Potencijal huminskih kiselina i glina u remedijaciji životne sredine kontaminirane klomazonom

Abstract

Klomazon (IUPAC: 2-(2-hlorobenzil)-4,4-dimetil-1,2-oksazolidin-3-on) je selektivni herbicid iz grupe izoksazolidinona, koji se na osnovu svojih fizičko-hemijskih karakteristika može svrstati u grupu pesticida koji predstavljaju potencijalne kontaminante površinskih voda, dubljih slojeva zemljišta i podzemnih voda. Glina i organska materija, pre svega huminske kiseline (HA), su glavne sorbujuće komponente zemljišta. Literaturni podaci ukazuju da u sorpciji klomazona u zemljištu učestvuje ili organska materija [1-3]ili glina i organska materija [4,5]. S toga je cilj ovog radabio ispitati potencijal HA i glina izdvojenih iz različitih tipova poljoprivrednog zemljišta sa područja Republike Srbije (rendzina, černozem i smonica) u sorpciji klomazona, odnosno odrediti njihov remedijacioni potencijal. Za proučavanje sorpcionog ponašanja klomazona i određivanje njegovih sorpcionih konstanti (Kd) za pomenute supstrate je korišćen batch metod [6], zasnovan na ravnotežnoj raspodeli molekula klomazona u sistemu supstrat/vodena faza. U slučaju HA, sistem se sastojao od smeše 25 mg supstratai 2,5 mL rastvora određene koncentracije (0,5 – 25 g/mL)klomazona u 0,01 M CaCl2, dok je u slučaju glina sistem sadržao 250 mg gline i 2 mL pomenutih rastvora. Svaka smeša je homogenizovana 24 h radi dostizanja ravnotežne raspodele ovog jedinjenja između dve faze sistema. Nakon centrifugiranja, vodena faza je analizirana HPLC-om opremljenim sa PDA detektorom, pri čemu su Kd koeficijenti klomazona za proučavane supstrate računati kao odnos koncentracije pesticida koja je sorbovana za supstrat (Cs) i koncentracije jedinjenja koja je zaostala u vodenoj fazi (Ce), u uslovima ravnotežne raspodele. Adsorpcione izoterme su dobijene primenom Frojndlihove jednačine na eksperimentalno dobijene rezultate, pri čemu su Frojndlihovi koeficijenti Kf i n, dobijeni primenom linearne forme Frojdlihove jednačine. Dobijeni rezultati ukazuju da je sorpcija klomazona mnogo veća za HA nego za gline, i da opada u sledećem nizu: HA, rendzina (Kd=114,02 mL/g) >HA, smonica (Kd=97,71 mL/g) >HA, černozem (Kd=91,24 mL/g)>> glina, smonica (Kd=2,29 mL/g)> glina, černozem (Kd=2,16 mL/g)>glina, rendzina(Kd=1,61 mL/g). Da je sorpcija klomazona za HA znatno veća nego za gline, ukazuju i vrednosti Frojndlihovih Kf koeficijenata, koji za pomenute supstrate imaju sledeće vrednosti: Kf=188,63 (HA, rendzina), Kf=170,61 (HA, smonica), Kf=167,19 (HA, černozem), Kf=1,80 (glina, černozem), Kf=1,10 (glina, rendzina) i Kf=0,98 (glina, smonica). Dobijene vrednosti Frojndlihovih 1/n koeficijenata ukazuju da su izoterme dobijene za sve analizirane HA Ltpa (0,767, 0,698 i 0,708 za HA poreklom iz zemljišta tipa rendzina, černozem i smonica, redom), što ukazuje na snažnu sorpciju molekula klomazona za sorpcione centre analiziranih HA pri nižim koncentracijama pesticida, pri čemu ona opada kako koncentracija jedinjenja raste. Sa druge strane, izoterme dobijene za gline poreklom iz rendzine i smonice (1/n=1,146 i 1,342, redom) su tzv. S-tipa, što ukazuje na slabiju adsorpciju klomazona za sorpcione centre supstrata pri nižim koncentracijama pesticida u sistemu, nakon čega se sorpcija pojačava, da bi pri većim količinama pesticida u sistemu, ona opet počela da se smanjuje (postepena saturacija sorpcionih centara supstrata). Izoterma dobijena za glinu izdvojenu iz zemljišta tipa černozem (1/n=1,074) je C-tipa i karakteriše je linearna zavisnost između sorbovane količine klomazona i količine ovog pesticida koja zaostaje u rastvoru u sistemu glina/voda. Prikazani rezultati ukazuju da HA imaju dobar sorpcioni potencijal za klomazon, odnosno da se mogu koristiti za remedijaciju zemljišta i različitih vodenih sistema kontaminiranim klomazonom. Dodatne FTIR analize treba da pokažu koje funkcionalne grupe HA i glina su odgovorne za vezivanje molekula klomazona i samim tim objasne razlike u veličini sorpcije između različitih HA i glina poreklom iz različitih zemljišta.