بررسی خصوصیات شیمیایی، فیزیکی و حاصل‌خیزی باطله‌های زغال سنگ به‌منظور استفاده در کشاورزی )مورد: زغال‌های باطله در کارخانه زغال‌شوئی زرند کرمان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 خش تحقیقات هیدرولوژی و منابع آب، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران

2 هیئت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمان

3 دانشگاه علمی کاربردی شرکت زغال سنگ کرمان

چکیده

استخراج از معادن زغال سنگ، ضمن این که مقدار قابل توجهی باطله زغال بدون استفاده از خود بجای می گذارد، اثرات زیست محیطی آن نیز جای تامل است. از سویی، خاک­های اراضی زراعی و غیر زراعی نیاز مبرمی به مواد افزودنی به منظور افزایش حاصل‌خیزی و بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دارند. لذا، این پژوهش با هدف بررسی خصوصیات شیمیایی، فیزیکی و حاصل‌خیزی باطله­های زغال سنگ کارخانه زغال‌شوئی زرند کرمان به منظور استفاده در بخش کشاورزی ساماندهی شد. در این پژوهش، با آزمایش­های فیزیکی، شیمیائی و حاصل‌خیزی بر روی نمونه هائی از زغال خالص و همچنین افزودن زغال با خاک سبک و سنگین در سطوح مختلف 5، 10، 25 و 50 تن در هکتار با سه تکرار در کشت گلخانه‌ای گیاه ذرت انجام شد. در این پژوهش، منظور از خواص فیزیکی بافت، تخلخل، وزن مخصوص و آب قابل استفاده، منظور از خواص شیمیائی آنیون‌ها و کاتیون‌ها، هدایت الکتریکی عصاره اشباع و اسیدیته گل اشباع خاک و منظور از خواص تغذیه‌ای زغال و مخلوط آن با خاک ازت، فسفر قابل استفاده، پتاسیم محلول، آهن، منگنز، مس و روی قابل جذب است. در این رابطه، مقدار عناصر سنگین سرب، جیوه و کادمیم در باطله‌های زغال و باقیمانده گیاه نیز اندازه‌گیری شد. نتایج نشان می‌دهد بافت زغال شن لومی با جرم حجمی 95/1 و جرم ظاهری 88/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. هرچند تخلخل کل زغال 55 درصد است ولی میزان آب قابل استفاده زغال خالص کم و به میزان 5/5 درصد است. محلول نمونه‌های زغال دارای محیط اسیدی با متوسط اسیدیته 5.8 می باشد. افزودن زغال به خاک سبک و سنگین در تمام سطوح مختلف موجب تغییر معنی‌دار در سطح 5 درصد درمقادیر محلول یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم و همچنین کربنات‌، بیکربنات،‌ و کلر نشده ‌‌است اما در افزایش مقادیر کربن آلی و آهن در خاک ‌سبک و افزایش سولفات در خاک‌های سنگین مؤثر بوده است. مقدار عناصر سنگین سرب، کادمیم و جیوه در زغال از حد مجاز استاندارد کم‌تر است و با افزودن زغال به خاک و مقایسه با شاهد مشخص شد که مقدار افزایش عناصر سنگین در مخلوط خاک با زغال و بقایای گیاهی حاصل از آن قابل ملاحظه نمی‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of the chemical, physical characteristics and reject coal fertility to use in the agriculture activities (Case study: Coal washing plant Zarand-Kerman)

نویسندگان [English]

  • Majid Heydarizadeh 1
  • Hormozd Naghavii 2
  • Mohammadreza Moghadam 3
1 Assistant Professor and Head of Hydrology and Water Resources, Soil Conservation and Watershed Management Research
2 Scientific Member, Research center of Agriculture, Kerman, Tel:09133416298.Email:naghavii@yahoo.com.
چکیده [English]

Coal mining takes place a great plenty of reject coals which impacts considerable effects on the environment. On the other hands, croplands and bare soils need the addition elements to increase their own fertility and so improve their physical and chemical properties. This study aimed to investigate the chemical, physical and fertility of coal plant reject laundering of Zarand-Kerman in order to use in the agricultural activities. In this study, the physical, chemical and fertility were experimented on the pure coal samples and then, added  to light and heavy soils in levels of 5, 10, 25 and 50 ton per hectare with 3 frequencies in the face of green-house implantation of corn. In this study, physical characteristics consist texture, porosity, density and usable water, and chemical characteristics consist anions, cations, saturation extract EC and PH and also, the nutritional properties of coal and mixing them with soil that contain nitrogen, usable phosphorus, soluble potassium and iron, manganese, copper and zinc. In this experiment, the heavy elements such as plumb, mercury and cadmium have been measured in reject coals and stubbles. Results indicate that the usable water deal in the pure coal were little and about 5 percent. Add a more coal to soils led to reduce PH in the mixture. Adding the coal to soils was effective in increasing iron in the light soils and sulfate in the heavy soils in significant of 5 percent. The deals of heavy elements such as plumb, cadmium and mercury are less than the standard level in pure coal. It was seen that adding them to soil and compare with indices, have not effective roles on soils and stubbles in significant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Agricultural
  • Greenhouse plant
  • heavy metals
  • Kerman
  • Reject coal
  • Soulphat
 
1. رضائی، ب. 1380. تکنولوژی زغال شویی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، مرکز نشر دانشگاه، شابک: 8-099-463-946.
2. شریعتمداری، ح. و م. کلباسی. 1385. مطالعه و بررسی پیرامون بررسی اثرات بلندمدت استفاده از سرباره فولادسازی و لجن کنورتر در امر کشاورزی. دانشگاه صنعتی اصفهان. سایت شرکت سهامی ذوب آهن اصفهان. (http://www.esfahansteel.com/).
3. کاظمی، ع.ر.، ح. شریعتمداری و م. کلباسی. 1391. شکل های شیمیایی و قابل استخراج به وسیله  DTPA آهن در خاک های تیمار شده توسط سرباره و لجن کنورتور کارخانه ذوب آهن اصفهان. فصلنامه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، بهار 1391، 16(59):87-99.
 
4. Clark R.B., Zeto S.K. and Baligar  V., 1997. Boron accumulation by maize grown in acidic soil amended with coal combustion by-products. Agricultural Research Service, http://www.ars.usda.gov/services/TekTran.htm, 1997
5. Codling E. and  Wright R., 2000. Biomass yield and phosphorus availability for wheat grown on high Phosphate soils amended with Phosphate-inactivating residues. III. Fluidized bed coal combustion ash, Agricultural Research Service, http://www.ars.usda.gov/services/TekTran.htm.
6. Daniels W.L., Haering K.C. and Dove D.C., 1989. Long-term strategies for reclaiming and managing coal refuse disposal areas. Virginia Coal and Energy Journal, 1(1):45-59. Virginia Center for Coal and Energy Research, Virginia Tech, Blacksburg.
7. Daniels W.L., Haering K.C., Stewart B.R., Ruark R.V. and Dove D.C., 1990. New technologies for the stabilization and reclamation of coal refuse materials. p. 1-20 In: Proceedings, 1990 Powell River Project Symposium. Powell River Project, Virginia Tech, Blacksburg.
8. Herson Y.C. and Hensley D.L., 1986. Efficacy of a Hydrophilic gel as transplant. Horst Science 21 (4): 991-992.
9. Joost, R.E., Olsen F. J.  and Jones J.H. 1985. Revegetation and minesoil development of coal refuse amended with sewage sludge and limestone. Journal of  Environmental Quality, 16(1):65-68.
 
10. Mackey E. A., Cronise M. P., Fales C.N., Greenberg R.R., Leigh S.D., Long S.E., Marlow A.F., Murphy K.E., Oflaz R., Sieber J.R., Rearick M.S., Wood L.J., Yu L.L., Wilson S.A., Briggs P.H., Brown Z.A., Budahn J., Kane P.F., and Hall W.L. 2007. Development and certification of the new SRM 695 trace elements in multi-nutrient fertilizer. Anal Bioanal Chem., 387: 2401-2409.
11. Stewart, B.R. 1990. Physical and Chemical Properties of Coarse Coal Refuse from Southwest Virginia, M.S. Thesis. Dept. of  Crop and Soil Environmental Sciences, Virginia Tech, Blacksburg.
12. Stewart, B.R. and W.L. Daniels. 1992. Physical and chemical properties of coal refuse from southwest Virginia. Journal of Environmental Quality, 21:635-642.
13. Youhong G., 2008. Research on depth of the covering layer on reclaimed cultivated land backfilled with coal refuse in subsidence area. Mine Surveying; http://www.en.cnki.com.cn.