Skip to main content
SUPERVISOR
Farshid Noorbakhsh,Mehran Shirvani
فرشید نوربخش (استاد مشاور) مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sherkat
زهرا شرکت

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Equilibrium and kinetic studies on lead sorption by palygorskite and sepiolite in the presence of histidine and cysteine amino acids
Fate of heavy metals entered the soils is primarily controlled by interfacial reactions of the metals occurred on soil mineral surfaces. Soil is a complex environment containing various minerals and organic substances each of which can react differently with heavy metal ions. Therefore, it is a common approach to examine the interactions of metals with individual soil constituents in model systems for better understanding the role of every soil component in mobility and fate of metals in the environment. Free amino acids (FAA) are among the soluble low-molecular weight organic compounds. Amino acids can be obtained from a variety of sources such as wet and dry deposition, root exudates, dead roots and microbial and animal secretions. These organic compounds affect the mobility and sorption of heavy metals in soil. The e?ect of cysteine ??and histidine on the sorption of lead by palygorskite and sepiolite was investigated in a laboratory experiment. Sorption data were obtained at 0.01 M CaCl 2 and 0.5-2 mmol L -1 for lead in the presence of 1 mmol L -1 cysteine ??and histidine and described using Freundlich, Langmuir, Koble–Corrigan and Temkin models. The Freundlich and Koble–Corrigan models provided good fits for all sorption sets. Sorption of Pb by sepiolite and palygorskite was decreased in the presence of cysteine probably because of the formation of soluble complexes of Pb–cysteine in the solution. The complexes are stable and neutral-charged. Histidine effect was different for the two minerals. Sorption of Pb by palygorskite increased but that by sepiolite decreased in the presence of histidine. In the sepiolite-histidine system, very stable soluble ML 2 H + complex is the predominant form of Pb in solution. Formation of these complexes between lead and histidine may reduce the amount of lead absorbed by the sepiolite. In the palygorskite-histidine system, Pb mostly presents as ML 2 H 2 +2 and ML 2 H 3 +3 complexes which have a great desire to electrostatically sorbed by palygorskite. There is also a possibility of ternary surface complexes formation in this system. As a result, Pb sorption by palygorskite was increased in the presence of histidine. Sorption kinetics of Pb on both minerals was best ?tted to the power function equation both in the absence and presence of the cysteine and histidine. Rate of Pb sorption on sepiolite mainly decreased in the presence of cysteine and histidine. But in case of palygorskite, Pb sorption rate was decreased in the presence of cystein and increased in the presence of the histidine confirming the results of equilibrium studies. Keywords: sorption, amino acids, fibrous clay minerals, isotherm, ternary surface complexes.
سرنوشت فلزات سنگین وارد شده به خاک اصولاً به وسیله واکنش های سطحی بین فلز و کانی کنترل می شود. خاک یک سیستم طبیعی پیچیده است و شامل کانی های مختلف و ترکیبات آلی می باشد که هرکدام می توانند واکنش های متفاوتی با فلزات سنگین انجام دهند. بنابراین بررسی برهم کنش هر یک از اجزای سازنده خاک با فلزات سنگین در سیستم های مدل یک روش معمول برای درک بهتر نقش هریک از اجزای خاک در تحرک و سرنوشت فلزات سنگین در محیط زیست است. آمینواسیدهای آزاد از جمله ترکیبات آلی محلول با وزن مولکولی کم هستند. آمینواسیدها از منابع مختلفی مانند فرونشست تر وخشک، ترشحات ریشه، تجزیه بقایای آلی و ترشحات حیوانی و میکروبی وارد خاک می شوند. این ترکیبات آلی بر تحرک و جذب فلزات سنگین در خاک تأثیر می گذارند. در این تحقیق تأثیر هیستیدین و سیستئین بر جذب سرب به وسیله پالیگورسکیت و سپیولیت به عنوان کانی های مهم مناطق خشک و نیمه خشک در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. داده های جذب تعادلی در محلول زمینه 01/0 میلی مولار کلرید کلسیم و غلظت سرب 5/0 تا 2 میلی مولار در حضور یک میلی مول بر لیتر سیستئین و هیستیدین به دست آمد. داده ها با استفاده از مدل های فرندلیخ، لانگمویر، کوبله کوریگان و تمکین برازش شدند. مدل های فرندلیخ و کوبله کوریگان برازش خوبی را برای کلیه داده ها نشان دادند. جذب سرب به وسیله سپیولیت و پالیگورسکیت در حضور سیستئین کاهش یافت. دلیل این کاهش می تواند تشکیل کمپلکس های محلول پایدار و خنثی سیستئین- سرب باشد. تأثیر هیستیدین بر جذب سرب به وسیله دو کانی متفاوت بود. هیستیدین جذب سرب به وسیله پالیگورسکیت را افزایش اما جذب سرب به وسیله سپیولیت را کاهش داد. سیستم پالیگورسکیت- هیستیدین دارای 6-5 = pH و سیستم سپیولیت- هیستیدین 7-6 = pH بود. در سیستم سپیولیت- هیستیدین، کمپلکس های هیستیدین- سرب بیشتر به صورت ML 2 H + تشکیل شدند. تشکیل این کمپلکس ها مقدار سرب جذب شده به وسیله سپیولیت را کاهش داد. در سیستم پالیگورسکیت- هیستیدین- سرب، کمپلکس های هیستیدین، بیشتر به صورت ML 2 H 2 +2 وML 2 H 3 +3 تشکیل شدند که تمایل بیشتری به جذب الکتروستاتیک به وسیله سطح رس داشتند. همچنین امکان تشکیل کمپلکس سطحی سه گانه بین هیستیدین و سرب در سطح پالیگورسکیت وجود دارد. سپیولیت با وجود ظرفیت تبادلی کمتر در شرایط شیمیایی مشابه مقادیر بیشتری از سرب را نسبت به پالیگورسکیت جذب نمود. سینتیک جذب سرب به وسیله هر دوکانی در حضور و غیاب هیستیدین و سیستئین با مدل تابع توانی بهترین برازش را نشان داد. در سیستم سپیولیت سرعت جذب سرب در حضور هیستیدین و سیستئین کاهش پیدا کرد اما در سیستم پالیگورسکیت سرعت جذب سرب در حضور هیستیدین افزایش یافت. کلمات کلیدی: جذب، آمینواسید، کانی های سیلیکاته رشته ای، هم دماهای جذب، کمپلکس سطحی سه گانه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی