رفع آلودگی از خاکهای کائولینیتی آلوده به BTEX با استفاده از فناوری دیواره های تراوای واکنش زا (PRB) و نانوذرات آهن (nZVI)

نویسندگان
1 دانشیار دانشکده مهندسی عمران/دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک و پی/ دانشگاه علم و صنعت ایران
3 دانشجوی دکتری مکانیک خاک و پی/ دانشگاه علم و صنعت ایران
4 استادیار دانشکده مهندسی عمران/دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
آلاینده های خانواده BTEX (شامل بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلین) از آلاینده های زیست محیطی بسیار مهم می باشند، ترکیبات BTEX عموما در بنزین و دیگر محصولات پتروشیمی یافت می شوند، این ترکیبات بسیار سمی بوده و علاوه بر اثرات بسیار زیان آور بر سلامتی انسان، سبب صدمات شدید به کلیه اشکال حیات می شوند. در این تحقیق با به کار بردن نانوذرات آهن در یک دیواره تراوای واکنش زا (PRB) اثر این نانوذرات به عنوان عامل واکنش زای به کار رفته در PRB ، در رفع آلودگی از خاکهای اشباع کائولینیتی آلوده به BTEX به صورت کمی مورد برسی قرار گرفته است. در این آزمایشات مشاهده شد غلظت آلاینده های BTEX موجود در آب، در اثر عبور از لایه های PRB قرار گرفته در سلول مورد آزمایش، تا 60% غلظت اولیه کاهش یافته است. یکی دیگر از مسائلی که در این تحقیق برسی شده مقدار بهینه نانو آهن به کار رفته در لایه های واکنش زا می باشد، در این تحقیق طی چند مرحله آزمایش، برای آلاینده های مورد مطالعه مقادیری به عنوان مقادیر بهینه نانو آهن در هر لایه ارائه گشته است. در آزمایش های انجام شده طی این مطالعه پارامتر دما به عنوان یکی از عوامل تاثیر گذار بر فرایندهای رفع آلودگی، به صورت کنترل شده و هدفمند تغییر داده شده تا امکان برسی اثر دما بر روی نتایج آزمایشات وجود داشته باشد. نتایج حاصله از این تحقیق میتواند در طراحی سیستم های رفع آلودگی از آب های زیر زمینی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Remediation of BTEX-contaminated groundwaters by Nano scale zero-valent Iron based PRBs

نویسندگان English

Nader Shariatmadari 1
Nasser Asadi Seyfar 2
Saeid Saeidijam 3
Ali Akbar Heshmati 4
1 Associate Professor of Civil engineering department/Iran university of science and technology
2 M.Sc student of Civil engineering /Iran university of science and technology
3 PhD student of Civil engineering department/Iran university of science and technology
چکیده English

Benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes, commonly referred to as BTEX, are critical monoaromatic environmental contaminants around the World, of which the major aromatic contaminants in gasoline pose serious environmental health problems. Leaking tanks or ruptured pipelines pollute soil and groundwater with these compounds. Because of their polarity and very soluble characteristics, these compounds will be able to enter the soil and groundwater systems and cause serious contamination problems and threats to the public safety and environment. One of the most promising ground water remediation technologies is the use of permeable reactive barriers (PRBs) packed with reactive material to intercept and decontaminate plumes in the subsurface. The concept of PRBs is rather simple. Reactive material is placed in the subsurface to intercept a plume of contaminated groundwater which must move through it as it flows, typically under its natural gradient. As the contaminant moves through the Reactive material, reactions occur that alter it to less harmful or immobile species. The PRB is not a barrier to the groundwater, but it is a barrier to the contaminant. The key advantage of a reactive barrier is the passive nature of the treatment. That is, for the most part, its operation does not depend on any external labor or energy inputs. Once installed, the barrier takes advantage of the in situ groundwater flow to bring the pollutants in contact with the reactive material. The reactive material used in the barrier may vary depending on the type of contaminants being treated. The most common reactive agent used to date has been granular iron. For contaminants of unknown treatability or media of unknown reactivity, addressing these issues will involve laboratory studies using both batch and column techniques. As for any remedial technology, it is imperative to fully understand the factors that can result in either effective implementation and successful remediation or failure to achieve the remedial design objectives. Iron nanoparticles are increasingly being applied in soil and grounwater remediation and hazardous waste treatment. Nearly two decades after iron nanoparticle was first proposed, the iron nanoparticle technology is at a critical point of its development process. Extensive laboratory studies have verified that nanoscale iron particles are effective for the treatment of a wide range of common groundwater pollutants such as chlorinated organic solvents, organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs), organic dyes, and various inorganic compounds. Numerous field trials have also demonstrated the favorable prospective for in situ remediation. Nonetheless, there are still substantial knowledge gaps on many fundamental scientific issues. In this Experimental study, A series of laboratory experiments in various temperatures and contaminant concentrations were conducted on Nano sized zero-valet iron (nZVI) to determine its removal efficiency as PRB reactive materials against BTEX compounds in saturated Kaolinite clays, And the initial Concentration of BTEX is reduced to 60%. Obtained results may provide required data in groundwater remediation PRB systems design.

کلیدواژه‌ها English

BTEX
PRB
nano zero-valent Iron
permeable reactive barriers
ground water remediation