اصلاح خاک های آلوده با ترکیبات آلی خطرناک و فلزات سنگین با استفاده از نانو ذرات آهن

آلودگی خاک سطحی و زیر سطحی به فلزات سنگین و هیدروکربنصهای چند حلقهصای آروماتیک یکی از مشکلات زیست محیطی شایع می باشد و به دلیل اثرات سمی، مقاومت در برابر تجزیه و خواص شدید سرطانصزا یا جهشصزا، از نگرانیصهای عمدهصی زیستصمحیطی به شمار میصروند. روشصهای سنتی اصلاح خاک و آب زیرزمینی آلوده موثر نیستند و این امر باعث گسترش تحقیقات وسیعی برای توسعهصی تکنولوژی-های اصلاحی در محیط آبی و خارج از آن شده است. نانو ذرات آهن صفر تنها انواعی از نانو ذرات هستند که برای استفاده در سطح اراضی به منظور اصلاح محیط زیست استفاده می شوند. لذا این تحقیق با هدف بررسی تاثیر نانو ذرات آهن صفر در حذف پیرین وفلزات کادمیم و بررسی تاثیر استفاده از شن و کاتالیزور پالادیوم در افزایش راندمان آن به انجام رسید. نانو ذرات آهن، نانو ذرات آهن ساپورت شده با پالادیوم و نانو ذرات آهن پوشش داده روی شن ساخته شده و به خاک که با غلظت مشخصی از فلزات سنگین و پیرین آلوده گردیده بودند اضافه گردید. در نیتجه استفاده از نانو ذرات آهن در خاکهای آلوده به کادمیم، قابلیت استخراج کادمیم بطور معنی داری کاهش یافت. اضافه کردن نانو ذرات آهن باعث شد کادمیم استخراج شده بوسیله آب مقطر، نیترات کلیسم و ‭DTPA ‬به ترتیب ،‮‭73 74‬ و ‮‭20‬ درصد کاهش یابد و این مقدار کاهش در خاکهای آهکی بطور معنی داری بیشتر از خاکهای اسیدی بود. یکی از نتایج مهم این آزمایش نشان دادن اثرات سمی نانو ذرات آهن صفر در رشد گیاه گندم بود که باعث گردید گیاه گندم در غلظت دو درصد نانو ذرات آهن پوشش داده شده بر ذرات شن رشد نکند. با افزایش مقدار نانو ذرات آهن صفر، درصد حذف ،‮‭42‬‭-D ‬افزایش یافت و حضور پالادیم در ساختار آهن صفر موجب افزایش درصد کاهش ،‮‭42‬‭-D ‬گردید. راندمان حذف در مقدار ‮‭0/1‬ گرم نانو ذرات آهن به %‮‭100‬ رسید و پوشش نانوذرات بر روی شن باعث افزایش کارایی نانو ذرات در حذف ،‮‭42‬‭-D ‬گردید. نتایج آزمایش استفاده از نانوذرات آهن در حذف پیرین نشان داد که در خاک سیاهکل با‮‭5/03‬‭=pH ‬کمترین و بیشترین درصد حذف پیرین توسط نانو ذرات آهن صفر در تیمارهای ‮‭0/025‬ و ‮‭0/15‬ گرم نانو ذره در گرم خاک، به ترتیب ‮‭46/54‬ % و ‮‭88‬/%‮‭68‬ بود. در همین خاک برای نانو ذرات ساپورت شده با پالادیوم درصد حذف پیرین از ‮‭61‬/%‮‭54‬ تا ‮‭79‬/%‮‭67‬ به ترتیب در تیمارهای ‮‭0/00625‬ و ‮‭0/15‬ گرم نانو ذره در گرم خاک بود. درصد حذف پیرین در تیمار نانو ذرات آهن پوشش داده روی شن بین ‮‭68‬/%‮‭50‬ تا ‮‭32‬/%‮‭77‬ در مقادیر ‮‭0/00625‬ و ‮‭0/1‬ گرم نانوذره در گرم خاک حذفصکردند. در خاک لاهیجان با ‮‭3/72‬‭pH= ‬کمترین و بیشترین درصد حذف پیرین توسط نانو ذرات آهن صفر و نانوذرات ساپورت شده با پالادیوم به ترتیب در تیمارهای ‮‭0/00625‬ و ‮‭0/15‬مشاهده شد. این مقادیر برای نانو ذرات آهن صفر بین 8/%‮‭54‬ تا ‮‭03‬/%‮‭63‬ و برای نانوذرات ساپورت شده با پالادیوم بین ‮‭45‬/%‮‭57‬ تا ‮‭03‬/%‮‭80‬ بود. دامنهصی تاثیر نانو ذرات آهن پوشش داده روی شن در حذف پیرین از ‮‭04‬/%‮‭61‬ تا ‮‭29‬/%‮‭78‬ به ترتیب در تیمارهای ‮‭0/00625‬ و‮‭0/1‬ گرم نانو ذره در گرم خاک بود. واژهصهای کلیدی:کادمیم، هیدروکربنصهای چند حلقهصای آروماتیک، پیرین، 4،2‭-D‬، نانوذرات آهن صفر ظرفیتی