علوم آب و خاک

---

کانی‌شناسی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های خاک بسته به اقلیم و شرایط شیمیایی خاک روی یک شیب از بالا به پایین تغییر می‌کند. تغییر این ویژگی‌ در مناطق با آب و هوای مختلف متفاوت است و در نتیجه تأثیرهای متفاوتی بر ویژگی‌های خاک می‌گذارد. بنابراین با هدف بررسی تغییر کانی‌شناسی در ردیف‌های ارضی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و تأثیر کیفی آن بر واجذبی فسفر خاک مطالعه‌ای در چهار ردیف ارضی در اصفهان به‌عنوان منطقه خشک و چهارمحال و بختیاری به‌عنوان منطقه نیمه‌خشک انجام گرفت. روی هر یک از ردیف‌های ارضی از قسمت‌های بالا، میان و پایین شیب نمونه‌برداری انجام شد. نمونه بالای شیب از خاک روی مواد مادری، نمونه وسط شیب از خاک غیر زراعی و نمونه پایین شیب از خاک زراعی برداشته شدند. برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌ها و هم‌چنین رس‌های غالب خاک تعیین شدند. سپس سینتیک‌ واجذبی و تغییرات پارامترهای معادلات سینتیکی در طول ردیف‌های ارضی بررسی گردید. نتایج نشان داد در تمام ردیف‌های ارضی مقدار رس،ECe، CEC وpH خاک‌ها به طرف پایین شیب افزایش می‌یابد. در بررسی پراش‌نگارهای پرتو ایکس دیده شد که از موقعیت بالای شیب به طرف پایین شیب از شدت پیک‌های کائولینایت و ایلایت کاسته و بر شدت پیک‌های اسمکتایت و کانی‌های مختلط اسمکتایت-کلرایت افزوده می‌شود. از بین معادلات سینتیکی مورد مطالعه، معادله ایلوویچ به‌دلیل بالا بودن ضریب تشخیص و پایین بودن خطای استاندارد براورد، به‌عنوان بهترین معادله در تشریح روابط بین آزاد شدن فسفر و زمان در خاک‌های مورد مطالعه انتخاب شد. سرعت واجذبی فسفر در ردیف‌های ارضی ناحیه خشک چنین روندی را دنبال کرد: بالای شیب < وسط شیب < پایین شیب. از طرفی سرعت واجذبی فسفر در ردیف‌های ارضی مناطق نیمه‌خشک بیشتر از ردیف‌های اراضی مناطق خشک بود. با توجه به مقادیر بیشتر پارامترهای سینتیکی در قسمت پایین شیب می‌توان نتیجه گرفت سرعت واجذبی فسفر و در نتیجه توانایی خاک‌ها در تأمین فسفر مورد نیاز گیاه به طرف پایین شیب افزایش می‌یابد

---

مطالعه انتقال میکروب‌ها در خاک از جنبه‌های مختلفی مانند آلودگی آب‌های زیرزمینی و پالایش زیستی خاک و آب زیرزمینی اهمیت دارد. هدف از این پژوهش مطالعه کمی انتقال باکتری در ستون‌های خاک آهکی دست‌نخورده تحت شرایط رطوبتی اشباع بود. بدین منظور، منحنی رخنه باکتری سودوموناس فلورسنس و کلراید در شرایط اشباع پایدار اندازه‌گیری شد. پس از پایان آزمایش انتقال باکتری، تعداد باکتری در لایه‌های مختلف خاک شمارش شد. مدل جذب- واجذب سینتیک تک مکانی و دو مکانی برنامه HYDRUS-1D برای پیش‌بینی انتقال و جذب باکتری در ستون خاک استفاده شد. نتایج نشان داد مدل جذب- واجذب سینتیک دو مکانی در مقایسه با مدل تک مکانی برآوردی بهتر از انتقال و نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک دارد. کارایی این مدل (E) در برآورد منحنی رخنه باکتری از 92/0 تا 95/0 و در برآورد نگهداشت باکتری در نیمرخ خاک از 86/0 تا 94/0 بود. جذب باکتری به مکان 1 نسبتاً سریع و واجذب آن کند بود. در‌حالی‌که جذب باکتری و واجذب آن از مکان 2 سریع بود. ویژگی جذب سریع و واجذب کند باکتری در مکان 1 به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که مکانی مناسب برای جذب باکتری است. نرخ واجذب باکتری کمتر از 01/0 نرخ جذب آن بود که نشان‌دهنده جذب تقریباً غیرقابل برگشت باکتری به کربنات کلسیم است. بیشتر باکتری‌ها پالایش شده در لایه‌های سطحی خاک نگهداشته شدند و با کاهش عمق مقدار نگهداشت باکتری به‌صورت نمایی کاهش یافت. نرخ حذف باکتری در خاک از 4 تا 9/4 متغیر بود. نرخ بالای حذف باکتری به کربنات کلسیم خاک نسبت داده شد که دارای بار موافق برای جذب باکتری گرم منفی است

---

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.

---

مواد هومیکی مهم‌ترین بخش آلی خاک را تشکیل می‌دهند و دارای توانایی جذب فلزات می‌باشند. به‌منظور بررسی تأثیر اسید‌هومیک بر رفتار جذب و واجذب روی، آزمایشی به‌صورت پیمانه‌ای B‏atch))برروی دو نوع خاک با درصدهای رس و آهک مختلف با سه سطح اسید‌هومیک (صفر، 200، 500 میلی‌گرم بر لیتر) و 12 سری غلظتی روی (0 تا450 میلی‌گرم بر لیتر) در قدرت یونی ثابت 05/0 مولار NaCl انجام شد. برای تعیین واجذب روی از DTPA 005/0 مولار استفاده شد. داده‌های جذب برروی معادلات لانگ‌مویر، فروندلیچ و تمکین برازش داده شدند و به‌طور نسبی معادله فروندلیچ برازش بهتری با داده‌های جذب نشان داد (98/0-86/0=2R).‌ نتایج نشان داد کاربرد اسید‌هومیک باعث افزایش میزان جذب و واجذب روی در هر دو نمونه خاک می‌گردد. به‌طوری‌که کاربرد اسید‌هومیک (500 میلی‌گرم بر لیتر) حداکثر جذب تک‌لایه‌ای لانگ‌مویر (qmax) را 8 الی 21 درصد و ظرفیت جذب فروندلیچ (Kf) را 73 الی 95 درصد افزایش داد. همچنین همه پارامترهای جذب شامل انرژی جذب لانگ‌مویر (KL) و فاکتور شدت جذب فروندلیچ (n) و ضرایب تمکین (A، KT) با کاربرد اسید‌هومیک افزایش یافتند. مقادیر پارامترهای جذب در خاک 1S (با مقادیر رس و کربنات کلسیم پایین) کمتراز خاک 2S (با مقادیر رس و کربنات کلسیم بالا) به‌دست آمد. با افزودن اسید‌هومیک (‌500 میلی‌گرم بر لیتر) میزان واجذب روی (Zn-DTPA) در خاک 1S از 513 به 711 میلی‌گرم بر‌ کیلوگرم و در خاک 2S از 499 به 609 میلی‌گرم بر‌کیلوگرم افزایش یافت.

---

مطالعه جذب و واجذب فلورید در توصیف حرکت آن در خاک ضروری است. این پژوهش در خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان (دو عمق صفر تا30 و 30 تا 60 سانتی‌متری) انجام شد. برای تعیین میزان جذب فلوراید از غلظت‌های صفر، 5/2، 5، 10، 25، 50 و 100 میلی‌گرم فلورید بر لیتر (با استفاده از نمک فلورید سدیم) استفاده شد. برای اندازه‌گیری مقدار واجذب فلوراید نیز از محلول کلرید سدیم 03/0 مولار استفاده شد. براساس معیارهای ²R و SEE، مدل‌های لانگمویر و فروندلیچ جذب فلورید را در خاک به‌خوبی توصیف کردند. ضریب n مدل فروندلیچ برای دو عمق به‌ترتیب 57/0 و 55/0 و ثابت K_F به‌ترتیب )¹  (mg^(1-n) Lⁿ g^- 026/0و 025/0 به‌دست آمد. بیشینه ظرفیت جذب خاک (q_max) برای فلورید براساس مدل لانگمویر¹mg g^- 4/0 و 35/0 به‌ترتیب در عمق اول و دوم تعیین شد. مدل فروندلیچ، واجذب فلورید از خاک را نیز به‌خوبی توصیف نمود. مقادیر ثابت K_F و n هم‌دماهای واجذب برای هر دو عمق خاک بیشتر از مقادیر متناظر هم‌دماهای جذب بودند. همچنینK_sorb  کوچک‌تر از K_desorb  بود که نشانه پسماند مثبت بود. میانگین فلورید واجذب شده از خاک بعد از دو مرحله واجذب در غلظت‌های مختلف حدود 28 درصد بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده جذب فلورید توسط خاک مورد مطالعه برگشت‌پذیر بود.