محسن جلالی

تولید بایوچار از طریق فرآیند پیرولیز (تجزیه حرارتی در شرایط غیر هوازی یا در حضور جزیی اکسیژن) از جمله مناسب-ترین اقدامات برای تیمار لجن فاضلاب قبل از کاربرد آن در زمین های زراعی، باغی و گلخانه ای می باشد. این فرآیند، به دلیل داشتن شرایط دمایی خاص باعث از بین رفتن پاتوژن ها، تجزیه مواد آلی و نیز بی تحرکی عناصر سنگین در بایوچار می شود. در بخش اول مطالعه، کشت گلخانه ای گیاه گوجه گیلاسی (Lycopersicon esculentum L.) در دو خاک غیر آلوده و آلوده به عناصر سنگین که با استفاده از مقادیر مختلف (0، 2 ، 5 و 10 درصد وزنی) لجن فاضلاب و بایوچار اصلاح شده بودند، انجام شد. در بین تیمارهای غیر آلوده، خاک های اصلاح شده با 5 و 10 درصد بایوچار، مقدار محصول میوه را نسبت به خاک های اصلاح شده با لجن فاضلاب به طور معنی داری افزایش دادند، در حالی که مقدار مس و روی در محصول میوه کاهش یافت. مقدار بالای عناصر سنگین در خاک های آلوده باعث کاهش رشد گیاه شد و در تیمارهای دارای لجن فاضلاب منجر به توقف رشد گیاه شد. نکته جالب این می باشد که خاک اصلاح شده با 10 درصد بایوچار، تنها تیماری بود که در بین خاک های آلوده، تولید میوه داشت. در تیمارهای غیر آلوده، مقادیر شاخص خطر سلامتی مربوط به عناصر سنگین در اثر مصرف گوجه گیلاسی کم تر از یک بود که نشان دهنده عدم وجود خطر برای سلامتی انسان است. مقدار عناصر سنگین قابل عصاره گیری با DTPA در خاک های اصلاح شده با بایوچار کم تر از خاک های اصلاح شده با لجن فاضلاب بود. همچنین نتایج عصاره گیری متوالی حاکی از این بود که کاربرد بایوچار در خاک باعث پیوستن عناصر سنگین به اجزای پایدارتر (جزء پیوندی با مواد آلی و جزء پیوندی با اکسیدهای آهن-منگنز) شد. در بخش دوم مطالعه، تاثیر کاربرد لجن فاضلاب و بایوچار بر ظرفیت بافری خاک و رفتار عناصر سنگین در آن در دامنه وسیعی از پی اچ (پی اچ 12-2) مورد بررسی قرار گرفت. افزودن لجن فاضلاب و بایوچار به خاک، باعث افزایش ظرفیت بافری اسیدی آن نسبت به خاک شاهد شد. همچنین نتایج نشان داد که ظرفیت بافری تیمارها همبستگی قوی با خصوصیات آن ها از جمله کربنات کلسیم، ظرفیت تبادل کاتیونی (در دامنه پی اچ 12-7)، آهن و آلومینیوم قابل عصاره گیری با آمونیوم اگزالات و آهن قابل عصاره گیری با دی تیونات-سیترات-بی کربنات (در دامنه پی اچ 7-2) داشت. الگوی رهاسازی مس (د

فسفر به عنوان یک عنصر ضروری برای گیاه در نظر گرفته می شود. این عنصر وظایف بسیار مهمی را در گیاه دارا می باشد. مقدار فسفر فراهم در خاک همیشه کمتر از کل مقدار فسفر در خاک است و در نتیجه کمبود فسفر به صورت معمول در گیاهان مشاهده می شود. افزودن کردن کودهای شیمیایی، بقایای آلی و غیرآلی به خاک می تواند راهکاری برای حل این کمبود باشد. باید به این نکته توجه داشت که در بسیاری از مواقع مقدار فسفر اضافه شده از حد نیاز گیاه بالاتر بوده، و در نتیجه منجر به آبشویی فسفر و در نهایت افزایش رشد جلبک ها و کاهش کیفیت آب می شود. با توجه به موارد گفته شده هدف از انجام این مطالعه بررسی تاثیر افزودن کودهای مختلف فسفر بر فراهمی فسفر در خاک، تاثیر آن بر رشد گیاه، و همچنین تاثیر آن بر آبشویی فسفر از خاک می باشد. به منظور دستیابی به اهداف بالا، در فصل اول، کودهایی شامل 9 لجن فاضلاب از شهرهای مختلف ایران (اراک، اصفهان، کرمانشاه، رشت، سنندج، ساوه، شیراز، تاکستان، و تهران)، 2 نمونه بایوچار (بایوچار پوست گردو و بادام)، کود دامی، کود مرغی، بقایای گندم، دی آمونیوم فسفات، و سوپرفسفات تریپل مورد استفاده قرار گرفت. هر یک از این کودها به مقدار 100 میلی گرم بر کیلوگرم فسفر کل به یک نمونه خاک اضافه، و انکوباسیون گردید. در طول دوره انکوباسیون در زمان های 2، 9، 16، 23، 37، 58، 86، 121، و 163 روز نمونه برداری صورت پذیرفت و توسط سه عصاره گیر آب مقطر، السن، و مهلیچ-3 عصاره گیری شد. به طور کلی نتایج نشان داد که، افزودن منابع مختلفی از کودهای فسفری به خاک، قابلیت عصاره گیری فسفر را افزایش می دهد. فراهمی فسفر خاک، با اینکه مقدار فسفر کل برابری از طریق تیمارهای مختلف به خاک اضافه شده است، با یکدیگر متفاوت است، و افزودن آن ها به خاک نیازمند مدیریت های جداگانه ای می باشد. مدل های خطی و اسپلیت لاین، بیشترین غلظت فسفر را در آب زهکشی تیمارهای سوپرفسفات تریپل، دی آمونیوم فسفات، و لجن فاضلاب های کرمانشاه و تهران پیش بینی کردند. زمان انکوباسیون 16 روز می تواند زمان انکوباسیون مناسبی برای بررسی فراهمی فسفر از نظر کشاورزی و زیست محیطی باشد. در فصل دوم، تعداد 5 لجن فاضلاب، شامل لجن فاضلاب رشت، سنندج، ساوه، و تهران مورد استفاده قرار گرفت. از هریک از لجن فاضلاب ها به مقدار 100 میلی گرم بر کیلوگرم فسفر کل به 1 کیلوگرم خاک اضافه

بایوچار نقش مهمی در بهبود کیفیت خاک، اصلاح خاک های آلوده و افزایش محصول گیاهی دارد. عنصر ضروری فسفر در بایوچار وجود دارد و می تواند با رهاسازی برای گیاهان قابل دسترس باشد و رشد گیاه را افزایش دهد. همچنین، بایوچار معمولاً توانایی جذب بالایی به سبب سطح ویژه، بار سطحی منفی و چگالی بار بالا برای فلزات سنگین دارد. نانو ذرات با سطح ویژه بالا به عنوان اصلاح کننده هایی برای بهبود خاک های آلوده مورد استفاده قرار می گیرند. اهداف این مطالعه در پنج بخش مورد بررسی قرار گرفت. در بخش اول، تاثیر بایوچارهای پوست گردو (دمای پیرولیز 400 درجه سانتی گراد) و بادام (دمای پیرولیز 500 درجه سانتی گراد) (0، 5/2، 5 و 10 درصد) بر جذب، دفع، رهاسازی، جزء بندی و قابلیت دسترسی فسفر در دو خاک با بافت متفاوت (لوم رسی و لوم شنی) مطالعه شد. با افزایش مقادیر بایوچار مصرفی جذب فسفر توسط خاک ها به سبب افزایش سطح ویژه، تخلخل و مکان های فعال جذبی که به دلیل ترکیبات آروماتیک و آلیفاتیک در بایوچارها ایجاد می شوند، افزایش یافت. عصاره گیری متوالی فسفر نشان داد که افزایش بایوچار باعث افزایش قابل توجه در فسفر پیوند شده با کربنات و باقی-مانده و نیز افزایش اندک در فسفر تبادلی و پیوند شده با اکسیدهای آهن و آلومینیم شد. داده های سینتیکی به خوبی توسط معادلات الوویچ، شبه مرتبه دوم و پخشیدگی برازش شدند. تاثیر قابل توجه بایوچار گردو بر جذب و دفع فسفر در هر دو خاک مشاهده شد که این امر به دلیل ویژگی های بایوچار و اکسیدهای آهن و آلومینیوم خاک می باشد. نتایج نشان داد که بایوچار باعث نگه داری فسفر و رهاسازی آهسته آن به محلول می شود و به این ترتیب برای گیاه قابل دسترس می شود. همچنین، بایوچارها هدر روی فسفر از طریق آبشویی را کاهش می دهند. در بخش دوم، تاثیر هر دو بایوچار با مقادیر مختلف (0، 5/2، 5 و 10 درصد) بر رشد سبزیجات تربچه (Raphanus sativus L.) و شاهی (Lepidium sativum) در خاک های غیر آلوده تحت آبیاری با آب مقطر و محلول غذایی بررسی شد. نتایج نشان دادد که با افزایش مقدار بایوچار مقدار کلسیم، منیزیم، پتاسیم و فسفر در گیاه افزایش و مقدار فلزات سنگین (کادمیم، کروم، مس، نیکل و روی) کاهش یافت. این مسئله می تواند به دلیل افزایش مقدار محلول و قابل دسترس کلسیم، منیزیم، پتاسیم و فسفر و کاهش در فلزات سنگین قابل عصاره گیری با DTPA در

-

چکیده: افزایش روزافزون جمعیت جهان همراه با افزایش شهرنشینی منجر به روند بالای تولید لجن فاضلاب همراه با مشکلات مربوط به استراتژی های دفع آن می شود. علاوه بر اثرات مثبت کاربرد لجن فاضلاب در خاک های کشاورزی، ممکن است اثرات مضر روی وسزگس های خاک، کیفیت و تولید محصولات و آب های زیرزمینی داشته باشد. استفاده از لجن فاضلاب با کیفیت پایین در کشاورزی در چندین کشور در حال توسعه، مانند ایران، اجتناب ناپذیر است. اطلاعات جامعی در مورد ویژگی های لجن فاضلاب در ایران وجود ندارد و به دلیل تولید زیاد لجن فاضلاب و کاربرد آن در زمین های کشاو.رزی در ایران ، بررسی خصوصیات شیمیایی لجن فاضلاب تولید شده در مناطق شهری و پرجمعیت مورد مفید می باشد. در این تحقیق بررسی خواص شیمیایی نمونه های مختلف لجن فاضلاب و آزادسازی فلزات از این نمونه ها تجت تاثیر پی اچ، بخش بندی، رهاسازی سینتیکی، همدمای جذب و آبشویی فلزات در خاک تیکار شده شده با لجن فاضلاب در حضور جاذب های مختلف (کانی ها و ذرات نانو) انجام شد. این مطالعه در مورد کیفیت لجن فاضلاب که در حال حاضر در نقاط مختلف ایران تولید می شود، اطلاعاتی را ارائه می دهد و می تواند به کشاورزان و سیاست گذاران در استفاده مطلوب و مطمئن از لجن فاضلاب در کشاورزی ایران کمک کند. در این مطالعه ابتدا 10 نمونه مختلف لجن فاضلاب تولید شده از تصفیه خانه فاضلاب شهرهای اراک، اصفهان، کرمانشاه، رشت، سنندج ساوه، شیراز، تاکستان، تهران و تویسرکان را جمع آوری کردیم و ویژگی های شیمیایی آن ها و گونه بندی عناصر در این نمونه ها مطالعه شد. غلظت نسبتاً بالای عناصر غذایی و گروه های عاملی فعال نشان داد که کاربرد لجن فاضلاب در کشاورزی می تواند تاثیرات مثبتی را به دنبال داشته باشد، در حالی که غلظت فلزات سنگین وابسته به محل تولید لجن فاضلاب بود به طوری که نمونه لجن فاضلاب اراک بیشترین مقدار فلزات سنگین را نشان داد. نتایج گونه بندی نشان داد که پی اچ فاکتور اصلی در کنترل گونه بندی فلزات بود و فلزات مس و سرب بیشترین تمایل را به پیوند با ماده آلی داشتند در حالی که روی و منگنز عمدتاً به صورت یون آزاد یا گونه های غیر آلی در محلول وجود داشتند. همچنین نتایج نشان داد که نمونه های لجن فاضلاب تولید شده در نقاط مختلف ایران دارای ویژگی شیمیایی و ترکیب عنصری متفاوتی بودند و همچنین آنالیز گونه بندی می تواند

نیتروژن یکی از عناصر غذایی و عامل کلیدی در دستیابی به عملکرد مطلوب در محصولات زراعی می باشد. آمونیوم و نیترات اشکال بسیار مهم نیتروژن در خاک هستند، زیرا گیاهان غالبا نیتروژن را به این دو شکل جذب می کنند. تاکنون مطالعات اندکی در مورد جذب، آبشویی و رهاسازی شکل آمونیومی نیتروژن در خاک ها انجام شده است. با توجه به اهمیتی که این شکل در چرخه نیتروژن دارد، لذا این مطالعه به منظور 1- اندازه گیری و شبیه سازی (توسط نرم افزار PHREEQC) جذب آمونیوم توسط کانی های رسی و نانو ذرات در حضور کاتیون ها، آنیون ها و اسید های آلی 2- اندازه گیری و شبیه سازی (توسط نرم افزارHYDRUS-1D )آبشویی آمونیوم در ستون های خاک سبک بافت اصلاح شده توسط سطوح 2، 4 و 8 درصد کانی های رسی و نانو ذرات 3- اندازه گیری و شبیه سازی (توسط نرم افزارPHREEQC ) آبشویی آمونیوم و کاتیون های بازی در خاکهای تیمار شده توسط سطوح 1، 3 و 5 درصد لجن فاضلاب و کود مرغی در شرایط غیر اشباع 4- بررسی تغییرات غلظت آمونیوم، نیترات و نیتروژن معدنی در خاک تیمار شده توسط کود های آلی و شیمیایی در حضور کانی های رسی و نانو ذرات انجام گردید. آزمایش های جذب سطحی نشان داد جذب آمونیوم توسط زئولیت، ورمی کولیت و نانورس در پی اچ 2 به ترتیب 83، 5 و 46 درصد بود و حداکثر جذب سطحی این جاذب ها به ترتیب در پی اچ 9-5، 7-4 و 10-4 مشاهده گردید. زمان بهینه برای جذب آمونیوم توسط زئولیت، نانورس و ورمی کولیت به ترتیب 30، 720 و 240 دقیقه بود و بهترین مدل سینتیکی برای هر سه جاذب مدل شبه مرتبه دوم بود. رقابت پذیری کاتیون ها با آمونیوم برای اشغال مکان های تبادلی برای زئولیت از ترتیب منیزیم < کلسیم < سدیم < پتاسیم، برای نانورس از ترتیب سدیم < پتاسیم ≥ کلسیم < منیزیم و برای ورمی کولیت از ترتیب پتاسیم < سدیم < کلسیم << منیزیم پیروی می کرد. ظرفیت جذب آمونیوم توسط زئولیت و ورمی کولیت به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار بود. معادله لانگ مویر بهتر از سایر معادلات برازش داده شده، داده های جذب سطحی آمونیوم توسط زئولیت، نانورس و ورمی کولیت را توصیف کرد. مقادیر حداکثر ظرفیت جذب سطحی آمونیوم برای زئولیت در حضور آنیون های سولفات، فسفات و کلر به ترتیب 08/10، 13/9 و 51/8 میلی گرم بر گرم بود، در حالی که این مقادیر برای نانورس و ورمی کولیت به ترتیب 85/2، 27/2، 54/1، 75/1، 53/1 و 38/1 می

فعالیت های آنتروپوژنیک از جمله افزودن ضایعات صنعتی، از مهم ترین منابع فلزات سنگین در خاک ها و آب ها به شمار می روند. برای مدیریت مناسب ضایعات جامد صنعتی و توسعه استراتژی های مفید در کاهش اثرات فلزات سنگین در ضایعات، کسب اطلاعات در مورد ویژگی ها، انتقال، زمان ماندگاری و سرنوشت فلزات سنگین در آن ها ضروری است. بنابراین این مطالعه جهت بررسی اثر اسیدهای آلی (اسید سیتریک و اسید اگزالیک) و معدنی (اسید سولفوریک و اسید نیتریک)، جاذب های معدنی (زئولیت و بنتونیت) و نانوذرات (MgO، ZnO و TiO2) بر آبشویی، رهاسازی و جزءبندی فلزات سنگین در ضایعات کارخانه ها و خاک های تیمار شده با آن ها انجام گرفت. در این مطالعه چهار نوع از ضایعات کارخانه ها شامل چرمسازی، سفالگری، سنگبری و کارخانه قند انتخاب شدند. به طور کلی غلظت بالای فلزات سنگین در ضایعات مشاهده شد. نتایج بیانگر مقدار نسبتاً زیاد کادمیوم، مس و نیکل در ضایعات سنگبری، غلظت زیاد کروم در ضایعات چرمسازی و سرب و روی در ضایعات سفالگری بود. در ابتدا خاک-ها با 5 و 10 درصد از ضایعات مخلوط شده و سپس خاک های آلوده با 5 و 1 درصد از جاذب های معدنی و نانوذرات تیمار شدند. نمونه ها به مدت 180 روز در دمای 25 درجه سانتیگراد انکوباسیون شدند. بعد از انکوباسیون، جزءبندی فلزات سنگین در خاک های شاهد و تیمار شده با ضایعات و جاذب ها صورت گرفت. بعد از 180 روز انکوباسیون، توزیع اجزاء مختلف فلزات سنگین در خاک های شاهد و تیمار شده نشان داد که عناصر روی، کروم، مس و نیکل عمدتاً در جزء باقیمانده و کادمیوم در جزء تبادلی قرار داشت. افزودن ضایعات به خاک ها، غلظت همه اجزاء فلزات سنگین را افزایش داد. در طول انکوباسیون خاک های تیمار شده با ضایعات چرمسازی، جزء باقیمانده فلزات سنگین کاهش و اجزاء تبادلی آن افزایش یافت. در صورتیکه در خاک های تیمار شده با ضایعات سفالگری، سنگبری و کارخانه قند، افزایش زمان انکوباسیون منجر به کاهش اجزاء ناپایدار عناصر (تبادلی) شد. بعد از 180 روز انکوباسیون، افزودن جاذب ها به خاک های تیمار شده با ضایعات، اجزاء باقیمانده و کربناتی را افزایش و اجزاء تبادلی و آلی را به طور قابل توجهی کاهش داد. در مرحله دوم، اثر اسیدهای آلی و معدنی، جاذب های معدنی و نانوذرات بر رهاسازی فلزات سنگین از ضایعات کارخانه ها و خاک تیمار شده با ضایعات مورد بررسی قرار گرفت.

ورود فلزات سنگین از طریق آلاینده های کانونی (مشخص) و غیرکانونی (نامشخص)، از نگرانی های اصلی محیط زیست می باشد. از منابع کانونی فعالیت های معدنی، صنعتی و دفن زباله ها و از مهم ترین منابع غیرکانونی فعالیت های کشاورزی می باشند. شناخت در مورد زمان ماندگاری، سرنوشت و انتقال فلزات در خاک به منظور اجرای موفق برنامه های اصلاح خاک ضروری می باشد. بنابراین در این پژوهش نقش استخراج معادن، زهاب حاصل از معادن و کاربرد کودهای شیمیایی در ورود فلزات به منابع آبی و خاک و همچنین استفاده از مدل ژئوشیمیایی PHREEQC در شبیه سازی انتقال و همچنین کارایی نانوذرات در حذف آلاینده های فلزی بررسی شد. مطالعه در 7 بخش و به صورت زیر اجرا شد. ضایعات و خاک های اطراف معدن باباعلی جمع آوری گردید. تعیین منشاء آلودگی و توزیع مکانی فلزات سنگین به ترتیب توسط آنالیزهای کلاستر، PCA و نرم افزار ARCGIS Spatial Analyst انجام شد. نتایج آنالیز PCA و کلاستر نشان داد که روی و کادمیوم زیست فراهم منشا ء انسانی و دیگر عناصر منشاء طبیعی دارند. منشاء کادمیوم و روی کل به ترتیب انسانی و دوگانه می باشد. در ادامه اثر ترکیب آب آبشویی و واکنش های خنثی سازی اسید بر تحرک فلزات از ستون های حاوی ضایعات، خاک به همراه ضایعات و خاک بررسی شد. آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی، XRD و همچنین جزءبندی فلزات نمونه های خاک و ضایعات قبل و بعد از آبشویی انجام شد. پتانسیل تولید اسید ضایعات نیز تعیین گردید. گونه بندی و مدلسازی معکوس ژئوشیمیایی نیز توسط برنامه PHREEQC انجام شد. به کمک آنالیزهای فوق مکانیسم های موثر در تحرک فلزات تعیین گردید. نتایج نشان داد که تحرک آهن و روی توسط انحلال و رسوب؛ مس و نیکل توسط جذب و کادمیوم و منگنز توسط هر دو مکانیسم کنترل می شوند. پتانسیل خنثی سازی اسیدی ضایعات به دلیل حضور کانی های کربنات کلسیم، کلریت، آلبیت و هورنبلاند بالا می باشد. در ادامه تحرک فلزات از دو خاک آهکی و غیرآهکی متاثر از زهاب اسیدی اندازه گیری و شبیه سازی بوسیله PHREEQC اجرا شد. نتایج نشان داد که علیرغم بالا بودن CEC، رس و ماده آلی در خاک غیرآهکی، غلظت فلزات زهاب های ستون غیرآهکی بیشتر از خاک آهکی می باشد. با توجه به نتایج مهم ترین عامل کنترل تحرک فلزات، pH می باشد. مدلسازی نیز با استفاده از برنامه PHREEQC و توسط واکنش های تبادل کاتیونی، سطوح کمپلکس کن

در بخش اول این مطالعه، کارایی جاذب های ارزان قیمت شامل ذرات بنتونیت، کائولینیت و زئولیت اشباع شده با کلسیم و پتاسیم و بقایای سیب زمینی و گندم در حذف کاتیون های اصلی از محلول های آبی در سیستم های دو کاتیونی، چهار کاتیونی و رقابتی مورد بررسی قرار گرفت. بنتونیت و زئولیت اشباع شده با پتاسیم، بیشترین کارایی را در حذف سدیم و منیزیم، زئولیت اشباع شده با پتاسیم بیشترین کارایی را در حذف کلسیم و زئولیت اشباع شده با کلسیم بیشترین کارایی را در حذف پتاسیم از محلول های آبی داشتند. معادلات تجربی فروندلیچ (به استثنای سیستم رقابتی) و لانگمویر به خوبی به همدماهای جذب کاتیون ها در سیستم های مورد بررسی برازش شدند. ارزیابی گرافیکی و آماری نشان داد که برنامه PHREEQC با استفاده از مدل تبادل کاتیونی و ضرایب انتخاب پذیری گینز و توماس توانست بطور موفقیت آمیزی همدماهای جذب سدیم، کلسیم، منیزیم و پتاسیم را شبیه سازی نماید. در بخش دوم این مطالعه، معادله یک بعدی انتقال املاح و واکنش های تبادل کاتیونی در برنامه PHREEQC به منظور پیش بینی درصد سدیم تبادلی یک خاک زراعی با و بدون حضور اصلاح کننده های آلی و شیمیایی مورد استفاده قرار گرفت. سپس در مرحله بعد، روند تغییرات فازهای محلول و تبادلی همان خاک در طی 20 سال کشت متوالی گندم و آبیاری با آب های سدیمی و غیر سدیمی شبیه سازی شد. ارزیابی گرافیکی نشان داد که مدل تبادل کاتیونی و معادله یک بعدی انتقال املاح بکار گرفته شده در برنامه PHREEQC به خوبی توانست درصد سدیم تبادلی (ESP) ستون های خاک را پس از عبور هر پوروالیوم از آب دارای نسبت جذب سدیم (SAR) 10 شبیه سازی نماید. نتایج شبیه سازی مرحله دوم نشان داد که ESP نهایی خاک پس از 20 سال کاربرد مداوم آب دارای 2/5 = SAR نسبت به مقدار اولیه آن کاهش پیدا کرد، در حالیکه کاربرد آب های دارای نسبت جذب سدیم 10 و 40 موجب افزایش ESP خاک گردید. اگرچه افزودن اصلاح کننده های آلی و شیمیایی منجر به کاهش سدیمی شدن خاک پس از کاربرد آب دارای 10 = SAR شد، اما مقدار ESP نهایی این خاک ها بالاتر از 15 درصد بود. در بخش سوم، قابلیت برنامه PHREEQC در شبیه سازی مکانیسمی همدماهای جذب آمونیوم و بور در تعدادی از خاک های آهکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این برنامه با استفاده از مدل های مکانیسمی تبادل کاتیونی و کمپلکس سطحی به خوبی ت

یکی از نگرانی های زیست محیطی، هدرروی فسفر از خاک های کشاورزی و وارد شدن آن به آب های سطحی می باشد. روش های متعددی به منظور حذف این آلاینده از منابع آب استفاده شده است. از میان این روش ها، جذب سطحی به عنوان یکی از موثرترین روش ها برای حذف فسفر در غلظت های پایین توصیه شده است. در این بررسی از جاذب های معدنی (بنتونیت، کلسیت، کائولینیت و زئولیت) و نانو ذرات (TiO2، Al2O3 و Fe3O4) به منظور حذف فسفر از محلول های آبی و کاهش آبشویی آن از خاک استفاده گردید. حذف فسفر از محلول های آبی به عنوان تابعی از pH، مقدار جاذب، دما و زمان تماس مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مطالعات جذب، آزمایشات واجذب انجام شد و معادلات سینتیکی به داده های بدست آمده برازش داده شد. با توجه به نتایج حاصله، زمان تماس بهینه برای جاذب های معدنی 24 ساعت و برای نانو ذرات 180 دقیقه بدست آمد. مقدار بهینه بنتونیت، کائولینیت و زئولیت 3 گرم بود. در حالیکه برای کلسیت و نانو ذرات به ترتیب این میزان 2/5 و 0/05 گرم بدست آمد. ماکزیمم مقدار فسفر جذب شده توسط کلسیت، کائولینیت و نانو ذرات (به جزء Al2O3) در pH برابر با 2 رخ داد. مدل DLM برای شبیه سازی جذب فسفر توسط جاذب ها به کار رفت. همبستگی بالایی میان داده های اندازه گیری شده با داده های حاصل از مدل بدست آمد. نمک های NaCl، CaCl2 و FeCl3 برای اصلاح جاذب های معدنی و عصاره پوست گردو، عصاره بقایای گندم، کیتوزان، کربوکسی متیل سولز و اسید مالیک برای اصلاح جاذب های معدنی و نانو ذرات بکار رفتند. جاذب های معدنی اصلاح شده با یون Fe و جاذب های معدنی و نانو ذرات اصلاح شده با کیتوزان بیشترین ظرفیت جذب فسفر را در میان دیگر جاذب های اصلاح شده داشته اند. در بررسی اثر زمان بر جزء بندی فسفر، خاک غیر آلوده تحت تاثیر نمک KH2PO4 به مقدار 1000 میلی گرم بر کیلوگرم قرار گرفت. خاک آلوده با 10 درصد از جاذب های معدنی و 3 درصد از نانو ذرات تیمار گردید. نمونه ها در انکوباتور در دمای ثابت قرار گرفتند. در زمان های 1 روز و 8 هفته از آن ها نمونه برداری صورت گرفت. نتایج جزء بندی نشان داد که کاربرد جاذب های معدنی و نانو ذرات موجب انتقال فسفر از جزء کربناته به جزء های باقیمانده و اکسیدی می شود که نشاندهنده این است که با گذشت زمان قابلیت دسترسی فسفر در خاک کاهش می یابد. آزمایشات آبشویی برای مطالعه کارایی جاذ