علوم آب و خاک

---

تلفات نیتروژن از مزارع تحت آبیاری به‌ویژه در خاک‌های شنی سبب آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی، افزایش کاربرد نیتروژن برای گیاهان و ضرر و زیان اقتصادی می‌شود. این مسأله به‌دلیل بار منفی نیترات و عدم تمایل ذرات خاک در جذب آن اتفاق می‌افتد. برای جلوگیری از حرکت آنیون‌ها، به موادی نیاز است که دارای تمایل جذب آنیونی بالایی باشند که این مواد به‌طور طبیعی در دسترس نیست. به‌دلیل تبادل کاتیونی بالای زئولیت‌های طبیعی، می‌توان خصوصیات سطحی آنها را به نحوی تغییر داد که قادر به جذب ترکیبات دیگری از جمله آنیون‌ها و مواد آلی غیرقطبی نیز باشند. در این مطالعه عملکرد زئولیت ایرانی (سمنان) اصلاح‌شده با سورفکتانت هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید (SMZ) در دو اندازه میلی‌متر و نانومتر در حضور یون Cl- در حذف نیترات مورد بررسی قرار گرفت و بهترین مدل تجربی فرآیند تبادل یونی تعیین شد. هم‌چنین فرآیند رهاسازی نیترات توسط SMZ به‌عنوان تابعی از زمان و قدرت یونی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج این مطالعه، SMZ در اندازه میلی‌متر قادر به جذب بیش از1- mmol kg 60 نیترات و SMZ در اندازه نانومتر قادر به جذب بیش از1- mmol kg 80 نیترات است، که نیترات جذب شده می‌تواند به راحتی تحت شرایط قدرت یونی مختلف رها شود. راندمان حذف برای SMZ میلی‌متری و نانومتری به‌ترتیب بین 7/26 تا 3/82 درصد و 8/37 تا 5/85 درصد به‌دست آمد. متوسط میزان نیترات رها شده از SMZ در اندازه میلی‌متر توسط آب دیونیزه 92/6 میلی‌مول در کیلوگرم بود، در حالی‌که این میزان در محلول‌های واجذب با قدرت‌های یونی 03/0، 1/0 و 3/0 مولار به‌ترتیب به 68/14، 71/22 و 91/34 میلی‌مول در کیلوگرم افزایش یافت.

---

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.