بررسی اثرات فرایندهای پیرولیز آهسته و کربونیزاسیون هیدروترمال بر خصوصیات تثبیت کنندگی میوه سرو به منظور غیر متحرک سازی نیکل در یک خاک آهکی

در مطالعه حاضر به بررسی اثرات کاربرد بیوچار (تولید شده از فرایند پیرولیز آهسته) و هیدروچار (تولید شده از فرایند کربونیزاسیون هیدروترمال) میوه سرو بر تثبیت نیکل در یک خاک آلوده به این عنصر پرداخته شد. بدین منظور، میوه سرو خام و بیوچار و هیدروچار حاصل از آن به صورت جداگانه در سطوح ۵/۱ و ۳% (وزنی/وزنی) به یک خاک آهکی آلوده به نیکل (۳۵۰ میلی گرم/ کیلوگرم) اضافه و پس از خوابانیدن ۳ ماهه، تحت شرایط رطوبت ظرفیت زراعی، سینتیک واجذبی و شکل های شیمیایی نیکل در آزمایشگاه گروه محیط زیست، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان (سال ۱۳۹۹)، اندازه گیری و مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، هیدروچار دارای سطح ویژه بالاتر، گروه های عامل حاوی اکسیژن فعال بیشتر و مورفولوژی خلل و فرج نامنظم تری در مقایسه با بیوچار بود. بررسی مقادیر نیکل واجذب شده نهایی در خاک های تیمار شده نشان از کاهش ۲۷-۳۷ % و ۱۱-۵/۱۶% نیکل واجذب شده، به ترتیب در نمونه های هیدروچار و بیوچار میوه سرو خام در مقایسه با نمونه شاهد داشت. برازش مدل دو مرحله ای مرتبه اول بر داده های واجذبی نیکل در همه نمونه های تیمار شده، حاکی از دقت بالای این مدل (ضریب تبیین > ۹۹%)، در پیش بینی مقادیر واجذبی نیکل داشت. ارزیابی فاکتور تحرک نیکل بدست آمده از مقادیر شکل های شیمیایی نشان از کاهش فاکتور تحرک در نمونه خاک های تیمار شده با هیدروچار (۲/۲۹- ۲/۳۰ %) و بیوچار (۹/۳۱- ۳/۳۳ %) در مقایسه با نمونه خاک شاهد (۸/۳۸ %) داشت. به طور کلی، وجود گروه های عامل حاوی اکسیژن فعال و سطح ویژه بیشتر هیدروچار در مقایسه با بیوچار، سبب تثبیت بیشتر از نیکل در خاک در مقایسه با بیوچار شده است که با توجه به هزینه تولید کمتر و کاهش تولیدگازهای گلخانه ای مخرب در تولید هیدروچار، نسبت به بیوچار، لزوم توجه بیشتر به کاربرد هیدروچار و هیدروچارهای مهندسی شده در مطالعات آتی تثبیت عناصر سنگین در محیط خاک را طلب می کند.

کلیدواژه ها:

Biochar ، Chemical forms ، Desorption kinetics ، Heavy metals ، Hydrochar