معالجة التربة المستدامة: الكفاءة والحركية من IDS & GLDA مخلبية وكلاء

1. التحديات العالمية في تلوث التربة بالمعادن الثقيلة وتقنيات المعالجة

تدخل ملوثات المعادن الثقيلة في التربة إلى جسم الإنسان من خلال السلسلة الغذائية والقنوات الأخرى ، مما يشكل مخاطر جسيمة على صحة الإنسان. أصبح تلوث التربة بالمعادن الثقيلة مصدر قلق عالمي ويجب معالجته بشكل عاجل. البحث والتطبيق العملي لتقنيات معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة هما مفتاح حل هذه المشكلة.

تعتبر الإزالة والتخميل حاليًا التقنيات الرئيسية لمعالجة تلوث المعادن الثقيلة في التربة بشكل فعال. من بينها ، يمكن لتكنولوجيا ترشيح التربة نقل المعادن الثقيلة بسرعة وكفاءة من المرحلة الصلبة للتربة إلى المرحلة السائلة ، مما يؤدي إلى الإزالة ، وبالتالي اجتذب اهتمامًا واسع النطاق. مفتاح الترشيح الكيميائي هو اختيار عوامل الترشيح. تشمل العوامل التقليدية الأحماض غير العضوية وعوامل الخلب والمواد الخافضة للتوتر السطحي. ومع ذلك ، غالبًا ما تتسبب الأحماض غير العضوية في إتلاف بنية التربة ، بينما تظل عوامل مخلبية شائعة (مثل EDTA) في التربة بسبب ضعف التوافر البيولوجي. يمكن أن تكون المواد الخافضة للتوتر السطحي باهظة الثمن أو سامة. لذلك ، هناك حاجة ملحة لعوامل ترشيح صديقة للبيئة ذات كفاءة عالية ، وتلف ضئيل للتربة ، وسمية منخفضة.

2. الملامح الفنية من وكلاء مخلبية الخضراء: IDS و GLDA

في السنوات الأخيرة ، اجتذبت عوامل مخلبية قابلة للتحلل الحيوي حمض Iminodisuccinic (IDS) وحمض الجلوتاميك N ، N-diacetic acid (GLDA) اهتمامًا كبيرًا. تشير الدراسات إلى أن IDS يتحلل بسرعة ، حيث يتحلل 80 ٪ بعد 7 أيام فقط ، ويظل مستقرًا على نطاق واسع من الأس الهيدروجيني. GLDA ، المنتج من تخمير سكر الذرة باستخدام الكتلة الحيوية كمصدر للكربون ، يرى تحللًا بنسبة 60 ٪ على الأقل في غضون 28 يومًا.

تعتبر IDS مادة كيميائية خضراء لأنها لا تنتج مياه الصرف الصحي أو غاز العادم أثناء الإنتاج. GLDA هو مخلب ذرة الكربون الأخضر. قدرتها المخلبية القوية للمعادن الثقيلة ، جنبًا إلى جنب مع السمية المنخفضة والتحلل البيولوجي الممتاز ، تجعلها مرشحة واعدة لمعالجة التربة المستدامة.

3. التقدم البحثي الحالي في ترشيح التربة القابلة للتحلل

أجرى BEGUM وآخرون الدراسات الأولى باستخدام IDS و GLDA لمعالجة التربة ، مما يدل على أنهم أزالوا بشكل فعال Cu و Cd و Zn و Ni و Pb ، ليكونوا بمثابة بدائل قابلة للتطبيق لـ EDTA. WU وآخرون. وجدت كفاءات شطف عالية لـ Cd و Ni و Cu في الحمأة الصناعية ، على الرغم من أن كفاءة الزنك كانت أقل. تم العثور على عوامل مثل الوقت ودرجة الحموضة والتركيز تؤثر بشكل كبير على الأداء.

بحث أجراه Xu Dayong et al. أظهر أن GLDA يتفوق على حامض الستريك في ترشيح Cd و Cu و Pb و Ni من حمأة الصرف الصحي. علاوة على ذلك ، Hu Zaoshi et al. أظهر أن GLDA كان أكثر كفاءة من EDTA في ترشيح الكروم بتركيزات منخفضة. يمكن أن تعمل GLDA أيضًا كمحسن كيميائي للعلاج النباتي ، مما يعزز نمو Sedum alfredii و Solanum nigrum مع تحسين استخراج المعادن. تؤكد هذه النتائج أن IDS و GLDA يمكنهما إزالة المعادن الثقيلة دون التأثير سلبًا على نمو المحاصيل بجرعات مناسبة.

4. المنهجية التجريبية: حركية الرشح وشطف التذبذب

على الرغم من إمكاناتها ، لا تزال التقارير حول IDS و GLDA لمعالجة التربة محدودة ، لا سيما فيما يتعلق بحركية الترشيح. في هذه الدراسة ، تم استخدام طريقة شطف التذبذب لتناسب الحركية باستخدام معادلة Elovich ، ومعادلة ثابتة مزدوجة ، ومعادلة حركية من الدرجة الأولى. استكشف البحث تأثيرات التركيز ودرجة الحموضة على إزالة Cd و Pb و Zn وحلل التغيرات في انتواع المعادن الثقيلة قبل الشطف وبعده.

5. تحسين معلمات الرشح: الوقت والتركيز ودرجة الحموضة

أسفرت الدراسة عن النتائج التالية فيما يتعلق بتحسين العملية:

• الوقت والتركيز: زادت كفاءة الشطف بمرور الوقت (5-720 دقيقة) والتركيز (0-20 مليمول · لتر ⁻ ¹). قدمت معادلات Elovich والثابت المزدوج أفضل ملاءمة للعملية.
  

• تأثيرات الأس الهيدروجيني: اتبعت الكفاءة "منحنى الجرس" حيث زاد الرقم الهيدروجيني من 3 إلى 10 ، ثم زاد أولاً ثم انخفض.
  

• الظروف المثلى: تم تحديد التركيز الأمثل على أنه 10 مليمول · لتر ⁻ ¹ عند الرقم الهيدروجيني 5. كانت الأوقات المثلى 240 دقيقة لـ IDS و 360 دقيقة لـ GLDA. في ظل هذه الظروف ، أظهر GLDA قدرة إزالة أكبر لـ Cd و Pb ، بينما كان IDS أكثر فعالية لـ Zn.
  

6. التأثير على أنواع المعادن الثقيلة والحد من المخاطر البيئية

أظهر تحليل أشكال التربة أن IDS و GLDA يزيلان بشكل فعال الكسور الأكثر نشاطًا القابلة للذوبان في الحمض والقابلة للاختزال من Cd و Pb و Zn. في حين أن قدرتها على إزالة الأشكال المؤكسدة والمتبقية محدودة ، فإن الانخفاض الكبير في معظم الكسور المتنقلة يقلل بشكل فعال من المخاطر البيئية المباشرة والتوافر البيولوجي للمعادن الثقيلة في التربة.

شراكة مع Yuanlian Chemical من أجل المعالجة المستدامة

في Yuanlian الكيميائية ، ونحن متخصصون في إنتاج عالية النقاء ، وكلاء مخلبية قابلة للتحلل لدعم حماية البيئة والزراعة المستدامة. صممت لدينا IDS والحلول GLDA لتوفير أقصى قدر من عزل المعادن مع البصمة البيئية صفر.