Comparison of Cadmium Adsorption Behavior in Selected Calcareous and Acid Soils

Document Type: Full Article

Authors

Department of Soil Science, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

Abstract

Cadmium (Cd) concentration in soil solution and its bioavailability is controlled by sorption-desorption reactions. The objective of this research was to compare Cd adsorption behavior in six calcareous and four acid soils. Soil samples were equilibrated with 0.01 M Ca(NO3)2 containing 25 to 3200 mg Cd L−1. Results showed that the tendency for adsorption was high at low Cd concentrations (0-400 mg L-1), but decreased as the Cd increased (400-3200 mg L-1). Among five equations evaluated, Freundlich, Langmuir, and Gunary equations best described Cd adsorption in both calcareous and acid soils as indicated by high values for coefficient of determination (R2) and low values for standard error of estimate (SE). Stepwise regression equations between constants of the best-fitted models and soil properties revealed that cation exchange capacity (CEC) and clay content were the most important soil properties affecting Cd adsorption behavior in calcareous soils, whereas in acid soils Cd adsorption was mainly affected by soil pH. Constants of the best fitted models showed good correlations with pH, clay, and calcium carbonate equivalent (CCE) in combined calcareous and acid soils. Our tentative conclusion is that higher pH in calcareous soils resulted in greater negative exchange sites available for Cd sorption, therefore Cd adsorption in these soils is greater compared to that of acid soils.

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

مقایسه جذب سطحی کادمیم در برخی خاک های آهکی و اسیدی

Authors [Persian]

  • صدیقه صفرزاده شیرازی
  • عبدالمجید رونقی
  • نجفعلی کریمیان
بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، جمهوری اسلامی ایران
Abstract [Persian]

غلظت کادمیم در محلول خاک و قابلیت استفاده زیستی آن بوسیله  واکنش های جذب و واجذبی کنترل می شود. هدف از تحقیق حاضر مقایسه جذب سطحی کادمیم در ۶ خاک آهکی و ٤ خاک اسیدی بود. نمونه های خاک با محلول ۰۱/۰ مولار  Ca(NO3)2 که حاوی ۲۵ تا ۳۲۰۰ میلی گرم کادمیم در لیتر بود، به تعادل رسیدند. نتایج نشان داد که تمایل برای جذب سطحی در غلظت های پایین کادمیم (۰ تا ٤۰۰ میلی گرم در لیتر) زیاد بوده، اما با افزایش غلظت کادمیم (٤۰۰ تا ۳۲۰۰ میلی گرم در لیتر) کاهش می یابد. در بین ۵ معادله ارزیابی شده، معادله های فروندلیچ، لانگ مویر، و گوناری به دلیل ضریب تبیین (R2) بالا و خطای استاندارد پایین (SE) جذب سطحی کادمیم را در خاک های اسیدی و آهکی بهتر توصیف کردند. معادله های رگرسیونی گام به گام بین ضرایب بهترین مدل های برازش داده شده و ویژگی های خاک نشان داد که ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) و مقدار رس جزو مهمترین ویژگی های خاک هستند که بر جذب سطحی کادمیم در خاک های آهکی اثر دارند، در حالیکه در خاک های اسیدی، جذب سطحی کادمیم عمدتا تحت تاثیر پ- هاش خاک قرار گرفت. هنگامی که هر دو دسته خاک با هم در نظر گرفته شد، ضرایب ثابت بهترین مدل های برازش داده شده با         پ- هاش، رس، و کربنات کلسیم معادل (CCE) همبستگی خوبی نشان داد. نتایج اولیه نشان داد که پ- هاش بالاتر در خاک های آهکی مکان های تبادلی منفی بیشتری برای جذب سطحی کادمیم در دسترس قرار می دهند،  بنابراین جذب سطحی کادمیم در این  خاک ها  نسبت به خاک های اسیدی بیشتر می باشد.

Keywords [Persian]

  • خاک های آهکی و اسیدی
  • کادمیم
  • معادله های جذب
  • ویژگی های خاک