علوم آب و خاک

---

برای حفاظت حوزه‌های آبخیز، استفاده از مدلی که توانایی برآورد رواناب، فرسایش و رسوب را در زمان‌ها و مکان‌های معین داشته ‌باشد، ضروری است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تحلیل حساسیت مدل یوروسم‌ (Eurosem) و واسنجی و اعتبارسازی آن در شبیه‌سازی رواناب و دبی اوج رواناب در زیرحوزه تنگ رواق از حوزه آبخیز کارون جنوبی بود. بدین منظور، منطقه‌ای به وسعت یک هکتار انتخاب و رواناب عبوری در فواصل زمانی مشخصی در شش رخداد جمع‌آوری شد. تحلیل حساسیت مدل به روش ساده، با افزایش و کاهش 10 درصدی پارامترهای دینامیک مدل (چسبندگی خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع، حرکت مویینگی خالص، ضریب زبری مانینگ، درصد حجمی رطوبت قبل از بارندگی و جدا‌‌پذیری ذرات خاک) انجام شد. بهترین واسنجی رواناب با کاهش هدایت هیدرولیکی و حرکت مویینگی و افزایش رطوبت اولیه صورت گرفت. نتایج اعتبارسازی مدل نشان داد که مدل قادر است میزان کل رواناب و دبی اوج رواناب را به خوبی شبیه‌سازی نماید ولی در شبیه‌سازی زمان شروع رواناب و زمان رسیدن به دبی اوج رواناب موفق نبود. نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که کل رواناب بیشترین حساسیت را به هدایت هیدرولیکی اشباع نشان داد. با افزایش 10 درصدی هدایت هیدرولیکی اشباع، کل رواناب 11 درصد کاهش و با کاهش 10 درصدی این پارامتر، کل رواناب 14 درصد افزایش نشان داد. این مدل نسبت به چسبندگی خاک هیچ‌گونه حساسیتی نشان نداد. نتایج نشان داد که حساسیت مدل یوروسم به موقعیت و محل ارزیابی مدل بستگی دارد.

---

این تحقیق به‌منظور بررسی اثر مونت‌موریلونیت طبیعی و اصلاح شده با پلی‌اکریل‌آمید بر جذب کادمیم از محلول‌های آبی انجام شد. تمامی آزمایش‌های هم‌دماهای جذب در 1/0 5/5pH=، در الکترولیت زمینه نیترات کلسیم و در 7 سطح غلظت کادمیم (5/1 تا 10 میلی‌گرم در لیتر) انجام گرفت. مطالعات جذب وابسته به pH در محدوده‌ی pH بین 4 تا 5/8 انجام شد. غلظت کادمیم به‌کار رفته در آزمایش‌های جذب وابسته ‌به pH ، 10 میلی‌گرم در لیتر بود. پس از رسم نمودار هم‌دما‌های جذب، مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و کوبله- کوریگان بر داده‌ها برازش داده شدند. هم‌دماهای جذب کادمیم تحت تأثیر پلی‌اکریل‌آمید قرار گرفتند. مدل‌های فروندلیچ، لانگمویر و کوبله-کوریگان جذب کادمیم را در تمامی سیستم‌های مورد بررسی، به‌خوبی توصیف کردند؛ ولی مدل کوبله-کوریگان با بیشترین ضریب تبیین (R2) و کمترین خطا (SEE) بهترین برازش را بر داده‌ها داشت. مقادیر ضریبA همدمای کوبله-کوریگان به ترتیب 4/0 و 94/0 در سوسپانسون‌های حاوی مونت‌موریلونیت طبیعی واصلاح شده بودکه نشان دهنده افزایش تمایل کادمیم برای جذب روی سطوح مونت‌موریلونیت در حضور لیگاند پلی‌اکریل‌آمید می‌باشد. حداکثر ظرفیت جذب کانیها (qmax)تعیین شده به وسیله مدل لانگمویر برای کانی‌های مونت‌موریلونیت طبیعی واصلاح شده به ترتیب 6/0 و 7/0 میلی‌گرم بر گرم بود. نتایج مطالعات جذب وابسته به pH نشان داد که با افزایشpH ، میزان جذب کادمیم به‌وسیله‌ مونت‌موریلونیت طبیعی افزایش یافت، در حالی‌که توسط مونت‌موریلونیت اصلاح شده کاهش یافت.

---

پسماند جذب عناصر در خاک دارای اهمیت فراوانی بوده و بر انتقال آلاینده‌ها و زیست‌فراهمی آن‌ها تأثیر دارد. این پژوهش به‌منظور مطالعه برگشت‌پذیری جذب کادمیم توسط زئولیت طبیعی فیروزکوه انجام شد. هم‌دماهای جذب بر‌اساس جذب کادمیم از محلول‌های حاوی غلظت‌های مختلفی از کادمیم در گستره‌ی 1 تا 10 میلی‌گرم بر لیتر و زمان تعادل 24 ساعت رسم شدند. مطالعه واجذب کادمیم با زئولیت طبیعی با 50 و 100 درصد حداکثر ظرفیت جذب انجام شد. هم‌دما‌های جذب به خوبی توسط مدل‌های فروندلیخ و کوبله کوریگان توصیف شدند (96/0=R). هم‌دماهای واجذب کادمیم از زئولیت انحراف کمی از داده‌های جذب نشان داد که دلالت بر برگشت‌پذیر بودن جذب دارد. همچنین برای بررسی برگشت‌پذیری جذب شاخص پسماند ظاهری نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دادکه پسماندی وجود ندارد. به‌طور میانگین 75/71 % از میزان جذب اولیه کادمیم پس از پنج مرحله واجذب از زئولیت واجذب شد. آزادسازی چنین مقدار زیادی از کامیم جذب شده در مرحله واجذب نشان‌دهنده‌ی مناسب بودن جاذب برای استفاده‌ی مجدد می‌باشد.

---

به‌دلیل این‌که بور در محیط‌های آبی (آب و محلول خاک) به‌صورت گونه‌ی بدون بار B(OH)3 و گونه‌ی باردار منفی 𝐵(𝑂𝐻)4− می‌باشد، حذف آن از آب بسیار مشکل است. امروزه، به‌منظور اصلاح و افزایش ظرفیت جذب کانی‌ها از لیگاند‌های مختلف استفاده می‌شود. این تحقیق به‌منظور بررسی اثر زئولیت اصلاح‌شده با هگزادسی‌تری‌متیل‌آمونیوم (HDTMA) بر جذب بور از محلول‌های آبی در محدوده‌ی pH بین 6 تا 5/9، و در دو سطح غلظت 5 و 15 میلی‌گرم بر لیتر بور انجام شد. هم‌چنین اثر قدرت یونی و نوع کاتیون (06/0، 03/0 مولار نیترات کلسیم یا نیترات منیزیم) بر جذب بور در غلظت پنج میلی‌گرم بر لیتر مورد بررسی قرار گرفت. تمامی آزمایش‌های هم‌دمای جذب در pH، 1/0±5/9، در الکترولیت زمینه‌ی نیترات کلسیم و در شش سطح غلظت بور (1 تا 15 میلی‌گرم بر لیتر) انجام گرفت. نتایج آزمایشات جذب وابسته به pH نشان داد که با افزایش pH، میزان جذب بور به وسیله‌ی کانی زئولیت اصلاح‌شده افزایش یافت و بیشترین جذب بور در pH، 5/9 صورت گرفت. میزان جذب بور در حضور کاتیون کلسیم نسبت به منیزیم بیشتر بود. نتایج همدماهای جذب نشان داد که مدل‌های فروندلیچ و لانگمویر جذب بور را به‌خوبی توصیف کردند، ولی مدل فروندلیچ با بیشترین مقدار ضریب تبیین (99/0R2=) و کمترین خطا (47/0SEE=) بهترین برازش را بر داده‌های جذب زئولیت داشت. حداکثر ظرفیت جذب (qmax)، به‌وسیله‌ی مدل لانگمویر برای کانی زئولیت اصلاح‌شده 120 میلی‌مول بر کیلوگرم تعیین شد.

---

به‌منظور بررسی اثر اصلاح‌کننده‌های آلی (ورمی‌کمپوست، پوست پسته و پوسته میگو) بر تثبیت کادمیوم، روی و سرب در یک خاک آلوده و قابلیت دسترسی این عناصر توسط گیاه ذرت، آزمایش گلخانه‌ای انجام شد. در این پژوهش اثر اصلاح‌کننده‌های آلی (ورمی‌کمپوست، پوست پسته و پوسته میگو) در سه سطح صفر، 5 و 10 درصد وزنی با سه تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام گردید. گیاهان در شرایط گلخانه به مدت ۲ ماه رشد نمودند. پس از دو ماه، گیاهان از محل طوقه قطع و اندام هوایی گیاه جدا گردید. صفات اندازه‌گیری شده شامل فلورسانس متغیر به حداکثر (Fv/Fm)، شاخص کارایی دستگاه فتوسنتزی (PI)، شاخص سبزینگی، سطح برگ، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی گیاه و غلظت عناصر روی، کادمیوم و سرب در ریشه و اندام هوایی گیاه بود. نتایج نشان داد افزودن اصلاح‌کننده‌های آلی به خاک موجب کاهش مقدار pH و افزایش EC خاک شد. ویژگی‌های رویشی گیاه مانند شاخص سبزینگی برگ، سطح برگ، شاخص کارایی دستگاه فتوسنتزی، کلروفیل فلورسانس و وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی گیاه در تیمارهای ورمی‌کمپوست و پوست پسته به‌طور معنی‌داری بیشتر از شاهد بود. درحالی‌که در تیمار پوست میگو گیاهان پس از دو هفته خشک شدند. نتایج نشان داد که با افزایش ورمی‌کمپوست و پوست پسته غلظت کادمیوم، سرب و روی در ریشه و اندام هوایی گیاه به‌طور معنی‌داری کاهش یافت.

---