İki farklı yıkama çözeltisi (EDTA ve HCl) ile ağır metal giderimi sonucu toprak yapısındaki değişimlerin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada ağır metalle kirlenmiş (Cd, Pb ve Zn) Kayseri Ç?NKUR yakınlarından alınmış toprak örneğinin ex situ toprak yıkama yöntemiyle arıtıldıktan sonra yapısında meydana gelen bazı fiziksel, kimyasal, mineralojik ve biyolojik özellikleri detaylı bir ?ekilde ara?tırılmı?tır. Kirlenmi? toprakta toprak yıkama i?lemi 0,05 M EDTA ve 0,05 M HCl ile 1:10 katı: sıvı oranında uygulanmı?tır. Buna ek olarak kontrol amacıyla yalnızca saf su ile yıkanan toprak örneği de çalı?maya dahil edilmi?tir. Böylece toplam 4 farklı toprak örneğinde toprak tekstürü, pH, organik madde ve kireç miktarı, KDK, çimlenme oranı, mikroorganizma sayımı, metallerin toprağa kimyasal bağlanma formları, topraktan yıkanabilirliği, bitkiler tarafından alınabilirliği, kimyasal bileşenleri ve mineral içeriği belirlenmiştir. Toprak yıkama işlemlerinde tekstür, pH ve katyon değişim kapasitesinde ciddi bir değişiklik gözlenmemiştir. Diğer işlemlere kıyasla HCl ile yıkanan toprakta toprak organik maddesi ve toprak kireci miktarında azalma olmuştur. Yıkama i?lemi öncesi ve sonrası yapılan BCR ardışık ekstraksiyonunda, tüm topraklarda Cd, Pb, Zn için yıkanabilir F1 fraksiyonunun % 20 den % 85 lere varan oranlarda değiştiği, bu sonuçlardan yola çıkarak da metal hareketliliğinin yüksek seviyelere ula?tığı belirlenmi?tir. Lactuca sativa tohumu ekimi yapılan çimlenme testinde, yıkama öncesi toprak örneğinde bitki gelişimi çok düşük seviyelerde kalırken, arıtılmış topraklarda özellikle şelatlayıcı yapısıyla EDTA ile yıkanan toprakta iyi bir bitki geli?imi gözlenmiştir. Topraklarda mikrobiyal ya?amın deği?iminin incelenmesi amacıyla yapılan mikroorganizma sayımında ise özellikle HCl ile muamelenin bakteri ve fungus ya?amını olumsuz yönde etkileyerek sayıca azalmaya neden olduğu, bunun yanı sıra fungus çeşitliliğini düşürdüğü belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Ağır metal, Toprak Yıkama, Ethylenediaminetetraacetic Acid, HCl

In this study, changes in some physical, chemical, mineralogical and biological soil properties and heavy metal speciation in a soil before and after washing with hydrochloric acid (HCl) and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) were assessed. A sandy loam was collected from the near Kayseri Ç?NKUR, which was contaminated by multi-heavy metals (Cd, Pb and Zn). The soil washing process in contaminated soil was applied at a rate of 1:10 solid:liquid with 0.05 M EDTA and 0.05 M HCl. In addition to this, the soil sample which was only washed in pure water, was also included in the aim of control. Thus soil texture, pH, organic substance, amount of lime, CEC, germination ratio, microorganism counting, metals? forms of chemical bonding to soil, soil leaching, plant bioavailability by plants, chemical components and mineral contents were determined in four different soil samples. In the operation of soil washing, a significant change was not observed in pH, texture and cation exchange capacity. Compared to other processes, in the soil which was washed by HCl, decreases in amounts of soil organic substance and soil lime were observed. In BCR sequential extraction was made before and after washing process, it was determined that F1 fraction for Cd, Pb, Zn was changed at ratios varied from 20% to 85% for all soil samples. In the test of germination in which Lactuca sativa seed was planted, a good plant growth was observed in refined soil especially in soil which was washed with EDTA thanks to its chelating structure while the plant growth remained in very low levels in the sample of soil before washing. Batch soil washing experiments performed on 1.0 g portions of the spiked soil using 0.05 M EDTA and 0.05 M HCL at a solid:liquid ratio of 1:10 showed that washing efficiencies varied in the order: HCl> EDTA with metal extraction yields typically following the sequence, Cd> Zn> Pb. At the microorganism counting in order to research the change of microbial life in soil, it was determined that treatment with HCl caused decrease not only in bacteria and fungus numbers but also in variety of fungus by affecting their lives negatively. Heavy metal assay of harvested biomass of Lactuca sativa grown on unwashed and washed soil samples indicated that metal transfer coefficients, decreased in the order of treatment: EDTA <HCl <unwashed soil. EDTA appeared to offer greater potentials as chelating agents to use in remediating the high permeability soil. EDTA is recommended in washing of soil polluted with Cd, Pb and Zn.Key Words: Heavy Metal, Soil Washing, Ethylenediaminetetraacetic Acid, HCl