دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها682
تعداد مقالات7,081
تعداد مشاهده مقاله10,985,779
تعداد دریافت فایل اصل مقاله10,056,576
حسینی, مرضیه, ادهمی, ابراهیم, میرزایی قره لر, محمدرضا, اولیایی, حمیدرضا. (1405). تغییرات شکل‌های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی. , 15(4), 151-168. doi: 10.22069/ejsms.2026.23421.2186
مرضیه حسینی; ابراهیم ادهمی; محمدرضا میرزایی قره لر; حمیدرضا اولیایی. "تغییرات شکل‌های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی". , 15, 4, 1405, 151-168. doi: 10.22069/ejsms.2026.23421.2186
حسینی, مرضیه, ادهمی, ابراهیم, میرزایی قره لر, محمدرضا, اولیایی, حمیدرضا. (1405). 'تغییرات شکل‌های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی', , 15(4), pp. 151-168. doi: 10.22069/ejsms.2026.23421.2186
حسینی, مرضیه, ادهمی, ابراهیم, میرزایی قره لر, محمدرضا, اولیایی, حمیدرضا. تغییرات شکل‌های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی. , 1405; 15(4): 151-168. doi: 10.22069/ejsms.2026.23421.2186

تغییرات شکل‌های کادمیم تحت تاثیر زمان و مقدار کادمیم افزوده شده در تعدادی نمونه خاک آهکی

مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 15، شماره 4، فروردین 1405، صفحه 151-168    اصل مقاله (853.76 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2026.23421.2186
نویسندگان
مرضیه حسینی1؛ ابراهیم ادهمی* 2؛ محمدرضا میرزایی قره لر3؛ حمیدرضا اولیایی4
1دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
2دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.
3استادیار، گروه علوم و مهندسی طبیعت- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه یاسوج
4دانشیار ، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج
چکیده
سابقه و هدف: طبقه‌بندی کادمیم به عنوان یکی از مواد سرطان‌زای گروه یک و جایگاه آن در میان سمی‌ترین فلزات، ضرورت درک و کاهش اثرات آن در اکوسیستم‌های کشاورزی و طبیعی را برجسته می‌کند. کادمیم خاک در شکل‌های محلول، تبادلی، کربناتی، همراه با اکسیدهای آهن و منگنز و در ساختار کانی‌های خاک وجود دارد که نقش مهمی در تحرک، زیست فراهمی و سمیت بالقوه کادمیم ایفا می‌کنند. درک توزیع و رفتار شکل‌های کادمیم برای مدیریت آن در محیط زیست، و راهکارهای اصلاحی برای کاهش قابلیت جذب آن و حفاظت از سیستم‌های تولید غذا ضروری است. مطالعه حاضر برای بررسی تغییر شکل‌های کادمیم در اثر افزودن آن به چند نمونه خاک آهکی در طی زمان انجام شد.
مواد و روش‌ها: آزمایش بصورت طرح فاکتوریل 2 عاملی با 13 نمونه خاک و دو سطح کادمیم (5/12 و 25 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) با دو تکرار در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تعداد کل نمونه ها، 52 نمونه بود. خاک‌ها با مقادیر 5/12 و 25 میلی گرم کادمیم در کیلوگرم در دو تکرار آلوده شدند و در دمای آزمایشگاه و رطوبت 20 درصد وزنی خوابانده شدند. در زمان‌های 40 و 90 روز، یک نمونه مرطوب حدود 2 گرم برداشته شد و جرم آن براساس رطوبت جرمی اصلاح شد. عصاره‌گیری متوالی با (F1 آب مقطر (شکل محلول)، F2) استات آمونیوم یک مولار خنثی (شکل تبادلی)، F3) استات آمونیوم یک مولار با پ‌هاش 5 (شکل کربناتی)؛ F4) 04/0 مولار هیدروکسیل آمین هیدروکلرید در 25 درصد حجمی اسید استیک با پ‌هاش 3 (شکل همراه با اکسیدهای آهن و منگنز)؛ F5) پراکسید هیدروژن %30 پ‌هاش 2 بهمراه 5 میلی‌لیتر استات آمونیوم 3/0 مولار در 20 درصد حجمی اسید نیتریک (شکل متصل به ماده آلی)؛ و F6) اسید نیتریک 7 مولار (شکل باقیمانده) انجام و غلظت کادمیم عصاره‌ها با دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شدند.
یافته‌ها: کادمیم افزوده شده به خاک عمدتا در شکل‌های تبادلی، کربناتی و همراه با اکسیدهای آهن و منگنز بازیابی شد. مجموع شکل‌های تبادلی، کربناتی و همراه با اکسیدهای آهن و منگنز بیشتر از 90 درصد از کادمیم افزوده شده به خاک را تشکیل دادند. در روز 40 انکوباسیون در سطوح 5/12 و 25 میلی‌گرم کادمیم، میانگین کادمیم تبادلی به‌ترتیب 41/2 و 68/5 میلی‌گرم در کیلوگرم معادل با 19 و 23 درصد از کادمیم مصرفی بود. بخش زیادی از کادمیم افزوده شده به خاک در هر دو زمان مورد مطالعه در شکل کربناتی بازیابی شد. میانگین کادمیم کربناتی در سطوح 5/12 و 25 میلی گرم در کیلوگرم در روز40 به‌ترتیب 15/7 و 65/14 میلی گرم در کیلوگرم بود. در هر دو سطح کادمیم مصرفی، تقریبا 58 درصد از کادمیم مصرفی در روز 40 انکوباسیون به‌شکل کربناتی بازیابی شد که در روز 90 تقریباً به 40 درصد کاهش یافت. میانگین کادمیم همراه با اکسیدهای آهن و منگنز در روز 40، بترتیب 98/0 و 3/3 میلی‌گرم در کیلوگرم به ترتیب در سطح 5/12 و 25 کادمیم بود که نشان می‌دهد بصورت میانگین 8 و 13 درصد از کادمیم افزوده شده در شکل همراه با اکسیدهای آهن و منگنز در روز 40 بازیابی شد. در روز 90، بصورت میانگین این شکل به 98/2 و 68/6 میلی‌گرم در کیلوگرم افزایش یافت که به ترتیب برابر با 24 و 27 درصد از کادمیم مصرفی در سطوح 5/12 و 25 کادمیم بود.
نتیجه‌گیری: در مطالعه‌ی حاضر پویایی کادمیم در خاک‌های مورد مطالعه زیاد و توانایی خاک در تثبیت آن علی‌رغم ماهیت آهکی خاک‌ها، کم بود. به نظر می‌رسد ظرفیت تبادل کاتیونی و ماده آلی از جمله خصوصیات خاک هستند که می‌توانند بر تبدیل شکل‌های کادمیم اثر گذاشته و با افزایش این دو خصوصیت، پویایی کادمیم در خاک تا حدودی کاهش یابد.
کلیدواژه‌ها
کادمیم؛ شکل تبادلی؛ شکل کربناتی؛ خاکهای آهکی
مراجع
  • Guo, G. L., Zhou, Q. X., Koval, P. V., & Belogolova, G. A. (2006). Speciation distribution of Cd, Pb, Cu, and Zn in contaminated Phaeozem in north-east China using single and sequential extraction procedures. Soil Research, 44, 135-142. doi: 10.1071/SR05093.
  • Khan, Z., Elahi, A., Bukhari, D. A., & Rehman, A. (2022). Cadmium sources, toxicity, resistance and removal by microorganisms-A potential strategy for cadmium eradication. Journal of Saudi Chemical Society, 26, 101569. doi: 10.1016/j.jscs.2022.101569.
  • Alloway, B. J. (1990). Heavy metals in soils. Blackie, Glasgow and London.
  • Nordberg, G. F., Bernard, A., Diamond, G. L., Duffus, J. H., Illing, P., Nordberg, M., Bergdahl, A., Jin, T & Skerfving, S. (2018). Risk assessment of effects of cadmium on human health (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 90, 755-808. doi: 10.1515/pac-2016-0910.
  • Faroon, O., Ashizawa, A., Wright, S., Tucker, P., Jenkins, K., Ingerman, L., & Rudisill, C. (2013). Toxicological profile for cadmium.
  • Bussian, B. M., Eugenio, N. R., Wilson, S. C., Ceci, A., Parelho, C., Semenov, D., & Yahyaabadi, M. (2021). Main soil contaminants and their fate in the soil environment. In Global assessment of soil pollution: Report. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
  • Rajaie, M., Karimian, N., Maftoun, M., Yasrebi, J., & Assad, M. T. (2006). Chemical forms of cadmium in two calcareous soil textural classes as affected by application of cadmium-enriched compost and incubation time. Geoderma, 136, 533-541. doi: 10.1016/j.geoderma.2006.04.007
  • Jalali, M., & Khanlari, Z. V. (2008). Effect of aging process on the fractionation of heavy metals in some calcareous soils of Iran. Geoderma, 143, 26-40. doi: 10.1016/j.geoderma.2007.10.002
  • Kashem, M. A., Singh, B. R., Kondo, T., Imamul Huq, S. M., & Kawai, S. (2007). Comparison of extractability of Cd, Cu, Pb and Zn with sequential extraction in contaminated and non-contaminated soils. International Journal of Environmental Science & Technology, 4, 169-176. doi: 10.1007/BF03326270
  1. Lu, A., Zhang, S., & Shan, X. Q. (2005). Time effect on the fractionation of heavy metals in soils. Geoderma, 125, 225-234. doi: 10.1016/j.geoderma.2004.08.002
  2. Renella, G., Adamo, P., Bianco, M. R., Landi, L., Violante, P., & Nannipieri, P. (2004). Availability and speciation of cadmium added to a calcareous soil under various managements. European Journal of Soil Science, 55, 123-133. doi: 10.1046/j.1365-2389.2003.00586.x
  3. Khanmirzaei, A., Bazargan, K., Moezzi, A., & Shahbazi, K. (2013). Chemical forms of soil cadmium and its concentration in wheat grain in some calcareous soils of Khuzestan Province. Iranian Journal of Soil Research, 26, 347-357. doi: 20.1001.1.22287124.1391.26.4.4.7 [In Persian]
  4. Rajaie, M., and Karimian, N. (2007). Effect of incubation time and application rate of cadmium on its chemical forms in two soil textural classes. Sciences and Technologies of Agriculture and Natural Resources, 11, 97-109. doi: ‎1001.1.22518517.1386.11.1.8.5 [In Persian]
  5. Gee, G. W., & Bauder, J. W. (1986). Particle‐size analysis. Methods of soil analysis: Part 1 Physical and mineralogical methods, 5, 383-411.
  6. Bower, C. A., Reitemeier, R. F., & Fireman, M. (1952). Exchangeable cation analysis of saline and alkali soils. Soil science, 73, 251-262.
  7. Loeppert, R. H., & Suarez, D. L. (1996). Carbonate and gypsum. Methods of soil analysis: Part 3 chemical methods, 437-474.
  8. Nelson, D. W., & Sommers, L. E. (1996). Total carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of soil analysis: Part 3 Chemical methods, 961-1010.
  9. Kashem, A., & Singh, B. R. (2001). Solid Phase Speciation of Cd, Ni, and Zn in Contaminated and Noncontaminated Tropical Soils. In Trace elements in soil (pp. 229-244). CRC press.
  10. Antoniadis, V., & Alloway, B. J. (2002). The role of dissolved organic carbon in the mobility of Cd, Ni and Zn in sewage sludge-amended soils. Environmental pollution, 117, 515-521. doi:        ‎1016/s0269-7491(01)00172-5.
  11. Ravanbakhsh, M. H., Fotovat, A., & Haghnia, G. H. (2011). Effect of sewage sludge, clay content and time on the fractionation of nickel and cadmium in selected calcareous soils. Water and Soil, 25, 446-458. [In persian]
  12. Honma, T., Ohba, H., Makino, T., & Ohyama, T. (2015). Relationship between cadmium fractions obtained by sequential extraction of soil and the soil properties in contaminated and uncontaminated paddy soils. Journal of Chemistry, 2015, 714680.
  13. McGrath, S. P., & Cegarra, J. (1992). Chemical extractability of heavy metals during and after long‐term applications of sewage sludge to soil. Journal of Soil Science, 43, 313-321. doi: 10.1111/j.1365-2389.1992.tb00139.x.
  14. Tejada, M. (2009). Application of different organic wastes in a soil polluted by cadmium: Effects on soil biological properties. Geoderma, 153, 254-268. doi: ‎1016/J.GEODERMA.2009.08.009.
  15. Soon, Y. K. (1981). Solubility and sorption of cadmium in soils amended with sewage sludge. Journal of Soil Science, 32, 85-95. doi: 10.1111/j.1365-2389.1981.tb01688.x.
  16. Sposito, G., Lund, L. J., & Chang, A. C. (1982). Trace metal chemistry in arid‐zone field soils amended with sewage sludge: I. Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb in solid phases. Soil Science Society of America Journal, 46, 260-264. doi: ‎2136/sssaj1982.03615995004600020009x.
  17. Kashem, M. A., Singh, B. R., Huq, S. I., & Kawai, S. (2011). Fractionation and mobility of cadmium, lead and zinc in some contaminated and non-contaminated soils of Japan. Journal of Soil Science and Environmental Management, 3, 241-249. doi: 241–249.
  18. Chlopecka, A. (1996). Assessment of form of Cd, Zn and Pb in contaminated calcareous and gleyed soils in Southwest Poland. Science of the Total Environment, 188, 253-262. doi: 10.1016/0048-9697(96)05182-0.
  19. Christensen, T. H. (1984). Cadmium soil sorption at low concentrations: I. Effect of time, cadmium load, pH, and calcium. Water, air, and soil pollution, 21, 105-114. doi: 10.1007/BF00163616.
  20. Ge, Y., Murray, P., & Hendershot, W. H. (2000). Trace metal speciation and bioavailability in urban soils. Environmental pollution, 107, 137-144. doi: 10.1016/s0269-7491(99)00119-0.
  21. Khanmirzaei, A., Bazargan, K., Amir Moezzi, A., Richards, B. K., & Shahbazi, K. (2013). Single and sequential extraction of cadmium in some highly calcareous soils of southwestern Iran. Journal of soil science and plant nutrition, 13, 153-164. doi: ‎4067/S0718-95162013005000014.
  22. Ma, Y. B., & Uren, N. C. (1998). Transformations of heavy metals added to soil—application of a new sequential extraction procedure. Geoderma, 84, 157-168. ‎ doi: 10.1016/S0016-7061(97)00126-2.
  23. Li, S., Chen, S., Wang, M., Lei, X., Zheng, H., Sun, X., Wang, L., & Han, Y. (2020). Iron fractions responsible for the variation of Cd bioavailability in paddy soil under variable pe+ pH conditions. Chemosphere, 251, 126355. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126355.
  24. Lin, J., Sun, M., Su, B., Owens, G., & Chen, Z. (2019). Immobilization of cadmium in polluted soils by phytogenic iron oxide nanoparticles. Science of the Total Environment, 659, 491-498.
  25. Li, Z., Huang, B., Huang, J., Chen, G., Zhang, C., Nie, X., Luo, N., Yao, H., Ma, W., & Zeng, G. (2015). Influence of removal of organic matter and iron and manganese oxides on cadmium adsorption by red paddy soil aggregates. Rsc Advances, 5, 90588-90595. doi: 1039/c5ra16501f.
  26. Qin, Y., Groenenberg, J. E., Viala, Y., Alves, S., & Comans, R. N. (2024). Optimizing multi-surface modelling of available cadmium as measured in soil pore water and salt extracts of soils amended with compost and lime: The role of organic matter and reactive metal. Science of the Total Environment, 957, 177769.doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.177769
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 178
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 177


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب