تولید بیوچارهای مختلف و تاثیر آنها در حذف یونهای کادمیم(CdII)، نیکل(NiII) و سرب(PbII) از آب آبیاری
الموضوعات :کیومرث صیادیان 1 , عبدالامیر معزی 2 , علی غلامی 3 , ابراهیم پناهپور 4 , کامران محسنی فر 5
1 - دانشجوی دکتری خاکشناسی، پردیس علوم و تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران؛ دانشجوی دکتری گروه خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - دانشیار خاکشناسی، دانشگاه شهید چمران،اهواز، ایران
3 - دانشیار خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران(مسوول مکاتبات)
4 - دانشیار خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
5 - استادیار خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
الکلمات المفتاحية: نیکل, بیوچار, سرب, کادمیم,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: امروزه خطر آلودگی آبهای سطحی و زیر زمینی با عناصر سنگین به نگرانی جهانی تبدیل شده است. بنابر این مطالعه فعلی با هدف ارزیابی انواع و مقادیر مختلف بیوچار بر مقدار فلزات سنگین آب آبیاری به اجرا گذاشته شده است. روش بررسی: برای این هدف دوازده بیوچار مختلف با استفاده از 6 نوع زیتوده شامل کاه گندم، کاه نخود، بقایای ذرت، برگ و ساقه نی، تفاله زیتون و تفاله چغندرقند در دو دمای 500 و C̊ 700 و در شرایط کمبود اکسیژن تولید شد. بر اساس نتایج سطح ویژه، ظرفیت تبادل کاتیونی و طیف سنجی مادون قرمز، بیوچارهای کاه گندم، برگ و ساقه نی و بقایای ذرت که در ̊C 700 تولید گردیدند، برای انجام آزمایش های بعدی انتخاب شدند. سپس تاثیر نه سطح مختلف این بیوچارها بر میزان عناصر سنگین (کادمیم، نیکل و سرب )آب آبیاری با استفاده از طرح کاملا تصادفی(CRD) در سه تکرار مورد پژوهش قرار گرفت. یافتهها: نتایج نشان داد که افزایش دما به طور معنیداری عملکرد و درصد ترکیبات مواد فرار را کاهش داد، اما اسیدیته ، ظرفیت تبادل کاتیونی، سطح ویژه و درصد خاکستر افزایش یافت. به علاوه نتایج معلوم نمود که انواع بیوچار و مقادیر مصرفی آنها توانسته است به طور معنی داری مقدار عناصر سنگین در آب آبیاری را کاهش دهد. بحث و نتیجهگیری: افزایش سطح ویژه، ظرفیت تبادل کانیونی و اسیدیته منجر به حذف عناصر سنگین از آب آبیاری شد. مصرف MB700(در مقایسه با WB700و RB700)و WB700 (در مقایسه با MB700 و RB700 ) توانست به طور معنی داری به ترتیب کادمیم و نیکل را کاهش دهد در حالیکه تاثیر MB700 و WB700 در حذف سرب از RB700 چشمگیر تر بود. بیشینه کاهش کادمیم، نیکل و سرب مربوط به مصرف 32 گرم بیوچار در لیتر بود.
- Adil, S., Mashiatullah, A., Asma, M., Abid, J. and Ghaffar, A., 2014. Heavy metal removal efficiency of paper mulberry biochar and commercially available silica powder from simulated industerial wastewater. Iranica Journal of Energy & Environment, 5(4): 446-452.
- Emenike, P.C., Omole, D.O., Ngene, B.U. and Tenebe, I.T., 2016. Potencially of agricultural adsorbent for sequestering of metal ionsfrom wastewater. Global J. Inviron.Sci.Manage., 2(4):411- 442.
- Barakat, M.A., 2011. New trends in removing heavy metals from industrial wasetwater. Arabian Journal of chemistry, 4, 361-377.
- Inyang, M., Gao, B., Y. Yao, Y., Xue, Y., A.N.Zimmerman, A.N., Pullammanappallil,P. and Cao, X., 2012. Removal of heavy metals from aqueous solution by biochar derived from anaerobically digested biomass. Bioresour, Technology.
- [5]Alkhashman, O., 2009. Chemical evaluation of Ma a sewage effluents and its reuse in irrigation purposes, Water Resour. Manag, 23, pp 1041-1053.
- Fu, F. and Wang, Q., 2011. Removal heavy metal ions from wastewater: a review. Journal of Environmental management, 92(3), 407-418.
- Rao, R. A. K. and Ikram, S., 2011. Sorption studies of Cu on gooseberry fruit (Emblica officinalis) and its removal from electroplanting wastewater, Desalination, 277(1):390-398.
- Komkiene, J., Baltrenaite, E., 2016. Biochar as adsorbent for removal heavy metal ions [ Cadmium (II), Copper (II), Lead (II), Zink (II)] from aqueous phase. Int. J. Environ. Sci. Technol., 13, pp 471-482.
- Leung, W. C.,Wang, M. F. , Chaua, H., Lo, W., Leung, C. K., 2000. Removal and recovery of heavy metals by bacteria isolated from activated sludge treating industrial effluents and muncipal wastewater, Water Sci. Technol. 41(12), pp 233-240.
- Elzobair, K., 2013. Biochar effects on soil microbial communities and resistance of enzymes to stress (thesis), Department of Soil and Crop Science, Colorado State University.
- Chavda S.B., Pandya, M.J., 2014. Evaluation of removal TDS, COD and heavy metals from wastewater using biochar. IJIRT Volume 1 Issue 9.
- Gavili, A.,S. A. A. Mosavi, A. A. Kamkar Haghighi. 2016. Effect of Cattle manure and drought stress on growth characteristic and water use efficiency of spinach under grrenhouse condition. Journal of Water Research in agriculture.30.2(2):243-259
- Li, H., Dong,X., Evandro, B., Silva,D., Letuzia, M., Oliveira,D., Chen,Y.and Q. Lena. 2017.Mechanisms of metal sorption by biochars: Biochar characteristics and Modifications. Elsevier..Chemosphere 178 (2017) 466e478
_||_
- Adil, S., Mashiatullah, A., Asma, M., Abid, J. and Ghaffar, A., 2014. Heavy metal removal efficiency of paper mulberry biochar and commercially available silica powder from simulated industerial wastewater. Iranica Journal of Energy & Environment, 5(4): 446-452.
- Emenike, P.C., Omole, D.O., Ngene, B.U. and Tenebe, I.T., 2016. Potencially of agricultural adsorbent for sequestering of metal ionsfrom wastewater. Global J. Inviron.Sci.Manage., 2(4):411- 442.
- Barakat, M.A., 2011. New trends in removing heavy metals from industrial wasetwater. Arabian Journal of chemistry, 4, 361-377.
- Inyang, M., Gao, B., Y. Yao, Y., Xue, Y., A.N.Zimmerman, A.N., Pullammanappallil,P. and Cao, X., 2012. Removal of heavy metals from aqueous solution by biochar derived from anaerobically digested biomass. Bioresour, Technology.
- [5]Alkhashman, O., 2009. Chemical evaluation of Ma a sewage effluents and its reuse in irrigation purposes, Water Resour. Manag, 23, pp 1041-1053.
- Fu, F. and Wang, Q., 2011. Removal heavy metal ions from wastewater: a review. Journal of Environmental management, 92(3), 407-418.
- Rao, R. A. K. and Ikram, S., 2011. Sorption studies of Cu on gooseberry fruit (Emblica officinalis) and its removal from electroplanting wastewater, Desalination, 277(1):390-398.
- Komkiene, J., Baltrenaite, E., 2016. Biochar as adsorbent for removal heavy metal ions [ Cadmium (II), Copper (II), Lead (II), Zink (II)] from aqueous phase. Int. J. Environ. Sci. Technol., 13, pp 471-482.
- Leung, W. C.,Wang, M. F. , Chaua, H., Lo, W., Leung, C. K., 2000. Removal and recovery of heavy metals by bacteria isolated from activated sludge treating industrial effluents and muncipal wastewater, Water Sci. Technol. 41(12), pp 233-240.
- Elzobair, K., 2013. Biochar effects on soil microbial communities and resistance of enzymes to stress (thesis), Department of Soil and Crop Science, Colorado State University.
- Chavda S.B., Pandya, M.J., 2014. Evaluation of removal TDS, COD and heavy metals from wastewater using biochar. IJIRT Volume 1 Issue 9.
- Gavili, A.,S. A. A. Mosavi, A. A. Kamkar Haghighi. 2016. Effect of Cattle manure and drought stress on growth characteristic and water use efficiency of spinach under grrenhouse condition. Journal of Water Research in agriculture.30.2(2):243-259
- Li, H., Dong,X., Evandro, B., Silva,D., Letuzia, M., Oliveira,D., Chen,Y.and Q. Lena. 2017.Mechanisms of metal sorption by biochars: Biochar characteristics and Modifications. Elsevier..Chemosphere 178 (2017) 466e478