جذب سطحي بور به وسيله کاني بيوتيت: اثر pH، قدرت يوني و ماهيت محلول زمينه

سابقه و هدف: بور يکي از عناصر ضروري براي رشد گياه مي باشد. غلظت بور در آب آبياري و در خاک نقش مهمي بر خصوصيات کمي و کيفي گياه دارد. دامنه بين کمبود و سميت اين عنصر در گياهان نسبت به عناصر غذايي ديگر، بسيار نزديک به هم است. اگر غلظت بور در گياه کمي بيش تر از حد مورد نياز گياه باشد، علايم سميت آن در گياه ظاهر مي شود. مطالعه عوامل موثر بر جذب سطحي بور توسط کاني هاي متداول در خاک هاي مناطق خشک و نيمه خشک مي تواند در اصلاح و مديريت خاک هاي مبتلا به سميت بور داراي اهميت باشد. هدف از اين پژوهش بررسي عوامل موثر بر رفتار جذبي بور توسط کاني بيوتيت بود.
مواد و روش ها: جذب سطحي بور توسط کاني بيوتيت در محدوده ph=6.5-9، در دو سطح غلظت 5 و 15 ميلي گرم بر ليتر بور بررسي شد. به منظور بررسي اثر نوع کاتيون و قدرت يوني محلول زمينه بر جذب سطحي بور از الکتروليت هاي Mg(NO₃)₂، Ca(NO₃)₂ و NaNO₃ در سه غلظت (0.03، 0.09 و 0.18 مولار) استفاده شد. هم دماهاي جذب سطحي در دامنه غلظت 1 تا 15 ميلي گرم بر ليتر بور و با استفاده از آزمايش هاي تعادلي 24 ساعته رسم شدند. به منظور تفسير نتايج جذب سطحي بور توسط کاني، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR)، قبل و بعد از جذب سطحي بور توسط کاني و گونه بندي بور در محلول هاي تعادلي به وسيله برنامه Visual MINTEQ انجام گرديد.
يافته ها: نتايج اين پژوهش نشان داد اثر PH بر ميزان بور جذب سطحي شده به غلظت اوليه بور بستگي داشت. مقدار جذب سطحي بور با افزايش PH افزايش يافت. ميزان جذب سطحي بور به وسيله اين کاني با افزايش قدرت يوني افزايش يافت. با افزايش قدرت يوني محلول از 0.03 مولار به 0.18 مولار، مقدار بور جذب سطحي شده از 1.28 ميلي مول بر کيلوگرم به 2.64 ميلي مول بر کيلوگرم افزايش يافت. در تمامي سطوح غلظت کاتيون، مقدار بور جذب سطحي شده در حضور کلسيم و منيزيم بيش تر از سديم بود. اين موضوع ممکن است به دليل تشکيل کمپلکس هاي بور با کلسيم و منيزيم (CaH₂BO₃⁺ و MgH₂BO₃⁺) و جذب سطحي آن ها توسط کاني باشد. نتايج هم دماهاي جذب سطحي نشان داد که مدل هاي فروندليچ و لانگموير جذب سطحي بور را به خوبي توصيف کردند، حداکثر ظرفيت جذب (q_max) به وسيله مدل لانگموير براي کاني بيوتيت 27.2 ميلي مول بر کيلوگرم تعيين شد.
نتيجه گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد که به طور متوسط کم تر از شش درصد از غلظت اوليه بور توسط کاني بيوتيت جذب سطحي شد، بنابراين به نظر مي رسد اين کاني ظرفيت جذبي مناسبي براي بور ندارد.