although with increasing in the added amounts of Pb and Cd in the soil the efficiency of natural zeolite as an amendment agent in the immobilization and solidification of these elements was reduced, natural zeolite can be used for chemical fixation of heavy metal contaminated soils due to its acceptable efficiency in heavy metal uptake, reasonable price, abundance and minimal adverse environmental impact.