استاد دانشگاه بوعلی سینا:

نانوذرات، عوامل بازدارنده نفوذ فلزات سنگین به عمق خاک‌ هستند

پژوهشگران دانشگاه بوعلی سینا برای کاهش تحرک فلزات سنگین در خاک و آلوده شدن خاک و آب‌های زیرزمینی، کاربرد نانوذرات فلزی به عنوان جاذب را پیشنهاد داده‌اند.

کد خبر: ۶۶۷۸۳۷

يکشنبه - ۲۹ بهمن ۱۳۹۶ / February 18, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، در کشور ایران بیش از ۶۰ درصد خاک‌های کشاورزی کمتر از ۱ درصد ماده آلی دارند؛ لذا کشاورزان تمایل دارند از یکسری پسماند‌های حاوی مواد آلی مانند لجن فاضلاب به عنوان اصلاح کننده استفاده کنند.

کاربرد لجن فاضلاب باعث بهبود ویژگی‌های خاک و فراهم شدن عناصر مغذی برای گیاهان و میکروارگانیسم‌ها می‌شود. اما در کنار این فواید، آلاینده‌های موجود در لجن فاضلاب، مانند فلزات سنگین، باعث آلوده شدن خاک‌ها شده و می‌توانند تأثیرات منفی و مضری را بر روی جانداران خاک، گیاه و محیط زیست داشته باشند.

به گفته‌ی مرتضی فیضی- دکترای خاکشناسی از دانشگاه بوعلی سینا- جهت کاهش این مشکل نیاز است تا با به‌کار بردن یک فناوری مناسب و کارآمد، در کنار حفظ محیط زیست، فلزات سنگین را در خاک تثبیت و از حرکت آن‌ها به سمت عمق‌های پایین‌تر خاک جلوگیری کرد.

وی در توضیح برررسی‌های انجام شده در این طرح عنوان کرد: «ما در این تحقیق تلاش کردیم از نانوذرات مختلف ZnO و MgO در سطح ۱ درصد به عنوان جاذب فلزات استفاده کنیم. در واقع این نانوذرات به مخلوط خاک و لجن فاضلاب اضافه شد و اثر آن‌ها بر توزیع فلزات سنگین در بخش‌های مختلف این مخلوط و همچنین میزان تحرک آن‌ها با گذشت زمان مورد بررسی قرار گرفت.»

فیضی در ادامه به بیان نتایج این بررسی‌ها پرداخت و گفت: «افزودن لجن فاضلاب به خاک باعث افزایش قابلیت دسترسی فلزات در خاک می‌شود. اما هنگامی که نانوذرات به مخلوط خاک و لجن فاضلاب اضافه می‌شود، قابلیت دسترسی فلزات از جمله کادمیم، مس، نیکل و روی به‌ویژه در بخش‌های محلول و تبادلی و پیوند یافته به کربنات‌ها، کاهش می‌یابد. این در حالی است که مقدار این فلزات در بخش باقیمانده مخلوط افزایش می‌یابد. سطح ویژه بالا، اندازه ذرات و تمایل بالای سایت‌های جذبی و گروه‌های عاملی روی نانوذرات باعث شده است که این ذرات بتوانند به طور مؤثری باعث تثبیت فلزات در خاک تحت تأثیر لجن فاضلاب شوند.»

نتایج این طرح، در تیمار لجن فاضلاب در تصفیه خانه‌ها و همچنین در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین در بخش کشاورزی قابل کاربرد و استفاده خواهد بود.

به گفته این محقق، در این طرح از نرم افزار SAS برای آنالیز داده‌ها استفاده شده است. همچنین صحت داده‌های به‌دست آمده نیز در آزمایشگاه توسط آزمون QC/QA و تکنیک‌های میکروسکوپ روبش الکترونی، طیف‌های مادون قرمز و نتایج اشعه پراش ایکس بررسی و تأیید شده است.

مرتضی فیضی- دکترای خاکشناسی از دانشگاه بوعلی سینا- دکتر محسن جلالی- عضو هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینا- و دکتر جیانکارلو رنلا (Giancarlo Renella) از دانشگاه فلورانس ایتالیا در انجام این تحقیقات همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Hazardous Materials با ضریب تأثیر ۶/۰۶ (جلد ۳۴۳، سال ۲۰۱۸، صفحات ۲۰۸ تا ۲۱۹) منتشر شده است.