---

تتولید الیاف در مقیاس نانومتری (نانوالیاف) سطح تماس بسیار زیادی را ایجاد می کند و موجب بهبود خواص آن‌ها نسبت به الیاف معمول می‌شود. الکتروریسی یک روش نسبتاٌ ساده و موًثر برای سنتز نانوالیاف با قطرهای مختلف است. با تغییر عوامل تاثیرگذار بر فرایند الکتروریسی شامل متغیرهای محیطی، دستگاهی و محلول،  می‌توان الیافی با مورفولوژی مختلف تولید کرد. پلی وینیل الکل (PVA) به دلیل پایداری حرارتی بالا، زیست سازگاری، غیر سمی بودن و حلالیت در آب مورد توجه واقع شده است. افزودن بنتونیت به PVA باعث بهبود خواص آن می شود. در این پژوهش برای تهیه غشاء نانوالیاف PVA و نانوبنتونیت، مقادیر بهینه سه متغیر مؤثر بر فرایند شامل ولتاژ، نرخ تغذیه و غلظت بنتونیت بر اساس موفولوژی و خواص مکانیکی نانوالیاف تعیین شد. نتایج نشان داد که  در شرایط ولتاژ  kV ۱۱، نرخ تغذیه mL/h ۵/۰ و غلظت بنتونیت w/w ۳% الیافی با مناسب ترین موفولوژی و بیشترین استحکام بدست می آید. در این شرایط نانوالیاف تولیدی قطری برابر ۲۴۳ نانومتر با انحراف معیار ۰۵۵۱/۰ و تحمل کشش MPa ۶۴/۷را دارند.  نتایج این مطالعه نشان داد که افزودن مقدار کمی بتنونیت به  PVA باعث  استحکام بیشتر نانوالیاف تولیدی می شود. در اثر افزودن بنتونیت قطر نانوالیاف از ۳۰۸ به ۲۴۳ نانومتر کاهش می یابد. بنابراین نانوالیاف کامپوزیتی PVA/نانوبنتونیت تولید شده یک غشا مناسب برای تصفیه آب است.

---

کنتــرل بیماریهــای باکتریایــی ماهیــان همــواره یکــی از مهمتریــن مشــکالت آبــزی پــروران در طــی سـالهای اخیـر بـوده اسـت. از ایـن رو، اسـتفاده از ترکیبـات ضـد میکروبـی جدیـد بـا حداقـل عـوارض مرسـوم گردیـده اسـت. در ایـن پژوهـش بـا اسـتفاده از روش اسـیدی-گرمایی سـاختار بنتونیـت اصـاح گردیـد، سـپس مبـادرت بـه سـاخت هیبریـد کیتـوزان و بنتونیـت اصـاح شـده گردیـد. سـاختار ترکیبات بـا اسـتفاده از روش طیفسـنجی تبدیـل فوریـه مـادون قرمـز )FTIR ،)میکروسـکوپ الکترونـی روبشـی نشـر میدانـی)SEM-FE )و طیفسـنجی پـراش انـرژی پرتـو ایکـس )EDX )مطالعـه گردیـد. مطالعـه ضـد باکتریایـی ترکیبـات بـر باکتـری گـرم منفـی آئرومونـاس هیدروفیـا در شـرایط آزمایشـگاهی بـا دو روش دیسـکی و مایکرودایلوشـن مـورد بررسـی قـرار گرفـت. نتایـج روش دیسـکی نشـان داد کـه ترکیبـات سـاخته شـده دارای خاصیـت ضـد باکتریایی در شـرایط آزمایشـگاهی علیـه باکتـری آائروموناس هیدروفیـا بودنـد. بنتونیـت اصـاح شـده بـا روش اسـیدی-گرمایی دارای قطـر هالـه عـدم رشـد برابـر بــا ۱۱/۰ ± ۱۶/۱۱ و هیبریــد کامپوزیــت کیتوزانــی برابــر بــا ۱۲/۰ ±۵۴/۸ بــود. بــرای تعییــن قــدرت ضدمیکروبـی )MIC و MBC )از روش مایکرودایلوشـن و شـمارش کلونـی در محیط کشـت اگار اسـتفاده گردیـد. نتایـج نشـان داد کـه ترکیـب اصـاح شـده بـا روش اسـیدی گرمایـی دارای MBC بـه میـزان ۵۷/۲۸ و ۲۸/۱۴ میلیگــرم بــر لیتــر بــرای باکتــری آئرومونــاس هیدروفیــا در ده دقیقــه و ســی دقیقــه بودنـد. بـرای کامپوزیـت کیتـوزان و بنتونیـت اصـاح شـده دارای MBC بـه میـزان ۲۸/۱۴ میلیگـرم بـر لیتـر بـرای باکتـری آئرومونـاس هیدروفیـا در ده و سـی دقیقـه بودنـد. نتایـج نشـان داد کـه ترکیبـات اصـاح شـده بنتونیتـی و کامپوزیتـی سـاخته شـده دارای اثـرات ضـد میکروبـی قـوی بـوده و قابلیـت حــذف عوامــل بیماریریــزا را در شــرایط آزمایشــگاهی داشــته و میتواننــد بــه عنــوان ترکیبــات جدیــد بهمنظــور کنتــرل عوامــل بیمــاریزا در سیســتمهای پرورشــی مــورد اســتفاده قــرار گیرنــد.

---

شربت خام نیشکر حاوی اجسام محلول و مواد جامد سوسپانسیونی شامل: ترکیبات رنگی، پلی ساکاریدها، صمغ ها، پروتیین ها و ... است که می توانند راندمان و کیفیت محصول نهایی را تحت تاثیر قرار دهند. بنتونیت یک خاک رس مونتموریلونیت بوده و بعنوان کمک شفاف کننده در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. برای ایجاد شفافیت مطلوب بهتر است در تصفیه شربت خام نیشکر از بنتونیت نوع Na-Calit استفاده گردد، تا بدین ترتیب، نقطه بهینه بین قدرت جذب سطحی و حجم رسوب بدست می آید. بعد از اعمال فرآیند تصفیه بنتونیتی روی نمونه های مورد نظر و بدست آوردن شربت تصفیه شده به روش بنتونیتی بریکس، درصد ساکاروز، درجه خلوص، درصد خاکستر، رنگ و کدورت را بین نمونه های تصفیه شده به روش بنتونیتی و دفکاسیون سرد مورد مقایسه قرار می دهیم تا بهترین مقدار مورد نیاز بنتونیت و pH مشخص گردد. هدف از این بررسی بهینه سازی تصفیه شربت خام نیشکر با استفاده از بنتونیت می باشد.

---

یکی از معضلات اساسی در دفن زباله های صنعتی و شهری، انتقال شیرابه آلاینده ها به لایه‌های تحتانی خاک و آلوده شدن آبهای زیرزمینی است. در کشورهای صنعتی، استفاده از مخلوطهای متراکم شده ماسه - بنتونیت به‌عنوان پوشش تحتانی در مراکز دفن زباله بسیار متداول است. این پوششها خواص جذبی مناسب و هدایت هیدرولیکی بسیار پایین دارند. تحقیقات گذشته نشان می‌دهد که تغییر در نفوذ‌پذیری، متأثر از تغییر خصوصیات خمیری خاک است. در تحقیق حاضر تأثیر آلاینده‌های فلزی سرب (Pb) و روی (Zn)، به‌عنوان دو آلاینده متداول در مراکز دفن زباله - بر خواص خمیری خاک مطالعه شده است. نمونه‌هایی از مخلوط بنتونیت ‌-‌ ماسه با درصد‌های مختلف، در معرض غلظتهای متفاوت آلودگی قرار گرفته و حدود اتربرگ نمونه‌ها اندازه‌گیری شده است. همچنین تأثیر آلاینده‌های فوق بر pH و (به‌کمک تهیه عکسهایی با میکروسکوپ الکترونی) بر ساختار خاک بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که حضور این آلاینده‌ها در خاک، سبب کاهش نشانه خمیری و pH می‌شود. کاهش خصوصیات خمیری، به جذب یونهای فلزی توسط خاک، ایجاد ساختار درهم ناشی از کاهش pH و کاهش ضخامت لایه دوگانه نسبت داده شده است. به‌منظور محدود ساختن این تأثیرها، استفاده از ۲۰% بنتونیت در مخلوط ماسه - بنتونیت توصیه شده است.

---

فرایند پاکسازی خاک های آلوده به آلاینده های فلز سنگین، از چالش­های متداول مراکز تحقیقاتی و اجرایی در بسیاری از کشورهای صنعتی است. یکی از روش­های متداول رفع آلودگی از خاک ها، شستشوی خاک با استفاده از معرف­های کی­لیت­کننده از جمله EDTA بوده است. علی رغم تحقیقات وسیعی که در خصوص فرآیند اندرکنش EDTA و خاک های رسی آلوده انجام شده است، بهینه سازی فرآیند رفع آلودگی، از خاک های با سطح مخصوص زیاد، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف این تحقیق، مطالعه امکان بهینه سازی روش استفاده از EDTA در رفع آلودگی سرب از بنتونیت، با تاکید بر متغیرهای تعداد دفعات شستشو با محلول کی­لیت­کننده، pH سیستم، و میزان استخراج فلز سنگین سرب از بنتونیت، بوده است. جهت دستیابی به هدف فوق، نمونه های بنتونیت، به طور مصنوعی با محلول نیترات سرب در غلظت­های مختلف آلوده شد و پس از خشک شدن در معرض غلظت­های متفاوت EDTA قرار گرفت و میزان رفع آلودگی از بنتونیت اندازه گیری شد. نتایج نشان می­دهد که میزان استخراج سرب توسط EDTA، تقریباً در تمامی حالات، برابر با غلظت محلول کی­لیت­کننده است. همچنین، بر اساس نتایج به دست آمده، میزان استخراج سرب توسط EDTA تنها وابسته به نسبت بین غلظت­های محلول شستشو و آلاینده موجود در خاک( ) است و به تغییرات  pHسوسپانسیون، ناشی از تغییر غلظت آلاینده یا محلول EDTA، وابسته نیست. این مسئله بیان می کند که بافرینگ قابل توجه بنتونیت، در مقایسه با دیگر متغیرهای ذکرشده، تأثیر کمتری در فرآیند اندرکنش EDTA و بنتونیت آلوده داشته است.

---

چکیده در این تحقیق، از متدولوژی سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی صاف به منظور بررسی تاثیر متغیرهای مستقل شامل غلظت بنتونیت (gr/li ۵-۵/۱)، غلظت ژلاتین (gr/li  ۰۸/۰-۰۲/۰) و زمان (۸۰-۳۰ دقیقه) در دما و pH ثابت بر رنگ، کدورت، درجه خلوص اصلاح شده، خاکستر و قند انورت شربت خام تصفیه شده با بنتونیت و ژلاتین به منظور تولید مستقیم قند مایع انورته و بهینه سازی عملیاتی فرآیند تصفیه شربت استفاده شد. از مدل چند جمله ای درجه دوم برای پیش بینی میزان متغیرهای وابسته استفاده شد. ضرایب تبیین مدلهای رگرسیونی برازش شده برای پارامترهای رنگ، کدورت، خاکستر، درجه خلوص اصلاح شده و قند انورت در فرآیند تصفیه شربت به ترتیب ۹۰/۰، ۸۴/۰، ۹۰/۰، ۹۲/۰ و ۹۹/۰ تعیین شدند. آنالیز واریانس اثر کلی متغیرهای فرآیند در مدل های رگرسیونی نشان داد که پارامترهای تصفیه شربت خام عمدتا تحت تاثیر زمان واکنش و سپس غلظت ژلاتین و بنتونیت قرار دارد. شرایط بهینه تصفیه برای به حداقل رساندن میزان رنگ، کدورت و خاکستر شربت و هم چنین به حداکثر رساندن میزان درجه خلوص اصلاح شده و قند انورت از نظر غلظت بنتونیت، غلظت ژلاتین و زمان واکنش در دمای ˚C۷۵ و pH برابر ۵/۴ به ترتیب  gr/li۵۵/۱، ، ۰۴/۰ گرم برلیتر و ۶/۶۸ دقیقه به دست آمد. شربت تصفیه شده با این شرایط دارای حداقل مقدار رنگ یعنی ۱۹۷۳ (ICU)، کدورت ۰۶/۱ (NTU) و خاکستر ۵۴/۰ درصد با حداکثر مقدار درجه خلوص اصلاح شده معادل ۴/۹۱ درصد و قند انورت ۹۵/۱ درصد بود.  

---

- در سال های اخیر، مطالعه ی رفتار نانومواد در زمینه های مختلف علوم مهندسی از دامنه ی وسیعی برخوردار بوده است. در واقع مطالعه ی تأثیر نانومواد در ترکیب با دیگر مصالح از زمینه های نوین تحقیق، در علوم مهندسی است. در این مقاله به منظور مطالعه ی تأثیر بخش نانورس خاک بر رفتار تحکیم­پذیری آن، با افزودن نانورس صنعتی به خاک، تأثیر نانورس بر خصوصیات تحکیم پذیری بنتونیت در حضور آلاینده­های فلز سنگین بررسی و تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی شده است. به این منظور درصدهای مختلف نانورس صنعتی با بنتونیت، مخلوط شده و پس از اضافه نمودن غلظت­های مختلف نیترات مس، نمونه­های همگن برای انجام آزمایش تحکیم تهیه شد. سپس رفتار تحکیم پذیری و تغییرشکل­پذیری خاک در فرایند اندرکنش خاک آلودگی مطالعه شد. علاوه بر آن، تغییرات نفوذپذیری خاک در این فرایند نیز مطالعه شد. نتایج این تحقیق نشان می­دهد، حضور نانورس صنعتی در بنتونیت سبب افزایش نشست­های اسمزی در غلظت­های تا ۳۰ سانتی مول کیلوگرم نیترات مس در مقایسه با نشست­های اسمزی بنتونیت می­شود. هم چنین افزایش مقدار نانورس صنعتی در بنتونیت سبب افزایش نفوذپذیری آن در مقایسه با نفوذپذیری بنتونیت شد. این تفاوت در نفوذپذیری در غلظت­های زیاد آلودگی مشهودتر بوده است. ضمن آن که با افزایش تنش­های خارجی نفوذپذیری نمونه­های حاوی درصدهای مختلف نانورس و بنتونیت هم گرا شده است. تغییر رفتار مشاهده شده به ظرفیت تبادل کاتیونی(CEC) و سطح مخصوص(SSA) نمونه­ها به حضور نانورس صنعتی نسبت داده شده است.

---

مشخصات خاک ها به ویژه کانی های ناشی از هوازدگی شیمیایی از جمله خاک های رسی ب هشدت متأثر از حرارت است   .   این موضوع در کنار وجود کربنات به عنوان یکی از اجزای اصلی خاکهای رسی، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، می تواند موجب تغییر در رفتار مهندسی خاک شود . در پژوهش حاضر تأثیر حرارت بر فرایند اندرکنش مخلوط ماسه - بنتونیت و کربنات کلسیم با استفاده از آزمایش های مختلف از جمله انقباض خطی، مقاومت فشاری محدود نشده و جذب آب ، مورد ارزیابی قرار     ۲۰ و ۳۰ درصد کربنات به همراه ۲۰ و ۴۰ درصد ماسه با بنتونیت ترکیب و در معرض ،۱۰ ، گرفته است. بدین منظور مقادیر ۰   سطوح حرارتی متفاوت بین ۲۵ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد قرار داده شدند. نتایج نشان دهنده آن است که افزایش حرارت سبب افزایش مقاومت نمونه ها تا دمای دی هیدروکسیلاسیون شده ولی در حرارت های بیش از دما ی دی هیدروکسیلاسیون ، مقاومت به   میزان قابل ملاحظه ای کاهش یافته است     . از سوی دیگر، افزایش درصد کربنات در یک دمای مشخص، باعث کاهش مقاومت و انقباض خطی شده است     . همچنین تغییرات جذب آب نمونه ها، در اثر افزایش حرارت، تابعی از درصد کربنات موجود در خاک و محدوده حرارت اعمال شده است       .  

---

در این پژوهش به منظور بررسی و بهینه‌سازی تأثیر متغیرهای تیمار شیمیایی با بنتونیت و ژلاتین بر شاخص‌های کیفی ملاس چغندر از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی (سه فاکتور در سه سطح) استفاده شد. از این رو تاثیر غلظت بنتونیت (۱۰-۲ گرم بر لیتر)، غلظت ژلاتین (۱/۰-۰۱/۰ گرم بر لیتر) و pH (۳-۷) روی کدورت، رنگ، خاکستر و غلظت کلوئیدهای ملاس نهایی چغندر قند مطالعه و به خوبی توسط یک مدل چند جمله‌ای درجه دوم برازش گردید (۸۵/۰ < R^۲). نتایج نشان داد که pH مهمترین متغیر تاثیرگذار بر شاخص‌های شفاف‌سازی­ می‌باشد، چرا که روی تمامی پاسخ‌ها تاثیر معنی‌دار داشت. بنتونیت و ژلاتین نیز به عنوان دو ترکیب شفاف‌کننده متداول موجب بهبود شاخص‌های کیفی ملاس شدند، هر چند توانایی بنتونیت به مراتب بالاتر بود. شرایط بهینۀ برای به حداقل رساندن کدورت، رنگ، غلظت کلوئیدها و خاکستر از نظر غلظت بنتونیت، غلظت ژلاتین و pH به ترتیب ۳/۸ گرم بر لیتر، ۰۸/۰ گرم بر لیتر و ۰۳/۴ به دست آمد. در این شرایط، کدورت، رنگ، خاکستر و غلظت کلوئیدها به ترتیب برابر ۱/۱۲ NTU، ۲۵۷۳ IU، ۷/۲ درصد و ۹/۰ گرم بر لیتر بود.

---

ظرفیت تبادل کاتیونی به عنوان مهمترین سرشتی زیست‌محیطی خاک‌ها است. براساس تحقیقات ارائه شده توسط محققین مختلف، روش‌های رایج تعیین کاتیون‌های تبادلی و ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک‌های رسی کربنات‌دار به دلیل انحلال کربنات کلسیم با مشکلات زیادی همراه است. با توجه به گستردگی خاک‌های حاوی کربنات کلسیم در ایران، مطالعه تأثیر کربنات بر مقادیر اندازه‌گیری شده CEC در این خاک‌ها ضروری است. همچنین انتخاب وزن بهینه و مناسب خاک برای تعیین CEC مشکل رایج در تحقیقات است. هدف این مقاله توسعه و اعتبارسنجی روش اصلاح شده باریم کلرید برای تعیین دقیق ظرفیت تبادل کاتیونی
خاک‌های حاوی کربنات کلسیم و یا حاوی مقادیر قابل توجه کاتیون تبادلی Ca۲+ است. به این منظور روش باریم کلرید، با اشباع نمودن محلول تبادلی با کربنات کلسیم اصلاح شده‌است. برای اعتبارسنجی روش اصلاح شده پیشنهادی، بنتونیت مورد مطالعه با استفاده از اسید، کربنات‌زدائی شده و مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی این نمونه، قبل و بعد از کربنات‌زدائی و نیز برای نمونه‌های دارای درصد مختلف کربنات طبیعی و آزمایشگاهی مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر کاهش ۶۰% در مقدار اندازه‌گیری شده ظرفیت تبادل کاتیونی نمونه بنتونیت در روش اصلاح شده در مقایسه با مقادیر بدست آمده از روش متداول بوده‌است. علت این موضوع به عدم رسوب باریم در روش اصلاح شده نسبت داده شده ‌است. نتایج نشان می‌دهد که در روش اصلاح شده، مقدار CEC اندازه‌گیری شده و مجموع کاتیون-های تبادلی، به درصد کربنات در هر وزن خاک وابسته نبوده و همچنین مستقل از نسبت محلول- جامد می‌باشد.

---

آلاینده‌های فلز سنگین علاوه بر ایجاد مشکلات ژئوتکنیکی، می‌تواند سبب به خطر انداختن سلامت محیط‌زیست و انسان شود. با افزایش جمعیت، پیشرفت تکنولوژی و به تبع آن افزایش آلاینده‌های فلز سنگین و نیز قرارگرفتن یک‌چهارم سطح زمین در مناطق سردسیر و لزوم طراحی و احداث بنا بر روی این خاک‌ها، مطالعه‌ی تأثیر ذوب و یخبندان بر روی خاک‌های رسی تثبیت شده در معرض ذوب و یخبندان ضروری به نظر می‌رسد. برای تثبیت و جامدسازی خاک‌های آلوده افزودنی‌های مختلفی به کار‌ رفته است که در این میان سیمان بواسطه سازگار بودن با مواد آلاینده و کارایی زیاد، دسترسی آسان و ارزان بودن مصالح، کاربردی‌تر می‌باشد. در پژوهش حاضر از سیمان برای تثبیت خاک آلوده به آلاینده فلز سنگین سرب در سیکل‌های مختلف ذوب و یخبندان استفاده شد. با توجه به اهمیت نشست در خاک‌های رسی بر روی نمونه‌های مورد آزمایش، آزمایش تحکیم انجام شد. همچنین با توجه به کاربرد فراوان بنتونیت در سایت‌های آلوده از نمونه‌ی رسی بنتونیت برای انجام مطالعات آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که در اغلب مواقع سیکل بحرانی سیکل ۷ می‌باشد. همچنین تثبیت با سیمان در شرایط مختلف پارامترهای مقاومتی از جمله تنش پیش‌تحکیمی خاک را ۲ تا ۸ برابر بهبود می‌بخشد. علاوه بر آن مقدار بهینه سیمان در نمونه‌های آلوده و غیرآلوده در سیکل‌های مختلف ذوب و یخبندان متغیر بوده، اما در اغلب نمونه‌ها حدود ۵% تا ۱۰% بوده است. در ادامه، بررسی بازدهی تثبیت و مطالعه تشکیل ترکیبات هیدراته سیمان و خاک رس با استفاده از آزمایش شیمیایی pH انجام شد.

---

از دلایل اصلی تخریب پل‌ها آبشستگی موضعی اطراف پایه‌ می‌باشد که با گذشت زمان و عدم کنترل آن پایداری سازه را به مخاطره می‌اندازد. تاکنون محققین بسیاری آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل را موردبررسی قرار داده‌اند و روش‌های مناسبی در جهت کنترل و کاهش آبشستگی ارائه داده‌اند که شامل روش‌های اصلاح الگوی جریان در این نواحی و همچنین روش‌های مقاوم‌سازی بستر می‌باشد. در این پژوهش به بررسی آبشستگی موضعی پایه پل در خاک‌های چسبنده پرداخته‌شده است و استفاده از خاک چسبنده رسی از نوع رس بنتونیت به‌صورت اختلاط با خاک بستر، به‌عنوان راهکاری در جهت مقاوم‌سازی بستر در برابر تنش‌های واردشده و کنترل آبشستگی مورد بررسی قرارگرفته است. اهداف دنبال شده در این پژوهش شامل تعیین بهترین شرایط تراکمی (میزان رطوبت و درجه تراکم)، میزان بهینه رس مورد استفاده و همچنین تأثیر مقاومت برشی بستر در میزان آبشستگی می‌باشد. نتایج نشان داد که استفاده از ۱۰ درصد رس بنتونیت به‌صورت اختلاط با خاک ماسه‌ای بستر در درجه تراکم ۹۰ درصد و رطوبت بهینه تراکم، باعث کاهش آبشستگی به میزان ۱۰۰ درصد نسبت به نمونه شاهد می‌شود. همچنین نتایج نشان داد که رس بنتونیت تأثیر بیشتری در کاهش آبشستگی نسبت به رس کائولین دارد.

---

شیرابه‌ها در مراکز دفن زباله معمولاً حاوی چندین نوع آلاینده فلز سنگین هستند. این فلزات سنگین یا در ترکیب با یکدیگر یا به صورت ترتیبی به خاک بستر دفن زباله اعمال می‌شوند. خاک‌های رسی از جذب ترجیحی برای فلزات سنگین مختلف برخوردار هستند که به آن انتخاب‌گری گفته می‌شود. از طرفی امکان تغییر pH خاک بستر دفن زباله ناشی از شرایط اسیدی در محلهای خاص از مراکز دفن وجود دارد. هدف این پژوهش، مطالعه تأثیر pH اولیه بنتونیت بر انتخابگری فلزات سنگین سرب و روی در سیستمهای خاک-الکترولیت دو جزئی (سیستمهای حاوی دو فلز سنگین سرب و روی) و تکجزئی (سیستمهای حاوی یکی از فلزات سنگین سرب و روی) و مقایسه دو سیستم فوق است. برای این منظور با افزودن اسید کلریدریک غلیظ به سوسپانسیون بنتونیت با pH اولیه طبیعی، pH طبیعی بنتونیت را مورد تغییر و تثبیت pH قرار داده و سپس اندرکنش نمونههای بنتونیت با pH های اولیه مختلف با فلزات سنگین سرب و روی در سیستمهای تک جزئی و دو جزئی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که میزان نگهداری آلاینده‌های سرب و روی در نمونه بنتونیت با pH اولیه ۲ نسبت به نمونه بنتونیت با pH اولیه ۵/۱۰ به ترتیب ۶۰ و ۷۰ درصد کاهش یافته‌است. همچنین نمودار تغییرات شدت قله مونتموریلونیت در پراش پرتو ایکس نمونههای بنتونیت با pH اولیه ۴ و ۵/۱۰ حاوی غلظتهای مختلف سرب و روی نشان می‌دهد که از منظر ریزساختاری نیز یون‌های سرب به علت اندرکنش بیشتر با لایه دوگانه رسی، تأثیر بیشتری در خصوصیات ریزساختاری مونت‌موریلونیت داشته‌اند.

---

---

در سال­های اخیر استفاده از نانو مواد در پروژه‌های مختلف علوم و مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، مطالعه تأثیر نانو مواد در ترکیب با دیگر مصالح از زمینه­های نوین در علوم مهندسی ژئوتکنیک و ژئوتکنیک زیست‌محیطی است. این تحقیق به منظور تعیین مکانیزم نگهداشت آلاینده فلز سنگین کادمیوم در فرآیند تثبیت و جامدسازی پایه سیمانی بنتونیت آلوده درحضور نانو سیلیس انجام شده است. مکانیزم نگهداری آلاینده با بررسی نتایج آزمایش­های تعیین رفتار کادمیوم و نانو سیلیس با تغییر pH محیط، جذب، آبشویی آلودگی (TCLP) و منحنی­های پراش پرتو ایکس (XRD) تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان می­دهد که قابلیت جذب و نگهداری فلز سنگین کادمیوم توسط بنتونیت، نسبت به سایر فلزات سنگین، از جمله سرب، مس و روی، کمتر است. با توجه به روند افزایش مقدار کادمیوم آبشویی­شده از آزمایش TCLP در نمونه­های حاوی درصدهای مختلف سیمان، می­توان نتیجه­گیری نمود که معیار ۲۸ روز پیشنهاد شده توسط استاندارد EPA، برای تثبیت و جامدسازی کادمیوم، مناسب و مطمئن نبوده و لازم است این آزمایش را در فاصله زمانی بیشتری انجام داد و سپس نتایج آن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین ارزیابی نتایج آزمایش‌های اشعه‌ایکس بیانگر پیشرفت موثرتر واکنش‌های پوزولانی در حضور نانو سیلیس است. میزان کادمیوم آبشویی شده از آزمایش TCLP، با توجه به حضور درصد زیاد سیمان و نانو سیلیس که به تبع دارای میزان قابل­توجهی C-S-H هستند، نشان می­دهد که نقش اصلی در نگهداشت آلاینده فلز سنگین کادمیوم، فرآیند رسوب هیدروکسید و مقدار pH قلیایی محیط به­طور توام با اثر جامدسازی C-S-H است.
 

---

خاک­های آلوده به فلز سنگین از مشکلات متداول در سراسر جهان هستند. با وجود تحقیقات وسیعی که در خصوص فرایند اندرکنش پلیمر و خاک­های رسی صورت گرفته، در زمینه فرایند اندرکنش پلیمر و خاک­های آلوده تحقیقات بسیار محدودی انجام شده است. هدف از این پژوهش تعیین تأثیر ترتیب اندرکنش پلیمر و فلزسنگین با بنتونیت بر قابلیت نگهداری آلاینده فلز سنگین در سیستم رس- فلزسنگین و پلیمر است. برای رسیدن به این هدف، در یک‌سری از آزمایش‌ها، نمونه‌های بنتونیت ابتدا در معرض پلیمر و سپس در معرض آلاینده سرب قرار گرفته­ اند. در سری دیگر آزمایش‌ها، نمونه­ های بنتونیت آلوده به سرب در معرض پلیمر واقع شده ­اند. با بررسی نتایج آزمایش­های تعادل سوسپانسیون خاک در دو سری آزمایش‌های فوق، قابلیت نگهداشت آلاینده فلز سنگین در این دو روش نمونه‌سازی  مورد  تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان‌دهنده آن است که در نمونه­ های رسی عمل‌آوری شده با  ۳% پلیمر و سپس قرار گرفته در معرض غلظت cmol/kg-soil ۲۰۰ آلاینده فلز سنگین سرب، قابلیت خاک به نگهداشت آلاینده سرب به میزان ۱۹% نسبت به بنتونیت طبیعی افزایش داشته است. این در حالی است که افزودن ۳% پلیمر به نمونه‌های آلوده به cmol/kg-soil ۲۰۰ سرب، سبب افزایش ۷۲% در میزان قابلیت بنتونیت به نگهداری آلاینده سرب نسبت به بنتونیت طبیعی شد. بر این اساس در خصوص قابلیت نگهداری آلاینده در حضور پلیمر در سیستم رس-فلز سنگین و پلیمر، بین فرایندهای پیوند کووالانسی پلیمر و کاتیون­های سرب و نقش کپسوله کردن آلاینده توسط پلیمر، کپسوله کردن آلاینده فلز سنگین توسط پلیمر، تأثیر بسیار بیشتری دارد.

---

در اصلاح حرارتی خاک­های آلوده، خاک رسی حاوی آلاینده فلز سنگین تحت اثر حرارت قرار می­گیرد. خصوصیات خمیری به عنوان یکی از معیارهای کاربردی در ارزیابی رفتار ژئوتکنیک زیست‌محیطی خاک‌ها شناخته شده است. هدف این مقاله تعیین تأثیر فاز نگهداری آلاینده فلز سنگین بر خاصیت خمیری بنتونیت در اصلاح حرارتی خاک است. در این پژوهش بنتونیت کربنات­دار و کربنات‌زدایی­شده در حالت غیر آلوده و آلوده به غلظت‌های مختلف فلز سنگین روی (Zn) تهیه شده است. نمونه­های آلوده و غیر آلوده تحت تاریخچه حرارتی ۲۰، ۱۱۰، ۳۰۰، ۴۰۰ و ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار گرفته­اند. سپس با استفاده از آزمایش‌های حدود اتربرگ، pH، SSE و XRD، تغییرات خصوصیات خمیری و ریزساختاری نمونه‌ها تجزیه و تحلیل شده‌است. بر اساس نتایج بدست آمده، در غلظت­های کم آلاینده، فاز کربنات کلسیم به عنوان فاز غالب در نگهداری آلاینده عمل کرده و مانع تغییر ساختار خاک شده است. با افزایش غلظت آلاینده و ورود همه فازهای نگهداری آلاینده در فرایند اندرکنش خاک-آلودگی، حضور کربنات نقش قابل‌توجهی در تغییر الگوی خمیری نداشته است. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات غلظت آلاینده نسبت به تغییرات درجه حرارت، تأثیر بیشتری بر کاهش دامنه خمیری بنتونیت کربنات‌دار داشته است. با افزایش درجه حرارت به مقادیر بزرگتر از ۴۰۰ درجه، فازهای نگهداری آلاینده در رفتار خمیری خاک نقش قابل توجهی نداشته بطوری‌که دو نمونه بنتونیت با کاتیون غالب تبادلی سدیم و کاتیون غالب تبادلی روی به ترتیب در دماهای ۴۰۰ و ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد خاصیت خمیری خود را از دست داده و حد خمیری برای آ­ن­ها قابل اندازه‌گیری نبوده است.

---

حضور آلاینده‌های فلز سنگین در خاک­های رسی، سبب تغییر در خصوصیات خاک مانند pH شده که این موضوع خطر انتشار آلودگی در خاک را بیشتر می­کند. یکی از روش­های رایج با راندمان قابل­توجه در کنترل انتشار آلاینده­های فلز سنگین، روش تثبیت/جامدسازی مبتنی بر سیمان است. این روش توسط دو مکانیزم تثبیت شیمیایی و جامدسازی فیزیکی سبب نگه­داری فلزات سنگین می­شود و تحرک­پذیری آلاینده­ها را کاهش می­دهد. هدف این پژوهش تعیین اثر pH بر نگه­داری و رهاسازی سرب و کادمیوم به صورت تک­جزئی و دوجزئی در تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی است. برای دستیابی به هدف فوق، ابتدا ظرفیت جذب و نگه­داری به همراه تغییرات pH سرب و کادمیوم به صورت تک­جزئی و دوجزئی تعیین شد و با انجام آزمایش XRD اثر pH بر فرایند تثبیت/جامدسازی مشخص شد. در نهایت میزان کادمیوم و سرب رهاشده طی آزمایش TCLP به منظور بررسی تأثیر pH و حضور هم‌زمان سرب و کادمیوم در رهاسازی این فلزات سنگین تعیین شد. نتایج نشان می­دهند که بیشترین ظرفیت جذب و نگه‌داری برای سرب و کادمیوم به ترتیب در محدوده pH ۸,۵ تا ۱۱ و ۱۰ تا ۱۲ رخ می­دهد و جذب و نگه­داری در حالت دوجزئی همواره کمتر از حالت تک­جزئی در غلظت­های مشابه است. همچنین در این نواحی از pH، میزان شدت قله­های ترکیبات سرب و کادمیوم افزایش می­یابد که معرف افزایش سهم مکانیزیم تثبیت در نگه­داری آلاینده است. رهاسازی این فلزات سنگین نیز در محدوده pHهای ذکرشده همواره کمتر از حداکثر مقدار مجاز اعلام شده توسط USEPA است. بر اساس نتایج این تحقیق، مقدار کادمیوم و سرب رها شده در حالت دوجزئی بیشتر از حالت تک­جزئی در غلظت­های مشابه است.

---

تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی بنتونیت و فلزسنگین از روش‌های متعارف در پروژه‌های مهندسی محیط‌زیست است. در میان روش‌های مختلفی که برای فرآیند تثبیت/جامدسازی استفاده می‌شود، سیستم‌های مبتنی بر پایه سیمان با توجه به هزینه نسبتاً کم، و دسترسی مناسب، به‌طور گسترده استفاده می‌شود. کارایی تکنولوژی تثبیت/جامدسازی را می‌توان با استفاده از تغییراتی بهبود بخشید. هدف از این مقاله، تعیین تأثیر جایگزینی کربنات‌‌کلسیم بر بهبود فرآیند تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی بنتونیت و فلزسنگین در راستای کاهش مصرف سیمان است. برای این منظور نمونه‌های بنتونیت دارای غلظت cmol/kg-soil ۱۰۰ نیترات سرب با درصدهای مختلف ترکیب سیمان و کربنات‌‌کلسیم تثبیت/جامدسازی شده‌اند. ارزیابی ساز و کار نگهداری آلاینده با انجام آزمایش‌های XRD، TCLP، pH و UCS مورد مطالعه قرار گرفته‌است. شرط رسوب هیدروکسیدی، قرار‌گیری pH محیط در محدوده ۱۰ تا ۱۲ است. بر اساس نتایج این تحقیق، جایگزینی ۱۵ درصد کربنات کلسیم به‌جای سیمان، سبب حفظ شرایط لازم برای ایجاد مکانیزم تثبیت و جامدسازی شده‌است. به‌طوری‌که برای نمونه حاوی ۴/۱ درصد رطوبت بهینه، مقدار واجذبی یون سرب در آزمایش TCLP  برابر با ۲ میلی گرم بر لیتر و مقاومت تک‌محوری نمونه برابر با MPa ۴۵/۱ بدست آمده و هر دو معیار EPA احراز شده است. در واقع نتایج این تحقیق حاکی از آن است که جایگزینی تا ۱۵ درصد کربنات‌کلسیم به جای سیمان پرتلند معمولی ضمن کاهش مصرف سیمان، سبب بهبود قابلیت نگهداری آلاینده در تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی شده‌است. علت بهبود شرایط رفتاری فوق، نقش همزمان پرکنندگی و هسته‌زایی کربنات کلسیم در کنار افزایش بازه رسوب ترکیبات کربناتی بوده‌است.