عنوان پایان‌نامه
بررسی نقش نانورس ها در برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5811;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62181
- تاریخ دفاع
- ۰۹ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمدعلی منجم
- استاد راهنما
- احمد حیدری
- چکیده
- کانی¬های رسی مهمترین اجزای سازنده زیست بوم¬های خاکی هستند که به واسطه منشا گرفتن مهمترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از نوع و مقدار آنها و واکنش¬های گسترده سطحی با محیط مجاور خود نقش مهمی را در حاصلخیزی، چرخه عناصرغذایی و شرایط شیمیایی خاک ایفا می¬کنند. بسیاری از رس¬های موجود در خاک حداقل در یک بعد خود دارای ابعاد نانو می¬باشند. نانورس¬ها به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، پایداری شیمیایی و مکانیکی، تنوع خصوصیات سطحی و ساختاری، به طور گسترده در زمینه¬های متفاوتی از قبیل نانوکامپوزیت¬های پلیمری، جاذب یون¬های فلزات سنگین، کاتالیزورها، سرامیک، واکنش¬های فتوشیمیایی، پرکننده و پوشش¬دهنده در صنعت کاغذ، حسگرها و حسگرهای زیستی به کار می¬روند. در زمینه رفع آلاینده¬های زیست محیطی از آب و خاک نیز نانورس¬ها کاربردهای متعددی دارند. در این مطالعه 39 نمونه از 10 پروفیل در دو دسته خاک¬های اندیک (بیش از 5 درصد شیشه آتشفشان، تثبیت فسفر بیش از 25 درصد، pH¬NaF¬ بیش از6/8 و4/0 Alo+ Feo>) و غیراندیک مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از انجام آنالیزهای فیزیکوشیمیایی و کانی-شناسی، نانوذرات رس از نمونه¬ها استخراج شد. توانایی نمونه¬های رس و نانورس خالص¬سازی شده برای نگهداشت عناصر کادمیوم، سرب و مس در pH ثابت مطالعه و مقایسه شدند. نتایج بدست آمده از مطالعات SEM در خاک¬های اندیسول¬ حاکی از وجود انواع متفاوتی از نانوذرات آلومینوسیلیکاتی با مورفولوژی نانو بال (آلوفان) و نانو تیوب (ایموگولایت) و نیز کانی¬های اسمکتایتی در بخش نانوذرات رس می¬باشد. میزان نانورس آلوفان در خاک-های اندیک بین 75/0 تا 58/2 درصد و فری¬هیدرایت بین 66/0 تا 95/1 درصد حاصل از خاکستر آتشفشانی بدست آمد. نانوذرات جدا شده از خاک¬های غیراندیک بر اساس نتایج SEM از نوع فیلوسیلیکاتها (احتمالا مونتموریلونیت) می-باشند. نسبت مقدار ذرات نانورس به رس کل در خاک¬های مورد مطالعه بین 5 تا 48 درصد به دست آمد. میزان جذب در همه نمونه¬های مورد مطالعه (اعم از اندیک و غیراندیک) با افزایش غلظت محلول عناصر سنگین، افزایش یافت. در بیشتر نمونه¬های مربوط به خاک¬های غیراندیک میزان جذب مس> سرب> کادمیوم است و در خاک¬های دارای خصوصیات اندیک در بیشترموارد میزان جذب سرب>مس>کادمیوم دیده شد.
- Abstract
- Clay minerals are the most important components of soil ecosystems. Due to dependence of the main soil physico-chemical properties to the type and content of clays and their extensive surficial reactions with their surrounding environment, play an important role in the nutrients cycles and soil chemical condition. Most soil clays are at least in one of their dimensions at nanoscale. Nanoclays are widely applied in many ?elds such as nano-composite polymers, heavy metal ions adsorbents, catalysts, photochemical reaction fields, ceramics, paper ?llings and coatings, sensors and biosensors, due to their high speci?c surface area, chemical and mechanical stabilities, and a variety of surface and structural properties. Nanoclays have numerous applications to eliminate environmental contaminants from soil and water. 39 samples from 10 pedons in two Andic (> 5 percent volcanic glass, > 25 percent P retention, pH NaF >8.6 and Alo +½Feo > 0.4) and non-Andic soils has been collected. After analysis of physico-chemical and mineralogical, nanoclay from samples were extracted. The ability of purified samples of nanoclays for removal of cadmium, lead and copper at constant pH were studied and compared. Results of SEM studies of Andisols implies the existence of different types of aluminosilicate nanoparticles as nano-ball (Allophane), nanotubes (imogolite) and smectitic minerals. The content of allophanic nanoclays (andic soils) was between 0.75 to 2.58 percent and the ferrihydrite content was between 0.66 to 1.95 percent. According to results of SEM, nanoparticles extracted from non-andicsoils were layered silicates (probably montmorillonite). The ratio of nanocaly/clay in the studied samples was between 5 to 48 percent. The pollutants adsorption in all treated samples (including Andic and Non-Andic) increased by increasing the concentration of heavy metals. The adsorption rate of the added cations in most of non-Andicsoil samples was: Cu>Pb>Cd while in soils with Andic properties the accordance was Pb> Cu> Cd.
