عنوان پایان‌نامه
بررسی نقش اسید هومیک بر رفتار جذب و واجذب روی در خاک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4790;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52279
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- سمیه طالب دنیا
- استاد راهنما
- محسن فرحبخش
- چکیده
- انتقال فلزات سنگین در خاک از طریق واکنش¬های جذب سطحی، کامپلکس و غیره کنترل می¬شود. توانایی پیش بینی نحوه پراکنش فلزات در سیستم ارگانو¬مینرال خاک، نیازمند مدل¬سازی جهت درک چگونگی رقابت سطوح جذب کننده فلز است. به منظور درک نقش ذرات معدنی خاک و ویژگی¬های اسید هومیک در رفتار جذب و واجذب فلز Zn ، سیستم خاک-فلز ، بایک نمونه خاک با ماده آلی کم (3/0%) و سیستم اسید هومیک-فلز بادو نوع اسید هومیک، A و B، استخراج شده از خاک¬های جنگلی با کربن آلی بالا (4 و 5%) مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات در زمان تعادل و با نسبت 1:10 خاک –فلز و اسیدهومیک-فلز در غلظت¬های اولیه Zn mg L-180- 2 در mM CaCl210 دردمای C°2/0± 25 در لوله¬های پلی¬اتیلنی انجام شد. اسیدیته¬کل و گروه¬¬های COOH و OH فنولی دراسیدهومیک ها تعیین گردید و گروه¬های عاملی آن¬ها توسط طیف¬سنجی FTIR بررسی شد. نتایج در سیستم خاک-فلزنشان داد که با افزایش غلظت تعادلی، مقدار جذب افزایش یافته است. با تطبیق داده¬های جذب و واجذب پدیده هیسترسیس مشاهده گردید. در سیستم اسید هومیک-فلز، اسید هومیک A با داشتن اسیدیته¬بالا و فراونی¬گروه¬های عاملی¬اسیدی نظیر C-O و N-H جذب بالاتری نسبت به اسیدهومیک B داشت. برازش¬داده¬های جذب با معادلات جذب سطحی بیانگر آن است که اسید هومیک A با معادله لنگمویر و اسید هومیک B با معادله فروندلیچ همبستگی بهتری داشته است. در فرایند واجذب Zn ، اسید هومیک B با نسبت گروه کربوکسیلیک به فنولیک بالاتر ، مقدار Zn جذب شده را به آرامی آزاد می¬کند و پدیده پسماند Zn مشاهده نمی¬شود. اسید هومیک A با نسبت کربوکسیلیک به فنولیک پایین¬تر ، در سیستم ارگانومینرال جذب کمتری نسبت به اسید هومیک B داشته است. بدلیل دپروتونه شدن گروه¬های عاملی درpH مورد بررسی میزان تراکم بار سطح افزایش یافته و از سوی ذرات معدنی خاک دفع می¬شود. اسید هومیک Bبا اسیدیته پایین در اثر دپروتونه شدن، دفع کمتری نسبت به اسید هومیک A نشان می دهد. جذب به هنگام ادغام شدن دو سطح و تشکیل ارگانومینرال با سطح ویژه بالا غلظت‌های بالا با تشکیل کامپلکس قوی با سطح ، قدرت واجذب Zn پایین¬تر بوده و پدیده پسماند مشاهده می¬شود. با افزوده شدن اسید هومیک به خاک غلظت تعادلی فلز پایین¬¬تر از سیستم بدون اسید هومیک بود که منجر به افزایش میزان جذب و قوی تر شدن کامپلکس به وجود آمده شد. اسید هومیک A با اسیدیته کل بالاتر از B در کنار ذرات معدنی در بیشتر از زمانی است که مکانیزم جذب، تشکیل ارگانومینرال از طریق پل کاتیونی باشد. درنبود ماده ¬آلی ظرفیت جذب فلزپایین آمده و قدرت رهاسازی بالا رفته و کمپلکس پایداری کمی دارد.
- Abstract
- Transfer of heavy metals in soils is controlled through adsorption, complexation and etc. The ability to predict the distribution of metals in a soil organo-mineral system needs modeling to understand how metal adsorbent surfaces compete. In order to understand the role of soil mineral particles and humic acid properties on adsorption and desorption of zinc, samples of the soil-metal system with low organic matter (0.3%) and humic acid-Zn system with two humic acid, A and B, extracted from forest soils with high organic matter (4% and 5%). After determining the equilibrium time, experiments at 1:10 soil to solution and 1% level of soil humic acid in 2-80 mg L-1 initial Zn concentrations in 10 mM CaCl2 at 25 ± 0.2?C were performed in polyethylene tubes. Total acidity, COOH and phenolic OH groups in humic acids were determined and their functional groups were investigated by FTIR spectroscopy. Results showed increasing equilibrium concentration in the soil-Zn system, lead to adsorption increase. Hysteresis phenomenon was observed when the adsorption and desorption data were matched. Humic acid A, which have high acidity and acidic functional groups such as C-O and N-H, showed higher adsorption than humic acid B in the humic acid-metal system. Fitting Adsorption data to the adsorption equations indicated that humic acid A have better correlation with Langmuier equation and humic acid B with Fruendlich equation. In the Zn desorption process, humic acid B with higher carboxylic to phenolic groups, released Zn slowly and the hysteresis phenomenon did not observe. In Humic acid A with lower carboxylic to phenolic groups, at high concentrations strong complexes with the surface were formed Zn desorption was lower and the hysteresis phenomenon was observed. When humic acid added to soil, Zn equilibrium concentration became lower than the system without humic acid that led to increase in adsorption, and stronger complex was formed. Humic acid A, with higher total acidity than humic acid B has fewer adsorption than humic acid B when combined with mineral particles in organo-minerals system. Due to the deprotonation of functional groups at studied pH (pH=7.9) amount of surface charge density increased and repulsed from mineral soil particles. Low acidity Humic acid B has lower repulsion than humic acid A due to deprotonation. Adsorption by formation of organo-mineral with high specific surface higher than organo-mineral formation by cation bridges. In the absence of organic matter, capacity of Zn adsorption decrease and release power increase therefore complex has low stability.
