Skip to main content
SUPERVISOR
مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد راهنما) مژگان سپهری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Soleyman Modarresi
سلیمان مدرسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Stabilization of Petroleum Hydrocarbons in Soil with Growing Corn Using Activated Carbon and Natural and Modified Bentonite
Because of industrial and urban development, many hazardous organic substances are discharged into the environment. Environmental pollution due to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) is one of the current environmental concerns. Presence of petroleum hydrocarbons (PHCs) in soils is not only an adverse factor for human health, but also a negative impetus for plant growth. Several studies showed that PAHs can effect plant growth. Many factors, like the initial soil PAH concentration, microbial population, soil physical and chemical properties and physiological characteristics affect plant growth under polluted conditions. Since excavation of contaminated soil is an expensive process, the in situ stabilization of organic pollutants in soils has received increasing attention in recent years. Adsorption of pollutants on suitable amendments is a mechanism that can control the adverse effects of hydrocarbons on plant growth. Soil amendment with some adsorbents such as natural clays, modified clays and activated carbon is a promising technique for the remediation of soils contaminated by hydrocarbons. In this study, the use of low-cost and environmental freindly amendments in association with plant inoculated with P. indica have been investigated for remediation of a hydrocarbon-contaminated soil. Sampling was done from hydrocarbon polluted soil from Bakhtiar Dasht, Isfahan, Iran. Three soil amendments (natural bentonite, cationic surfactant modified bentonite and activated carbon) were applied at 40 and 80g/kg to the polluted soil and incubated for 50 and 90 days. After incubation for 50 days, the hydrocarbon concentrations were gravimetrically determined and corn was grown in pots containing the untreated and amended soils. The plant yield was determined after 1.5 months growth. In order to define the effect of plants on hydrocarbon remediation, the hydrocarbon concentrations were gravimetrically determined after plant harvesting. The results showed that application of soil amendments significantly decreased the amount of hydrocarbons in the soil in both doses (40 and 80 g/kg soil) for all amendments. Natural bentonite, modified bentonite and activated carbon adsorbed as much as 7860, 3630 and 16260 mg/kg of hydrocarbons in the polluted soil after incubation for 50 days at 80 g/kg adsorbent dose, respectively. Activated carbon indicated the most reducing effect on pollutant concentrations. All amendments applied at 40 g/kg soil were as effective as the amendments applied at 80g/kg soil. The significant decrease of hydrocarbon concentrations can represent the sorption of hydrocarbons onto the amendments added. The effect of applied amendments on reducing hydrocarbon amounts in soil were also confirmed by corn yield. A significant increment in plant’s yield was observed for the amended soils. Plants yield was increased in all adsorbnet-treated soils as compared to the untreated soil. Also, with increasing duration of incubation time, hydrocarbon remediation significantly increased. Remediation of hydrocarbon in activated carbon, natural bentonite and modified bentonite amended soils increased with increasing of incubation time by 17, 130 and 207%, respectively. Plant inoculated with P. indica didn’t show any effect on hydrocarbon remediation but increased plant yield. These findings can be considered encouraging for the use of this amendments especially natural bentonite and activated carbon as sorbents for the hydrocarbons removal from contaminated soils. Key words Hydrocarbons, Bentonite, Modifies bentonite, Activated carbon, Inoculation, Sorption
آلاینده های آلی و معدنی که از طریق فعالیت های صنایع تولید می شوند، می توانند مشکلات جدی را برای محیط زیست به وجود آورند. آلودگی محیط زیست در نتیجه ورود هیدروکربن های نفتی از جمله نگرانی های اخیر جوامع بشری مخصوصا کشورهای تولید و مصرف کننده مواد نفتی است. گرچه نفت یکی از ترکیبات اصلی جوامع صنعتی مدرن است، اما استخراج، انتقال و استفاده از ترکیبات نفتی، خطرات زیست محیطی غیر قابل انتظاری را به دنبال دارد. تیمار خاک با جاذب هایی همچون رس های طبیعی، رس های اصلاح شده و کربن فعال روش موثری در پایش خاک های آلوده به هیدروکربن های نفتی است. در این مطالعه، استفاده از جاذب های ارزان قیمت و مناسب برای محیط زیست و همچنین گیاه تلقیح شده با قارچ P.indica جهت آلودگی زدایی هیدروکربن های نفتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از خاک آلوده به هیدروکربن های نفتی از منطقه بختیار دشت اصفهان نمونه برداری انجام گرفت. سه نوع اصلاح کننده بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال در مقادیر 40 و 80 گرم بر کیلوگرم با خاک آلوده به مدت 50 و 90 روز انکوباسیون شدند و پس از انکوباسیون، غلظت هیدروکربن های باقیمانده در خاک آلوده تعیین گردید. به منظور بررسی اثر استفاده از اصلاح کننده بر کاهش آلودگی و همچنین رشد گیاه، پس از 50 روز انکوباسیون، در خاک مورد مطالعه گیاه ذرت کشت شد. برداشت گیاهان 5/1 ماه پس از کشت انجام گرفت. همچنین به منظور بررسی تاثیر استفاده از اصلاح کننده ها بر توانایی گیاه در حذف آلاینده های نفتی، غلظت هیدروکربن های نفتی تحت تیمار اصلاح کننده و گیاه با تلقیح و بدون تلقیح قارچ تعیین شد. نتایج نشان داد به کارگیری اصلاح کننده ها در هر دو مقدار 40 و 80 گرم بر کیلوگرم خاک به طور معنی داری مقدار هیدروکربن های نفتی قابل عصاره گیری خاک را کاهش می دهد. کاربرد بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال به مقدار 80 گرم بر کیلوگرم خاک توانست به ترتیب 7860، 3630 و 16260 میلی گرم بر کیلوگرم از هیدروکربن های نفتی موجود در خاک آلوده را پس از 50 روز انکوباسیون جذب کند. تاثیر کربن فعال بر حذف آلاینده های نفتی نسیت به سایر تیمارها بیشتر بود. کاربرد هر سه اصلاح کننده به مقدار 40 گرم بر کیلوگرم خاک آلوده به اندازه کاربرد در 80 گرم بر کیلوگرم موثر بود. کاهش معنی دار غلظت هیدروکربن ها تحت تاثیر این تیمارها می تواند ناشی از جذب آلاینده ها توسط این مواد اصلاح کننده باشد. تاثیر اصلاح کننده های مورد استفاده بر کاهش آلاینده های نفتی با تعیین مقدار عملکرد گیاه ذرت تایید شد. بدین صورت که با کاربرد هر سه نوع اصلاح کننده، عملکرد گیاه ذرت افزایش یافت. همچنین با افزایش زمان انکوباسیون، مقدار کاهش قابلیت عصاره گیری آلاینده های نفتی با به کارگیری اصلاح کننده ها به طور معنی داری افزایش یافت. پایش آلاینده های نفتی از خاک تیمار شده با بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده و کربن فعال به ترتیب با افزایش زمان انکوباسیون از 50 روز به 90 روز، 17، 130 و 207 درصد افزایش یافت. تلقیح گیاه با قارچ P.indica باعث افزایش معنی دار عملکرد گیاه کشت شده در خاک آلوده شد ولی تاثیری بر کاهش غلظت آلاینده ها نداشت. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از جاذب هایی همچون بنتونیت طبیعی و کربن فعال می تواند روش مناسبی در کاهش هیدروکربن ها در خاک های آلوده باشد. کلمات کلیدی: هیدروکربن های نفتی، بنتونیت طبیعی، بنتونیت اصلاح شده، کربن فعال، تلقیح و تثبیت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی