Modares Civil Engineering journal
مهندسی عمران مدرس
MCEJ
Engineering & Technology
http://mcej.modares.ac.ir
1
admin
2476-6763
10.22034
fa
jalali
1393
8
1
gregorian
2014
11
1
14
3
online
1
fulltext
fa
مطالعه نگهداشت آلاینده سرب در نمونههای کائولینیت حاوی درصدهای مختلف کربنات طی فرایندهای جذب و الکتروسینتیک
Lead Retention of Carbonated Kaolinite in the Adsorption and Electrokinetics Processes
در مهندسی ژئوتکنیک زیست¬محیطی، الکتروسینتیک به عنوان روشی کارآمد در رفع انواع آلودگی¬ها از خاک¬های ریزدانه مورد استفاده قرار گرفته¬است. هرچند که محققان زیادی به¬منظور رفع آلودگی از خاک¬ها از روش الکتروسینتیک استفاده نموده¬اند اما هنوز تأثیر اجزاء خاک بر بازده این روش توجه محققین بسیاری را به خود جلب کرده¬است. در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از جمله ایران، کربنات¬ها یکی از اجزاء اصلی بسیاری از خاک¬ها می¬باشند. همچنین کربنات¬ها به عنوان یکی از عوامل اصلی افزایش خاصیت بافری خاک شناخته شده¬اند. کربنات¬ها در مقایسه با سایر مکانیسم¬ها مانند فاز تبادلی، مواد آلی و مواد آمرف بیشترین نقش را در نگهداشت فلزات سنگین ایفاء می¬کنند. علیرغم تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته¬است به موضوع نگهداشت آلاینده فلزسنگین در نمونه¬های حاوی درصدهای مختلف کربنات طی فرایند جذب و الکتروسینتیک توجه کمتری شده¬است. پژوهش حاضر با هدف تعیین تأثیر کربنات¬زدائی و میزان غلظت اولیه آلاینده بر رفع فلز سنگین سرب (Pb) از کائولینیت کربنات¬دار در فرایند الکتروسینتیک انجام شده¬است. در این راستا نمونه¬های کائولینیت حاوی 4% کربنات طبیعی، و نمونه¬های کربنات¬زدائی شده با دو غلظت 5 و 20 سانتی مول بر کیلوگرم- خاک آلاینده سرب مورد آزمایش رفع آلودگی به روش الکتروسینتیک قرار گرفتند. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که کاهش کربنات در کائولینیت کربنات¬دار، سبب کاهش در ظرفیت بافرینگ، پایین بردن pH، کاهش قابلیت نگهداری یون¬های فلزات سنگین و در مجموع افزایش بازده رفع آلودگی می¬شود. همچنین مکانیسم الکترواسمزی نیز در اصلاح رفتار خاک عمل نموده و تغییرات درصد رطوبت و تحکیم در نمونه¬ها مشاهده می¬شود.
Electrokinetics is a common and practical method for contaminant removal from fine grain soils. In spite of several researches performed on the factors affecting the application of electrokinetics method for contaminant removal from soils, there are still extensive attentions of researches on the influence of soil components on the efficiency of this method upon contaminant removal. The main objective of this research is to investigate on the impact of carbonate elimination and contaminant concentration on the Pb removal from carbonated kaolinite in electrokinetics process. To achieve this objective a natural kaolinite sample which had 4% natural carbonate and a carbonate eliminated kaolinite were laboratory contaminated with 5 and 20 cmol/kg-soil of lead nitrate. After achieving equilibrium, the laboratory contaminated samples were dried in oven at 40 centigrade temperature for 96 hours. Then, 27% water was added to samples as initial water content. To achieve homogeneous distribution of water content, the sample was kept in a plastic bag for 24 hours. Then sample was passed through #10 sieve to have a more homogeneous sample. Finally, the soil sample was compacted in five layers at dry density of 1.7 g/cm3 in the electrokinetics cell. Then, the electrokinetics method was performed on these samples for contaminant removal. Electrokinetics experiments performed for a 240 hours period. After the end of experiment, the soil sample was taken from cell and sectioned in 5 slides. Each slice was analyzed for water content, soluble and adsorbed contaminant. In addition to electrokinetics experiment, buffering capacity test was performed by titration of soil sample with nitric acid. For this purpose, the diluted nitric acid in 1:10 soil:acid solution was added to sample. The soil solution sample kept on the shaker for 96 hours. After equilibrium the pH of soil solution was measured. This experiment was performed for different concentration of nitric acid. The final type of experiment include batch equilibrium experiment in which different concentrations of 5, 10, 20, and 30 cmol/kg-soil of lead nitrate was prepared. Then 20 milligram of each solution was added to 2 grams of kaolinite sample. After the shaking period and centrifuging the sample, the pore fluid was analyzed to measure the soluble and retained heavy metal. The results of experimental study indicate that the reduction of carbonate in carbonate rich kaolinite and an increase in contaminant concentration causes a reduction in soil buffering capacity. This means that as the concentration of carbonate in soil sample decreases, one faces with a reduction in contaminant retention capacity of soil. In addition, in such a case a reduction in pH happens which consequently enhances the contaminant removal from soil. Furthermore, carbonate elimination causes an increase in contribution of electro-osmosis on soil improvement which is followed by water content variation and consolidation of soil.
الکترواسمزی,الکتروسینتیک,کائولینیت,کربنات,رفع آلودگی خاک
Electro-Osmosis,Electrokinetics,kaolinite,Carbonate,Contaminant Removal
17
30
http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-16-1000-5192&slc_lang=fa&sid=16
Vahid
Ouhadi
وحید رضا
اوحدی
100319475328460055542
100319475328460055542
Yes
Bu-Ali Sina University, Faculty of Eng., Civil Eng. Department, Iran
همدان، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده مهندسی، گروه عمران
امید رضا
بهادری نژاد
100319475328460055541
100319475328460055541
No
دانشگاه بوعلی سینا
محمد
امیری
100319475328460055540
100319475328460055540
No
دانشگاه بوعلی سینا