Kinetics and Evaluation of Heavy Metals and Nutrients in Leachates from Fertilizers Using Soil Columns

Thumbnail Image
Date
2016
Authors
Sarah Mohammad Ahmad
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Since there was no data about heavy metals content in fertilizers used in Palestine, this study could provide useful new data for the Ministry of Agriculture in Palestine. Measured levels of heavy metals in fertilizer show further information about their rate in fertilizers. Heavy metals: zinc (Zn+2), manganese (Mn+2), copper (Cu+2) and iron (Fe+3) concentrations that leached out from fertilizers were determined by using flame atomic absorption spectrophotometer (AAS). In addition to that, some nutrients: phosphorus as P2O5, potassium as K2O, and nitrogen as NO3- concentrations were determined by using two methods. The first method was ultraviolet visible (UV-VIS) method, which was used for the analysis of phosphorus as P2O5, nitrogen as NO3- (in soil samples and one sample of compound fertilizer), and potassium as K2O. The second method was photometer nitrate instrument, which was used for the analysis of nitrogen as NO3- in ten water samples. One sample of agricultural red soil from Nablus and one sample of compound fertilizer 20/20/20 (N/ P/ K) used in Palestine were both taken. Statistical analysis and figures were used to help understand the processes occurring in soil. The results indicate that compound fertilizer 20/20/20, which is used in Palestine, is a main source for many heavy metal pollutants and nutrients. Linear Regression Statistical test show that there is a significant variation, in the concentration of the heavy metals and nutrients in samples of fertilized soil and leachate water samples. So it can pollute the environment by the accumulation of heavy metals such as Cu+2, Mn+2, Fe+3 and Zn+2 in addition to nutrients such as P2O5 and K2O on the surface of the soil. It can also leach to the ground water and pollute it with NO3-, Fe+3, Mn+2 and Zn+2. Thus, these results suggest that the fertilized soil with compound fertilizer 20/20/20 is rich with various toxic heavy metals particularly Cu+2, Mn+2 and Zn+2, as well as other nutrients, particularly NO3- which causes ground water pollution.
حيث أنّه لا يوجد أيّ بيانات حول محتوى العناصر الثقيلة في الأسمدة المستخدمة في فلسطين، هذه الدراسة تزود بيانات جديدة يمكن استخدامها من قبل وزارة الزراعة في فلسطين، قياس تركيز العناصر في الأسمدة يظهر معلومات أكثر عن معدل هذه العناصر في الأسمدة. في هذه الدراسة تمّ تحديد تركيزالعناصر الثقيلة الآتية: الزنك والمنغنيز والحديد والنحاس التي ترشح من الأسمدة على التربة باستخدام جهاز الامتصاص الذري اللهبي flame atomic absorption spectrophotometer (AAS) بالاضافة إلى تحديد تركيز بعض المغذيات التي ترشح من التربة: الفسفور والبوتاسيوم والنيتروجين باستخدام جهاز الامتصاص الطيفي للأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي Ultraviolet visible (UV-VIS) والنيتروجين في عينات الماء باستخدام جهاز Photometer Nitrate. وذلك في نوع واحد من التربة الحمراء الموجودة في مدينة نابلس ونوع واحد من السماد وهو السماد المركب الذي يحتوي على عناصر البوتاسيوم والنيتروجين والفسفور بنسبة 20/20/20والمستخدم في فلسطين. الرسومات البيانية المختلفة استخدمت لتوضيح النتائج. أظهرت النتائج أنّ السماد المركب 20/20/20 المستخدم في فلسطين هو مصدر رئيسي لعدة عناصر ثقيلة ملوثة ومغذيات، كما أظهرت النتائج الاحصائية أنه يوجد تغير هام في تركيز العناصر الثقيلة والمغذيات في عينات التربة المسمدة وعينات الماء الراشح عنهاز لهذا فإن هذه العناصر مثل الخارصين والنحاس والحديد والمنغنيز بالاضافة إلى بعض المغذيات مثل الفسفور والبوتاسيوم تعمل على تلويث البيئة بتراكمها على سطح التربة، ورشوحها إلى المياه الجوفية وتلويثها مثل النيتروجين والخارصين والحديد والمنغنيز. تشير هذه البيانات إلى أن التربة المسمدة بالسماد المركب 20/20/20 غنية بعناصر ثقيلة سامة خاصة الخارصين، وبعض المغذيات خاصة النيتروجين الذي يسبب تلوث المياه الجوفية.
Description
Keywords
Citation