تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,117,692 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,223,393 |
سینتیک جذب سطحی آرسنیک در چند خاک: اثر آنیونهای رقیب و مقایسه مدلهای سینتیکی | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 51، شماره 12، اسفند 1399، صفحه 3147-3159 اصل مقاله (1.62 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2020.310210.668739 | ||
نویسندگان | ||
ارژنگ فتحی گردلیدانی1؛ حسن توفیقی ** 2؛ کریم شهبازی3 | ||
1دانشجوی دکتری گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران | ||
2دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
3دانشیار موسسه تحقیقات خاک و آب، ﺳﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞ ﮐﺸﺎورزی، ﮐﺮج، اﯾﺮان | ||
چکیده | ||
جذب آرسنیک توسط خاک نقش مهمی در کنترل تحرک، زیست فراهمی و سمیت آرسنیک در محیطزیست بازی میکند. مطالعات سینتیکی در زمینه جذب آرسنیک اغلب در نسبتهای خاک:آب 10:1 تا 50:1 انجام میشود که عموما شرایط مطالعه را از وضعیت مزرعهای غالب متفاوت میسازد. در این مطالعه، سینتیک جذب سطحی آرسنیک در پنج خاک کشاورزی غیرآلوده به آرسنیک در شرایط 50 درصد رطوبت اشباع در دامنه زمانی طولانیمدت (دو دقیقه تا 20 روز) بررسی شد. شش مدل سینتیکی برای توصیف دادهها استفاده شد. سینتیک جذب آرسنیک در همه خاکها رفتار غیرخطی و دوفازی نشان داد. سرعت جذب آرسنیک در ابتدا بسیار سریع بود اما با زمان به تدریج کاهش یافت و بعد از 72 ساعت ثابت شد. مقدار تجمعی آرسنیک جذب شده از 158 تا 210 میلیگرم بر کیلوگرم متغیر بود که 47 تا 67 درصد از آن در دو دقیقه اول (اولین زمان اندازهگیری) و 68 تا 86 درصد از آن در یک ساعت اول واکنش جذب شد. جذب تجمعی آرسنیک توسط خاکهای مختلف در حضور فسفات 100 میلی مولار 9/1 تا 16 درصد، در حضور سیترات 100 میلی مولار 7/0 تا 9 درصد و در حضور فسفات 10 میلی مولار 6/0 تا 9 درصد نسبت به عدم حضور آنها کاهش پیدا کرد. مدل الوویچ ساده شده به دلیل مقادیر ضریب تعیین ( ) بالاتر (93/0 تا 96/0) و خطای معیار تخمین پایینتر (1/5 تا 5/6 میلیگرم بر کیلوگرم) نسبت به مدلهای تابع توانی، مرتبه اول، مرتبه دوم، پخش سهموی در همه خاکها بهترین مدل برای توصیف دادههای سینتیک جذب آرسنیک بود. | ||
کلیدواژهها | ||
خاکهای کشاورزی؛ رطوبت ظرفیت مزرعه؛ سرعت جذب؛ شبهفلز؛ مدل الوویچ | ||
مراجع | ||
Adriano, D. C. (2001). Arsenic. In D. C. Adriano (Ed.), Trace elements in terrestrial environments (2 ed., pp. 219-261). Verlag New York Berlin Heidelberg: Springer Aharoni, C., Sparks, D. L., Levinson, S., and Ravina, I. (1991). Kinetics of soil chemical reactions: Relationships between empirical equations and diffusion models. Soil Science Society of America Journal, 55(5), 1307-1312 Allen, E., Hossner, L., Ming, D., and Henninger, D. (1995). Modeling transport kinetics in clinoptilolite-phosphate rock systems. Soil Science Society of America Journal, 59(1), 248-255 Arai, Y., and Sparks, D. (2002). Residence time effects on arsenate surface speciation at the aluminum oxide-water interface. Soil Science, 167(5), 303-314 Barrachina Carbonell, A., Carbonell, F. B., and Beneyto, J. M. (1996). Kinetics of arsenite sorption and desorption in Spanish soils. Communications in Soil Science & Plant Analysis, 27(18-20), 3101-3117 Boglione, R., Griffa, C., Panigatti, M. C., Keller, S., Schierano, M. C., and Asforno, M. (2019). Arsenic adsorption by soil from Misiones province, Argentina. Environmental Technology & Innovation, 13, 30-36. Elkhatib, E., Bennett, O., and Wright, R. (1984). Kinetics of arsenite sorption in soils. Soil Science Society of America Journal, 48(4), 758-762 Fan, Y., Zheng, C., Liu, H., He, C., Shen, Z., and Zhang, T. C. (2020). Effect of pH on the adsorption of arsenic (V) and antimony (V) by the black soil in three systems: Performance and mechanism. Ecotoxicology and Environmental Safety, 191, 110145. Fendorf, S., Eick, M. J., Grossl, P., and Sparks, D. L. (1997). Arsenate and chromate retention mechanisms on goethite. 1. Surface structure. Environmental Science & Technology, 31(2), 315-320. Fuller, C. C., Davis, J. A., and Waychunas, G. A. (1993). Surface chemistry of ferrihydrite: Part 2. Kinetics of arsenate adsorption and coprecipitation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57(10), 2271-2282 Girouard, E., and Zagury, G. J. (2009). Arsenic bioaccessibility in CCA-contaminated soils: Influence of soil properties, arsenic fractionation, and particle-size fraction. Science of the Total Environment, 407(8), 2576-2585 Grafe, M., Eick, M., and Grossl, P. (2001). Adsorption of arsenate (V) and arsenite (III) on goethite in the presence and absence of dissolved organic carbon. Soil Science Society of America Journal, 65(6), 1680-1687 Gräfe, M., and Sparks, D. L. (2005). Kinetics of zinc and arsenate co-sorption at the goethite–water interface. Geochimica et Cosmochimica Acta, 69(19), 4573-4595 Gupta, D. K., and Chatterjee, S. (2017). Arsenic Contamination in the Environment: The Issues and Solutions. In: Springer Gustafsson, J. P. (2006). Arsenate adsorption to soils: Modelling the competition from humic substances. Geoderma, 136(1-2), 320-330 Hafeznezami, S., Zimmer-Faust, A. G., Dunne, A., Tran, T., Yang, C., Lam, J. R., Jay, J. A. (2016). Adsorption and desorption of arsenate on sandy sediments from contaminated and uncontaminated saturated zones: kinetic and equilibrium modeling. Environmental Pollution, 215, 290-301 Hansen, J. C., and Strawn, D. G. (2003). Kinetics of phosphorus release from manure-amended alkaline soil. Soil Science, 168(12), 869-879 Klute, A. (1986). Physical and mineralogical methods. Planning, 8, 79 Lepp, N. W. (2012). Effect of heavy metal pollution on plants: Effects of trace metals on plant function: Springer Science & Business Media Liu, F., De Cristofaro, A., and Violante, A. (2001). Effect of pH, phosphate and oxalate on the adsorption/desorption of arsenate on/from goethite. Soil Science, 166(3), 197-208 Manning, B. A., and Goldberg, S. (1996). Modeling competitive adsorption of arsenate with phosphate and molybdate on oxide minerals. Soil Science Society of America Journal, 60(1), 121-131. Pavlatou, A., and Polyzopoulos, N. (1988). The role of diffusion in the kinetics of phosphate desorption: the relevance of the Elovich equation. Journal of Soil Science, 39(3), 425-436 Rahman, M. S., Clark, M., and Yee, L. (2019). Arsenic (V) sorption kinetics in long-term arsenic pesticide contaminated soils. Applied Geochemistry, 111, 104444 Raven, K. P., Jain, A., and Loeppert, R. H. (1998). Arsenite and arsenate adsorption on ferrihydrite: kinetics, equilibrium, and adsorption envelopes. Environmental Science & Technology, 32(3), 344-349 Reynolds, J., Naylor, D., and Fendorf, S. (1999). Arsenic sorption in phosphate-amended soils during flooding and subsequent aeration. Soil Science Society of America Journal, 63(5), 1149-1156 Roy, W., Hassett, J., and Griffin, R. (1986). Competitive coefficients for the adsorption of arsenate, molybdate, and phosphate mixtures by soils. Soil Science Society of America Journal, 50(5), 1176-1182 Schnabel, R., and Fitting, D. (1988). Analysis of Chemical Kinetics Data from Dilute, Dispersed, Well‐mixed Flow‐through Systems. Soil Science Society of America Journal, 52(5), 1270-1273. Skopp, J. (1986). Analysis of Time-dependent Chemical Processes in Soils 1. Journal of Environmental Quality, 15(3), 205-213. Smith, E., and Naidu, R. (2009). Chemistry of inorganic arsenic in soils: kinetics of arsenic adsorption–desorption. Environmental Geochemistry and Health, 31(1), 49-59. Smith, E., Naidu, R., and Alston, A. (1999). Chemistry of arsenic in soils: I. Sorption of arsenate and arsenite by four Australian soils. Journal of Environmental Quality, 28(6), 1719-1726 Smith, E., Naidu, R., and Alston, A. (2002). Chemistry of inorganic arsenic in soils: II. Effect of phosphorus, sodium, and calcium on arsenic sorption. Journal of Environmental Quality, 31(2), 557-563 Sparks, D. (2000). Kinetics and mechanisms of soil chemical reactions. Handbook of Soil Science. CRC Press, Boca-Raton, Florida, USA Sparks, D. L. (1989). Kinetics of soil chemical processes: Academic Press. Sparks, D. L. (2003). Environmental soil chemistry: Academic press. Sparks, D. L., Page, A., Helmke, P., Loeppert, R., Soltanpour, P., Tabatabai, M., . . . Sumner, M. (1996). Methods of soil analysis. Part 3-Chemical methods: Soil Science Society of America Inc. Steffens, D., and Sparks, D. (1997). Kinetics of nonexchangeable ammonium release from soils. Soil Science Society of America Journal, 61, 455-462 Van Der Sloot, H., Heasman, L., and Quevauviller, P. (1997). Harmonization of Leaching/Extraction tests. In Studies in Environmental Science (Vol. Volume 70, pp. 187-208): Elsevier Violante, A., Del Gaudio, S., Pigna, M., Pucci, M., and Amalfitano, C. (2008). Sorption and desorption of arsenic by soil minerals and soils in the presence of nutrients and organics. In Soil Mineral Microbe-Organic Interactions (pp. 39-69): Springer Violante, A., Pigna, M., and Del Gaudio, S. (2005). Adsorption/desorption processes of arsenate in soil environments: Science Publishers: Enfield, NH. Violante, A., Ricciardella, M., Pigna, M., and Capasso, R. (2005). Effects of organic ligands on the adsorption of trace elements onto metal oxides and organo-mineral complexes. In Biogeochemistry of trace elements in the rhizosphere (pp. 157-182): Elsevier. Wang, J., Xu, J., Xia, J., Wu, F., and Zhang, Y. (2018). A kinetic study of concurrent arsenic adsorption and phosphorus release during sediment resuspension. Chemical Geology, 495, 67-75. Waychunas, G., Rea, B., Fuller, C., and Davis, J. (1993). Surface chemistry of ferrihydrite: Part 1. EXAFS studies of the geometry of coprecipitated and adsorbed arsenate. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57(10), 2251-2269 Wenzel, W. (2013). Arsenic. P241-282, In: Alloway, B. J. (Ed.),Heavy metals in soils: Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability third edition XVIII, 614 p. In: Springer Science+ Business Media Dordrecht Wu, C.-H., Lo, S.-L., Lin, C.-F., and Kuo, C.-Y. (2001). Modeling competitive adsorption of molybdate, sulfate, and selenate on γ-Al2O3 by the triple-layer model. Journal of Colloid and Interface Science, 233(2), 259-264 Yang, J.-K., Barnett, M. O., Jardine, P. M., and Brooks, S. C. (2003). Factors controlling the bioaccessibility of arsenic (V) and lead (II) in soil. Soil and Sediment Contamination: An International Journal, 12(2), 165-179 Yu, J., and Klarup, D. (1994). Extraction kinetics of copper, zinc, iron, and manganese from contaminated sediment using disodium ethylenediaminetetraacetate. Water, Air & Soil Pollution, 75(3-4), 205 Zhang, H., and Selim, H. (2005). Kinetics of arsenate adsorption− desorption in soils. Environmental Science & Technology, 39(16), 6101-6108. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 759 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 413 |