المغنطيسية في التربة
Magnetite هو شكل من أشكال أكسيد الحديد، Fe3O4، التي تمتلك الحديد بشكل فريد في كل من Fe2+ و Fe 3+ حالات الأكسدة. تحمل شكل سبينس معكوس، انها خصائص مغناطيسية هي ذات قيمة عالية. إضافة المغنطيسية إلى التربة مفيد لأنه يمكن إزالتها في وقت لاحق بسهولة باستخدام المغناطيس. يمكن أن يحدث بشكل طبيعي في التربة، أو أن تضاف كعامل معالجة التربة.
وظيفة المغنطيسية الرئيسية كمادة مضافة في التربة هي تحفيز تدهور الملوثات في التربة. وتشمل هذه الملوثات، على سبيل المثال لا الحصر، الملوثات الصناعية والمركبات العضوية العطرية وغيرها. تكوين التربة هو عامل مهم في اختيار ما لزرع في التربة، وبالتالي فمن المهم للقضاء على الملوثات حيثما كان ذلك ممكنا.
التعامل مع التربة الملوثة
ومفيدة في إزالة المعادن الثقيلة الأخرى من التربة الملوثة، حيث أبلغت إحدى الدراسات عن التعطيل/إزالة المعادن بما في ذلك الكادميوم والرصاص واليورانيوم باستخدام الكادميوم والرصاص واليورانيوم عن طريق تطبيق الهيئة. 1.5 وزن جسيمات نانوية مغنطيسية (3). وتدعي هذه الدراسة أن المغنطيسية تحمل خصائص الامتزاز القوية لمعادن أخرى، وقد تكون مفيدة في إزالة الملوثات من التربة الملوثة في الموقع. وقد ثبت من التربة على مقياس مختبري الذاكلوروإيثيلين وكلوريد الفينيل، مثل ثلاثي كلور وكلوريد الفينيل، من التربة على مقياس مختبري(4). وتبع إزالة الكلور مساراً من نوع التحلل المائي، تسارع بعامل عشرة بإضافة Fe2+ من المغنطيسية. كما تم استخدام المغنطيسية للحد من النيتروزين من التربة، المرتبطة الجريان السطحي الصناعي، وقد اقترح أن زيادة التريوخيوميسمنز من المغنطيسية يمكن أن تقلل من النيتروزين في غياب قابل للذوبان تماما Fe2 +(5). ويمكن استخدامه لتثبيت فائض الزرنيخ في مخلفات التعدين (6)، على الرغم من أنه في معظم حالات إزالة التلوث بالزرنيخ في التربة/المخلفات، تساعد إضافة الزنك العملية من حيث الكفاءة(7).
وتشمل المسارات الأخرى التي تستخدم المغنتيت في المساعدة على شل المعادن الثقيلة في التربة حيث تم التعامل مع المغنتيت مع طلاء النشوية. تم تطبيق هذا المغنطيسية المغلفة على نظم التربة الرملية الخاضعة للرقابة التي لديها تركيزات الزرنيخ من 31.45 ملغ كجم-1. وتمكن نظام المغنطيسيت والنشا المشترك من إزالة نحو 93 في المائة من الزرنيخ المحتوي على جزيئات والحد من القابلية للرشح بما يزيد على 83 في المائة (8). وقد أظهرت دراسات مماثلة - وإن كان ذلك في غياب الراتنج النشوي - أن المغنطيسية في التربة يمكن أن تزيل بشكل فعال أكثر من 90٪ من بقايا الزرنيخ والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAH) عندما تم استخدام أقل من 1٪ من حيث الوزن المغناطيسي(9).
وبالإضافة إلى الإيثيلين المكلور، تشمل إزالة النفايات الصناعية الأخرى التي يمكن أن تحفزها المغنطيسية عمليات تقضي علىالهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات، والألكانات المتعددة الحلقات، ومخلفات النفط الحراري كملوثات للتربة. وقد تم إثبات عمليات تدهور أكسدة البيروكسيد والبيرسولفيت الشبيهة بفينتون التي يحفزها المغنطيسية الأرضية في التربة(10). وقد أظهرت الدراسات أن أكثر تعقيدا الحديد (2) يتفوق على المحفزات ببساطة باستخدام مسحوق المغنتيت في القضاء على ما يصل إلى 90٪ من ملوثات النفط الخام من التربة في أقل من سبعة أيام، مقارنة مع 15٪ فقط من إزالة الملوثات لمحفز الحديد التي تم الحصول عليها تجاريا(11).
وقيمة استخدام المغنتات لتخفيف تلوث التربة من الجريان السطحي الصناعي والزراعي بشكل خاص بسبب افتقارها إلى سمية بشرية أو الحيوانات. وتشمل المنتجات الثانوية الصناعية الأخرى التي كثيرا ما توجد في التربة الفينولات والهيدروكربونات العطرية ذات الصلة، والتي تحفز إزالتها مسحوق المغنطيسية تحت الأشعة فوق البنفسجية. التخفيض من Fe3+ إلى Fe2+ هو التفسير الرئيسي للعملية الحفازة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه العملية لا تتعزز من خلال وجود المغنطيسية في شكل جسيمات نانوية(12). الفوسفات هي ملوثات معروفة للتربة التي تحدث عادة من الرشح من النباتات المعالجة بالأسمدة من نوع NPK. Biochar هي مادة عضوية ينتجها احتراق الحطام العضوي الصغير مثل النفايات الزراعية والحراجة - غالبا ما يتم خلطها في سوليس لتعزيز خصائصها من حيث الاستقرار والتوافر العضوي. وقد ثبت أن Biochar التي تم المغلفة مع مسحوق المغنطيسية تجريبيا - في المختبر وفي الميدان - لإزالة الفوسفات الزائد من التربة بمعدل 3.38 ملغ فوسفات لكل غرام من biochar المغلفة(13). وهذا يمثل انخفاضا في رشح الفوسفات بنحو الثلثين مقارنة بالتربة غير المعالجة.
المسارات المغنطيسية والبيولوجية في التربة
تكوين الميثانوجينيسيس هو ظاهرة تحدث بشكل طبيعي في التربة الأنوكسية التي هي المرحلة النهائية في تحلل المادة العضوية - وبالتالي لتشكيل التربة نفسها. ويمكن التفكير على نطاق واسع في هذه العملية على أنها "تحديد" بيولوجي لثاني أكسيد الكربون والميثانول في التربة - يتم تحويلها على حد سواء عن طريق مساعدة من الكائنات البكتيرية إلى الميثان. الميثان المنتج هو نسبة كبيرة من تراكمات الغاز الطبيعي المتراكمة. وقد بحثت البحوث الحديثة في هذا المجال إضافات إلى التربة الموجودة بالفعل والتي قد تسرع مسار تكوين الميثانوجينيسيس - وقد أضافت الدراسات التجريبية في المختبر الكربون المنشط المغناطيسي والحبيبي إلى المجتمعات الميكروبية وأظهرت أن المغنطيسية تزيد من تكوين الميثان (وبالتالي تنتج الميثان) بنسبة 20٪ تقريبا (14). وأفاد الباحثون أن وجود المغنطيسية تنشيط بعض وظائف تنشيط الجينات.
تحويل المغنتيت إلى مغيميتي وأكاسيد أخرى من الحديد
تتشكل Maghemite، γ-Fe2O3،عندما يتعرض المغنطيسية لدرجات الحرارة في منطقة 350-400 درجة مئوية، أو عندما تكون تحت ظروف الأكسدة. يمكن أن تحتوي بعض التربة الغنية بالمغناطيسية بشكل طبيعي على كميات معتدلة إلى عالية من الماغميت، مثل تلك الموجودة في المناخات الاستوائية. المغنطيسية ليست مستقرة في التربة الرطبة على مدى أطر زمنية طويلة، وتحويلها إلى المغنطيسية(15).
وعلاوة على ذلك، يمكن أن يتفاعل المغنتيت مع النتريت في التربة(16). هذه النتريت هي في كثير من الأحيان مكونات الأسمدة، وإذا كان المغنت موجود تحمل الأيونFe3+ في وجود النيتريت، فإنه يمكن إزالة النترات من التربة، والحد منه في نهاية المطاف إلى أكسيد النيتريك ومن ثم إلى غاز أكسيد النيتروز، الذي يترك التربة. كما أن ّ عملية التّدّحّب التربة ليست مثالية، إذ أنّها تُسبب ضرورة تثبيت المزيد من النيتروجين في التربة، وفقاً لدورة النيتروجين. في التربة المشتقة من الستايتيت، يمكن تحويل المغنتيت إلى هيماتيت (17)، أثناء تكوين التربة.
يجب عليك تسجيل الدخول لكتابة تعليق.