Συγκριτική δοκιμή δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd σε όξινα εδάφη:
Creators: name: Σαμουργιαννίδης, Γεώργιος Παντελή
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Διαδοχική εκχύλιση βαρέων μετάλλων
BCR
Tessier
Sequential extraction of heavy metals

description: Η μελέτη της κατανομής των διαφόρων μορφών των στοιχείων στα εδαφικά συστατικά είναι σημαντική για την εκτίμηση της κινητικότητάς και βιοδιαθεσιμότητάς τους. Σκοπός της εργασίας ήταν η συγκριτική δοκιμή της τροποποιημένης μεθόδου BCR και της αρχικής μεθόδου των Tessier και συνεργατών στην εκχύλιση των διαφόρων μορφών των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd από όξινα εδάφη, αλλά και η σύγκριση των δύο αυτών μεθόδων με τη μέθοδο του DTPA. Σε 29 εδάφη, τα οποία είχαν συλλεχθεί από περιοχές της Β. Ελλάδος, προσδιορίσθηκαν το pH, η κοκκομετρική σύσταση, η περιεκτικότητα σε οργανικό C, η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (ΙΑΚ) και τα διαθέσιμα ποσά των μετάλλων με εκχύλιση με DTPA. Εφαρμόσθηκε η αρχική μέθοδος των Tessier και συνεργατών και η τροποποιημένη μέθοδος BCR, για την εκχύλιση των διαφορετικών μορφών των Cu, Zn, Fe, Mn, Pb και Cd. Επειδή τα εδάφη ήταν όξινα, από την μέθοδο Tessier παραλήφθηκε το δεύτερο στάδιο, κατά το οποίο εκχυλίζεται το «συνδεδεμένο με τα ανθρακικά άλατα» κλάσμα των μετάλλων. Στα δεδομένα (εκτός των συγκεντρώσεων των στοιχείων στο κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών», σε ορισμένες περιπτώσεις) εφαρμόσθηκαν συσχετίσεις και εξισώσεις συμμεταβολής. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, και στις δύο μεθόδους διαδοχικής εκχύλισης, το Cd ήταν μη ανιχνεύσιμο σε όλα τα κλάσματα και ο Cu ήταν ανιχνεύσιμος μόνο στο κλάσμα «συστατικό της δομής των ορυκτών». Ο Fe ήταν μη ανιχνεύσιμος στο «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» κλάσμα και ο Pb ήταν ανιχνεύσιμος μόνο στο «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα της μεθόδου BCR. Σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις παρατηρήθηκαν σημαντικά θετικές συσχετίσεις μεταξύ των συγκεντρώσεων των μετάλλων στα παρόμοια κλάσματα των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, αλλά μόνο οι συγκεντρώσεις των Mn και Pb στο «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα ήταν στατιστικά όμοιες μεταξύ των δύο μεθόδων. Οι κατανομές των Fe και Mn ήταν παρόμοιες στα κλάσματα των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης, ενώ η κατανομή του Zn διέφερε μερικώς. Η περιεκτικότητα των εδαφών σε άργιλο και οργανικό C συσχετίσθηκαν σημαντικά θετικά με τη συγκέντρωση του Fe στο «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» κλάσμα και με τις συγκεντρώσεις του Pb στα κλάσματα «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» της μεθόδου Tessier, καθώς επίσης και με τις συγκεντρώσεις του Mn σχεδόν σε όλα τα κλάσματα και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης. Η ΙΑΚ συσχετίσθηκε σημαντικά θετικά με τη συγκέντρωση του Zn στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα της μεθόδου BCR, με τις συγκεντρώσεις του Pb στα κλάσματα «υδατοδιαλυτό + ανταλλάξιμο» και «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» της μεθόδου Tessier, και με τη συγκέντρωση του Fe στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα και του Mn στο «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» κλάσμα, κυρίως, και των δύο μεθόδων διαδοχικής εκχύλισης. Επίσης αποκτήθηκαν σημαντικά θετικοί συντελεστές συσχέτισης για τις σχέσεις των DTPA εκχυλιζομένων μετάλλων με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις των μετάλλων στα κλάσματα: «συνδεδεμένο με την οργανική ουσία» και «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» της μεθόδου Tessier, για τον Zn, «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» της μεθόδου Tessier, για το Fe, όλα τα κλάσματα (εκτός του κλάσματος «συστατικό της δομής των ορυκτών») και των δύο μεθόδων, για το Mn, «συνδεδεμένο με τα οξείδια Fe-Mn» της μεθόδου BCR και όλα τα κλάσματα (εκτός του κλάσματος «συστατικό της δομής των ορυκτών») της μεθόδου Tessier, για το Pb.
description: The study of the distribution of the different forms of metals among soil constituents is important in order to assess their mobility and bioavailability. The purpose of this study was to compare two sequential extraction methods (the modified BCR method and the original method of Tessier et al.) for the extraction of various forms of Cu, Zn, Fe, Mn, Pb and Cd from acid soils, and to compare these two methods with the DTPA method. Twenty-nine soils, which have been collected from different regions of N. Greece, were analyzed for pH, particle size distribution, organic C content and cation exchange capacity (CEC). In addition, the available amounts of metals were extracted with DTPA. The modified BCR method and the original method of Tessier et al., were employed for the extraction of the different forms of Cu, Zn, Fe, Mn, Pb and Cd. Since the soils were acid, the second step of the Tessier method (connected to “associated with carbonates” fraction of the metals) was excluded from the specific method. Correlation and regression analyses were performed to the data (the metal concentrations in “residual” fractions of the two methods were not analyzed statistically in certain cases). The results showed that Cd was not detectable in all fractions and Cu was detectable only in the “residual” fraction, of both sequential extraction methods. In addition, Fe was not detectable in the “water-soluble + exchangeable” fraction and Pb was detectable only in the “associated to Fe-Mn oxides” fraction, of the BCR method. In almost all cases, significantly positive relationships were obtained for metal concentrations between the similar fractions of the two methods, within the same metal. However, only Mn and Pb concentrations in the “associated to Fe-Mn oxides” fractions of the two methods were statistically similar. The distributions of Fe and Mn among the fractions were similar between the two methods, within the same metal, whereas Zn distributions were partially different. Clay and organic C contents of the soils were, significantly and positively, correlated with Fe concentration in the “associated to Fe-Mn oxides” fraction and Pb concentrations in “water-soluble + exchangeable” and “associated to organic matter” fractions, of the Tessier method, and with Mn concentrations in almost all fractions of the two sequential extraction methods. Cation exchange capacity was, significantly and positively, correlated with Zn concentration in the “associated to organic matter” fraction of the BCR method, Pb concentrations in “water-soluble + exchangeable” and “associated to organic matter” of the Tessier method, and with Fe concentration in the “associated to organic matter” fraction and Mn concentration in the “associated to organic matter” fraction, mainly, of both methods. In addition, significantly positive correlation coefficients were obtained for the relationships between the DTPA extractable metals and the respective concentrations of the metals, in the fractions: “associated to organic matter” and “associated to Fe-Mn oxides” of the Tessier method, for Zn, “associated to Fe-Mn oxides” of the Tessier method, for Fe, all fractions (the “residual” fraction was excluded) of both sequential extraction methods, for Mn, “associated to Fe-Mn oxides” of the BCR method and all fractions (the “residual” fraction was excluded) of the Tessier method, for Pb.